109 關務特考三等 資訊處理 資通網路 考古題詳解

核心觀念

TCP/IP 四層架構由下而上依序為：

1. 網路存取層（Network Access Layer，也稱 Link Layer）
2. 網際網路層（Internet Layer）
3. 傳輸層（Transport Layer）
4. 應用層（Application Layer）

本題考查各協定的主要功能與所在層。判斷時，依協定負責的工作分類：區域網路傳送與媒體存取屬網路存取層；位址、路由與網路控制屬網際網路層；端點間傳輸屬傳輸層；提供應用服務的協定屬應用層。

解題方法

先由下而上辨認各層職責，再依協定的主要用途歸類：

• 網路存取層：負責實際鏈路上的資料傳送，例如乙太網路或點對點連線。
• 網際網路層：負責 IP 封包傳送、路由，以及相關的網路控制與安全機制。
• 傳輸層：提供端點間的資料傳輸服務。
• 應用層：提供 DHCP、遠端登入、訊息傳遞等網路應用功能。

各項目分析

核心觀念

本題考查雙堆疊（Dual Stack）：主機或伺服器同時具備 IPv4 與 IPv6 協定能力，並配置相應的 IPv4、IPv6 位址。客戶端使用哪一種 IP 協定，就以該協定的位址與伺服器通信：

• IPv4 客戶端連至伺服器的 IPv4 位址，資料封裝為 IPv4 封包。
• IPv6 客戶端連至伺服器的 IPv6 位址，資料封裝為 IPv6 封包。

伺服器端的應用服務可由兩種協定的連線存取。雙堆疊本身不會把 IPv4 封包轉換成 IPv6 封包；兩種通信各自使用相符的 IP 協定。

概要圖

IPv4 客戶端 雙堆疊伺服器
應用程式 ─ TCP/UDP ─ IPv4 ─ 資料鏈結層 ───── IPv4 ─ TCP/UDP ─ 應用服務
 IPv4 封包 →

IPv6 客戶端 雙堆疊伺服器
應用程式 ─ TCP/UDP ─ IPv6 ─ 資料鏈結層 ───── IPv6 ─ TCP/UDP ─ 應用服務
 IPv6 封包 →

伺服器的應用服務同時接受 IPv4 與 IPv6 連線；回應資料沿相同協定堆疊送回對應客戶端。

解題方法：依 OSI 層次說明

核心觀念

本題考查 OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優先）在多區域架構中，依路由器所連接的區域，以及是否引入外部路由資訊，所作的四種功能分類：

1. 內部路由器（Internal Router）
2. 骨幹路由器（Backbone Router）
3. 區域邊界路由器（Area Border Router, ABR）
4. 自治系統邊界路由器（Autonomous System Boundary Router, ASBR）

這四種分類並非彼此互斥。例如，ABR 必然是骨幹路由器；ASBR 則可能同時是內部路由器、ABR，或骨幹路由器。

解題方法

判斷時先看路由器的介面屬於哪些 OSPF 區域，再看它是否連接 OSPF 骨幹區域 Area 0；最後確認它是否將 OSPF 自治系統以外的路由資訊引入 OSPF。

一、內部路由器（Internal Router）

所有 OSPF 介面都屬於同一個區域的路由器，稱為內部路由器。它只掌握所屬區域的拓樸資訊，區域間路由資訊則由 ABR 等路由器協助傳遞。

二、骨幹路由器（Backbone Router）

至少有一個介面連接 OSPF 骨幹區域 Area 0 的路由器，稱為骨幹路由器。骨幹區域負責連接各非骨幹區域，區域間路由資訊通常經由 Area 0 傳遞。

ABR 具有連接 Area 0 的介面，因此也屬於骨幹路由器；但骨幹路由器不一定是 ABR，例如所有介面都在 Area 0 的路由器也是骨幹路由器。

三、區域邊界路由器（ABR）

核心觀念

L2CAP 是藍牙協定堆疊中位於基頻（Baseband）之上的資料鏈結層協定，負責讓上層協定共用底層鏈路，並提供資料封裝、分段與重組、服務多工及品質服務等功能。題目所問的「三種邏輯通道」，是依通道用途區分為連接導向通道、無連接通道、訊號通道。

解題方法

辨認三類通道時，從「是否先建立通道」及「通道用來傳什麼」切入：

1. 需要先建立端點間的邏輯連線，供雙向資料傳送使用，是連接導向通道。
2. 不先建立專屬連線，以無連接方式傳送資料，是無連接通道。
3. 用來交換 L2CAP 控制與管理訊息，是訊號通道。

三種邏輯通道

1. 連接導向通道（Connection-oriented channel）

此通道在兩個 L2CAP 實體間建立邏輯連線後，才傳送資料，通常用於兩裝置間的點對點雙向通訊。建立通道時，雙方可協商通道所需的參數，例如最大傳輸單位（MTU）；通道建立後，資料便透過該通道傳送。上層協定可使用不同的連接導向通道，各通道以通道識別碼（CID）區分。

2. 無連接通道（Connectionless channel）

核心觀念

題目所稱「目的地接取網路的訊框大小上限」是 最大傳輸單位（Maximum Transmission Unit，MTU），指某一網路鏈路所能承載的最大封包長度。以 IP 網路的脈絡來說，MTU 通常是該鏈路可承載的最大 IP 封包大小。

每一段鏈路的 MTU 可能不同。封包若大於下一跳鏈路的 MTU，閘道器便須依 IP 版本及封包的分片設定處理。此題通常以 IPv4 的閘道器分片為主要考點。

解題方法：IPv4 閘道器如何處理

先比較封包的總長度與下一跳鏈路的 MTU，再查看 IPv4 標頭中的 DF（Don’t Fragment，不分片）旗標：

1. 封包不大於下一跳 MTU：閘道器直接轉送。
2. 封包大於下一跳 MTU，且 DF = 0：閘道器將 IP 封包切分成多個片段，分別封裝成可由該鏈路傳送的訊框，再逐一轉送。
3. 封包大於下一跳 MTU，且 DF = 1：閘道器不得分片，應丟棄該封包，並向來源端回覆 ICMP「目的地無法到達：需要分片但已設定 DF」訊息。來源端可據此調整封包大小；這也是 IPv4 路徑 MTU 探索（Path MTU Discovery，PMTUD）的基礎。

核心觀念

RSA 是一種非對稱式加密演算法，使用一對數學上相關的金鑰：公鑰可公開散布，私鑰由持有人妥善保管。用其中一把金鑰處理的資料，可由配對的另一把金鑰驗證或還原。

RSA 的金鑰產生概念如下：

1. 選擇兩個大質數 $p$、$q$，計算 $n=pq$。
2. 計算 $\phi(n)=(p-1)(q-1)$。
3. 選擇整數 $e$，使 $\gcd(e,\phi(n))=1$。
4. 求出 $d$，使 $ed\equiv1\pmod{\phi(n)}$。

因此，公鑰為 $(n,e)$，私鑰為 $(n,d)$。實際系統也會保留 $p$、$q$ 等資訊，以加速解密並支援金鑰管理。

解題方法

本題以「金鑰如何配對」及「各自用於何種操作」作答即可：

• 加密與解密：傳送者用接收者的公鑰加密，接收者用自己的私鑰解密。令明文為 $m$、密文為 $c$：

$c\equiv m^e\pmod n,\qquad m\equiv c^d\pmod n$