106 銀行招考不分職等 合作金庫-網路系統管理人員 專業科目:計算機概要及網路管理 考古題詳解
第 一 題25 分
請依序回答下列問題: (一) 請依下圖 A、B、C 位置,分別回答主機板插槽所要安裝之裝置名稱。【6 分】 (二) 請說明 BIOS 的功用。【5 分】 (三) 請將十進位數值 改以十六進位表示。【5 分】 (四) 請說明硬碟之低階格式化、分割、高階格式化所進行的動作。【9 分】
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核心觀念
本題測驗四項基本觀念:
- 主機板插槽與周邊裝置的對應。
- BIOS 在電腦開機與硬體初始化中的功能。
- 十進位整數與小數轉換為十六進位的方法。
- 硬碟低階格式化、分割與高階格式化的差異。
(一)主機板插槽所安裝的裝置
依圖中插槽位置判斷:
-
A:中央處理器插槽(CPU Socket) 用於安裝中央處理器 CPU。
-
B:記憶體插槽(Memory Slot/DIMM Slot) 用於安裝主記憶體 RAM。
-
C:SATA 連接埠(SATA Port) 用於連接 SATA 介面的硬碟、固態硬碟或光碟機。
解題技巧
可依外觀快速判斷:
- CPU 插槽通常位於主機板中央偏上方,體積較大。
- RAM 插槽通常是數條平行、細長的插槽,靠近 CPU。
- SATA 連接埠通常體積較小,常以直角方式排列,連接儲存裝置資料線。
(二)BIOS 的功用
BIOS 是 Basic Input/Output System 的縮寫,主要功能如下:
-
開機自我測試(POST) 電腦開機時檢查 CPU、記憶體、鍵盤、顯示卡及儲存裝置等基本硬體是否正常。
-
初始化硬體 設定並啟用基本硬體,使作業系統能夠使用主機板上的各項裝置。
-
提供基本輸入/輸出服務 在作業系統載入前,提供鍵盤、螢幕、磁碟等基本硬體的控制功能。
-
選擇開機裝置並載入作業系統 依照開機順序尋找硬碟、USB 或光碟等開機媒體,將開機程式載入記憶體,進而啟動作業系統。
-
提供 BIOS 設定介面 可設定日期時間、開機順序、硬體啟用狀態及部分系統參數。
常見陷阱
BIOS 的主要任務是「開機前的硬體初始化與啟動作業系統」,不是完整的作業系統,也不是用來永久儲存使用者檔案的程式。
(三)將十進位數值 轉為十六進位
1. 整數部分
將 除以 ,取餘數:
十六進位中, 以 表示,因此:
2. 小數部分
將小數 乘以 :
取整數部分 ,小數部分已為 ,因此十六進位小數為 。
3. 合併
快速驗算
(四)硬碟低階格式化、分割與高階格式化
1. 低階格式化(Low-Level Formatting)
低階格式化是對硬碟實體磁區進行規劃,主要動作包括:
- 將磁碟表面劃分為磁軌(track)。
- 將磁軌再劃分為磁區(sector)。
- 建立磁區的識別資訊、標頭及實體儲存結構。
- 使硬碟控制器能依照磁軌與磁區位置讀寫資料。
傳統硬碟在出廠時會進行低階格式化。現代硬碟的低階格式化通常由製造商完成,使用者一般不需自行執行。
2. 硬碟分割(Partitioning)
分割是將一顆實體硬碟劃分為一個或多個邏輯區域,主要動作包括:
第 二 題25 分
請依序回答下列問題: (一) 請問 OSI 通訊協定的第 4 層(傳輸層)之功能為何?【5 分】 (二) 請問何謂路由器(router)?【5 分】 (三) 某作業系統以分頁方式管理記憶體,其實體記憶體有 ,而其虛擬位址(virtual address)有 18 個位元(bits),其中 12 個位元要設為頁框(page frame)裡的偏移值(offset),假設每一地址的資料為 1 個位元組(byte),請說明實體記憶體可以放進多少分頁?【5 分】 (四) 請問何謂熱插拔(hot swapping)?【5 分】 (五) 請問何謂雲端運算中的基礎設施即服務(Infrastructure as a Service, IaaS)?【5 分】
