113 司法特考三等 檢察事務官類科電子資訊組 計算機網路 考古題詳解

核心觀念

本題考查實體層訊號傳輸的三種品質劣化來源：失真、雜訊與無線通訊中的多重路徑干擾。失真與雜訊都會使接收端收到的訊號偏離傳送端所送出的訊號，但成因不同：

• 失真（Distortion）：訊號經過傳輸媒介或設備後，波形的形狀、振幅或相位發生改變。
• 雜訊（Noise）：傳輸過程中混入原本訊號以外、不需要的電磁能量或訊號，干擾接收端判讀。

解題方法

作答時可依「訊號自身改變」與「外來訊號加入」區分失真和雜訊，再說明無線電波經不同路徑抵達接收端時，如何因相位差而互相增強或抵銷。最後比較無線與有線媒介的傳播方式，說明多重路徑干擾為何主要是無線傳輸問題。

一、失真與發生原因

失真是指傳輸系統對不同頻率成分的處理不完全一致，使接收端波形與傳送端波形不同。訊號可視為多種頻率成分的組合；若傳輸媒介對各成分造成不同的衰減或延遲，合成後的波形便會改變。

常見原因包括：

1. 衰減失真：不同頻率成分經過媒介時衰減程度不同，造成接收訊號的頻率組成改變。
2. 延遲失真：不同頻率成分的傳播速度或延遲不同，抵達接收端的時間不一致，改變波形形狀。
3. 傳輸設備特性不理想：放大器、濾波器或其他設備對訊號的振幅、相位響應不一致，也會造成波形改變。

因此，失真的重點是原訊號在傳輸後被改變，不是額外加入一個獨立的干擾來源。

二、雜訊與發生原因

雜訊是指與欲傳送訊號無關、在傳輸或接收過程中混入的電氣干擾。它可能使接收端難以區分訊號中的 0、1 或類比訊號的實際值。

常見來源包括：

1. 熱雜訊：電子元件內部載子受熱運動所產生，難以完全消除。
2. 感應或電磁干擾：附近的電器、馬達、電源線或其他傳輸設備產生電磁場，耦合到傳輸媒介。
3. 串音：相鄰線路或通道的訊號互相干擾。
4. 脈衝雜訊：雷擊、開關切換或設備瞬間放電等事件造成短暫且強烈的干擾。

核心觀念

資料鏈結層負責在相鄰節點間傳送資料，並將上層交付的資料整理成適合傳輸的單位。題目所列的三項服務，分別處理資料邊界、傳送速率差異，以及傳輸錯誤。

解題方法

依序說明各服務要解決的問題，再各舉一種流量控制與錯誤控制方法，交代其運作原理。

1. Framing（成框）

將網路層交付的封包切分或封裝成資料鏈結層的「訊框（frame）」，並標示訊框的起始與結尾，使接收端能辨認每個訊框的邊界。常見作法包括在訊框前後加入旗標位元組，或使用長度欄位標示訊框長度。

2. Flow control（流量控制）

控制傳送端的傳送速率或未確認資料量，避免傳送端送得太快，使接收端緩衝區溢位。流量控制處理的是傳送端與接收端之間的處理能力差異。

實現方法：滑動視窗（Sliding Window）

接收端公告可接收的視窗大小，傳送端只能在視窗允許範圍內傳送尚未獲確認的訊框。接收端確認收到資料後，視窗向前移動，傳送端便可繼續傳送；若接收端處理速度較慢，則可縮小視窗，降低傳送端的傳送量。此法允許連續傳送多個訊框，不必每送一個訊框就停下等待確認。

3. Error control（錯誤控制）

核心觀念

本題分成兩部分：第一部分比較 TCP、UDP 與 SCTP 的傳輸服務；第二部分說明 QUIC 的設計特色，以及 HTTP/3 為何採用 QUIC。

傳輸層協定負責在主機間傳送應用程式資料，常見的比較面向包括：是否建立連線、是否可靠傳送、是否維持資料順序、傳送單位、流量與壅塞控制，以及多重串流或多重網路介面的支援。

解題方法

作答時先以 TCP、UDP、SCTP 的服務模型比較，再說明 QUIC 如何在 UDP 上提供可靠、多串流且加密的傳輸服務。最後從「避免傳輸層隊頭阻塞」、「縮短連線與加密握手延遲」及「改善傳輸協定部署彈性」三方面，說明 HTTP/3 改用 QUIC 的原因。

一、TCP、UDP 與 SCTP 的特性和應用

1. TCP（Transmission Control Protocol）

TCP 是以連線為基礎的可靠位元組串流協定。傳送前須建立連線，傳送結束後再終止連線；資料以連續位元組流的方式交付應用程式，TCP 不保留應用程式每次寫入資料時的訊息邊界。

主要特性如下：

• **可靠傳輸：**使用序號、確認回應、逾時重傳與快速重傳等機制，協助偵測遺失並重送資料。
• **依序交付：**接收端依序號重組資料，依序交付位元組流。
• **流量控制：**利用接收視窗等機制，避免傳送端超出接收端處理能力。
• **壅塞控制：**調整傳送速率以因應網路壅塞，降低大量封包同時進入網路造成的負擔。
• **全雙工傳輸：**同一連線可同時雙向傳送資料。

TCP 適合需要資料完整性與順序性的應用，例如網頁傳輸、電子郵件、檔案傳輸與遠端登入。代價是建立連線及遺失重傳會增加延遲；而且同一 TCP 連線中的資料依序交付，前方資料遺失時，後續已到達的資料也可能暫時無法交付應用程式，形成傳輸層隊頭阻塞。

2. UDP（User Datagram Protocol）

UDP 是無連線的資料報協定。它不在傳送前建立連線，也不保證資料一定送達、依序送達或不重複送達；接收端以資料報為單位接收，因此保留訊息邊界。

主要特性如下：

• 標頭簡單，傳輸負擔較低。
• 不提供內建的可靠重傳、順序重組、流量控制或壅塞控制。
• 不建立連線，適合重視低延遲、可容忍部分遺失，或由應用程式自行管理可靠性的情境。

UDP 常用於 DNS 查詢、即時語音與視訊、線上遊戲及廣播或多播等應用。使用 UDP 不代表應用程式一定不可靠；應用程式可以在 UDP 之上自行加入確認、重傳、排序或壅塞控制機制。

3. SCTP（Stream Control Transmission Protocol）

SCTP 是以關聯（association）為基礎、可靠且保留訊息邊界的傳輸協定。它結合部分 TCP 與 UDP 的特性：提供可靠傳輸與壅塞控制，同時以訊息為單位傳送，並支援多重串流及多宿主（multihoming）。

主要特性如下：

• **訊息導向：**傳送與接收以訊息為單位，保留訊息邊界，不同於 TCP 的位元組串流。
• **可靠傳送：**具備序號、確認回應、重傳與壅塞控制。
• **多重串流（multistreaming）：**一個關聯中可包含多個獨立串流。某一串流的資料遺失時，通常不會阻止其他串流已到達的資料交付，減少跨串流的隊頭阻塞。
• **多宿主（multihoming）：**關聯兩端可使用多個 IP 位址，並支援路徑故障時切換，提高連線可用性。
• **關聯建立與安全性：**透過四向交握等機制建立關聯，並以 Cookie 機制降低資源耗盡與偽冒請求帶來的風險。

SCTP 適用於需要可靠訊息傳送、多串流或路徑備援的情境，例如電信訊號傳輸。其通用部署程度不如 TCP 與 UDP，因此實際使用範圍較受網路環境與應用需求影響。

三種協定比較

核心觀念

本題考查雲端運算的基本特性、企業採用雲端服務的利弊、常見服務型態，以及邊緣運算的運作方式與應用。作答時可先說明雲端運算如何提供共享、彈性的運算資源，再比較 IaaS、PaaS、SaaS、SECaaS 的服務範圍；最後說明邊緣運算如何將部分資料處理移近資料來源，以改善延遲、頻寬與即時反應需求。

解題方法

本題是申論題，可依「定義與特性 → 企業優缺點 → 服務型態 → 邊緣運算特性與應用」的順序作答。雲端服務型態可按服務商管理範圍由低至高排列：IaaS 提供基礎運算資源，PaaS 提供應用程式開發與執行平台，SaaS 提供可直接使用的應用程式；SECaaS 則將安全能力以服務方式提供。邊緣運算則從資料處理的位置切入，說明它與集中式雲端互補的關係。

一、雲端運算的特性

雲端運算是透過網路，以服務方式提供共享的運算資源，例如伺服器、儲存空間、網路、平台及應用程式。使用者可依需求取得資源，通常不必自行購置及維護完整的運算基礎設施。

常見特性如下：

1. 隨需自助服務：使用者可依需要自行申請、配置或釋放運算資源，減少人工逐案處理。
2. 廣泛網路存取：透過網路即可從不同地點及裝置使用服務。
3. 資源池化：服務商將運算、儲存及網路等資源集中管理，供多個客戶依需求共享；實體資源可動態分配。
4. 快速彈性：資源可迅速擴充或縮減，以因應工作負載變化。
5. 可量測的服務：系統可量測資源使用量，據以管理、計費或提供使用報告，常見方式包含按量計費。

二、雲端運算在企業應用上的優缺點

優點

• 降低初期資本支出：企業可減少自行購置伺服器、儲存設備及資料中心的成本，改以營運費用方式支付服務費。
• 提升擴充彈性：業務量增加時可增加資源，需求下降時可縮減，避免長期維持過多閒置設備。
• 加快部署速度：可快速取得運算環境，縮短建置、測試及上線時間。
• 減少維運負擔：底層硬體、部分平台維護及更新可由服務商負責，企業可專注於核心業務。
• 支援跨地協作與備援：員工可透過網路存取服務；妥善設計時，也可利用不同區域的資源提升備援與可用性。

缺點與管理課題

• 仰賴網路連線：網路中斷或品質不佳時，服務存取與作業可能受影響。
• 資安與隱私風險：資料交由外部服務商處理或保存，企業須妥善管理存取權限、加密、備份及資料保護責任。
• 服務中斷與供應商依賴：服務商故障可能影響企業營運；若高度依賴單一平台，轉換服務商可能涉及資料移轉、系統重構與額外成本。
• 成本不易掌握：按量計費雖有彈性，但資源使用若缺乏監控，費用可能快速增加。
• 法規與治理要求：企業須確認資料存放地點、資料處理方式、稽核需求及產業規範均符合要求。
• 客製化與控制程度受限：使用共享平台或標準化服務時，底層設計及部分設定可能無法完全依企業需求調整。

三、雲端服務型態