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第二題詳解
(一)OSI 第 4 層:傳輸層
核心觀念
OSI 第 4 層為「傳輸層(Transport Layer)」,主要負責建立通信雙方之間的端對端資料傳輸服務,使資料能由來源主機上的特定應用程式,正確傳送至目的主機上的對應應用程式。
主要功能包括:
- 端對端傳輸:提供來源端程序與目的端程序之間的通信。
- 分段與重組:將上層資料切割成適合傳輸的資料段,抵達目的端後再重新組合。
- 可靠性控制:透過確認、序號、重傳等機制,確保資料完整抵達。
- 流量控制:避免傳送端速度過快,使接收端緩衝區溢位。
- 錯誤控制:偵測遺失、重複或錯誤的資料,並採取修正措施。
- 多工與解多工:利用連接埠號碼(port number),將資料交給正確的應用程式。
- 連線管理:支援連線建立、資料傳輸及連線終止。
TCP 是傳輸層的典型協定,提供可靠且具連線性的服務;UDP 也是傳輸層協定,但主要提供無連線、低負擔的資料傳輸服務。
解題技巧
看到「端對端」、「可靠傳輸」、「分段重組」、「流量控制」及「連接埠」等關鍵字,即可判斷是在描述傳輸層功能。IP 位址與路由選擇屬於網路層,MAC 位址與媒體存取控制則屬於資料鏈結層。
【答案】
OSI 第 4 層傳輸層負責提供端對端的資料傳輸服務,包含資料分段與重組、可靠性控制、錯誤控制、流量控制、連線管理,以及利用連接埠號碼進行多工與解多工,使資料能正確交付至目的端的應用程式。
(二)路由器(Router)
核心觀念
路由器是工作在 OSI 第 3 層「網路層」的網路設備,主要功能是連接不同的網路,並依據封包中的目的 IP 位址及路由表,決定封包應轉送的下一個網路介面或下一站路由器。
解題方法
說明路由器時,應掌握三個重點:
- 連接不同網路:例如連接區域網路與網際網路。
- 依 IP 位址判斷路徑:讀取封包的目的 IP 位址。
- 依路由表轉送封包:選擇適當的下一跳(next hop)。
路由表可以透過管理者設定的靜態路由建立,也可以利用 RIP、OSPF、BGP 等路由協定動態學習。
常見陷阱
路由器與交換器的主要差異如下:
- 路由器依據第 3 層 IP 位址進行不同網路間的封包轉送。
- 交換器主要依據第 2 層 MAC 位址,在同一區域網路內轉送乙太網路訊框。
- 路由器通常可以隔離廣播網域,並可執行封包過濾、NAT 及存取控制等功能。
【答案】
路由器是工作於 OSI 網路層的網路設備,用來連接不同的網路,並依據封包的目的 IP 位址與路由表,選擇適當路徑及下一跳,將封包轉送至目的網路。
(三)分頁記憶體計算
核心觀念
分頁式記憶體管理會將:
- 虛擬記憶體切成固定大小的「頁面(page)」;
- 實體記憶體切成相同大小的「頁框(page frame)」。
虛擬位址由兩部分組成:
題目給定:
- 實體記憶體: bytes
- 虛擬位址長度: bits
- 偏移值: bits
- 每一地址對應: byte
解題方法
步驟一:計算頁面大小
偏移值有 個位元,因此頁面大小為:
步驟二:計算實體記憶體中的頁框數
實體記憶體大小為:
每個頁框大小為 bytes,因此頁框數為:
因此,實體記憶體可以容納 個頁框,也就是可放入 個分頁。
補充:計算虛擬記憶體頁數
虛擬位址共有 bits,其中 bits 為偏移值,因此頁號位元數為:
虛擬頁數為:
虛擬記憶體共有 頁,但實體記憶體同一時間只能容納 頁。
解題技巧
判斷「實體記憶體可以放進多少分頁」時,直接使用:
本題最容易混淆的是:
- 虛擬頁數: 頁;
- 實體頁框數: 個。
題目問實體記憶體可放入多少分頁,答案應採實體頁框數 ,不是虛擬頁數 。
【答案】
頁內偏移值為 bits,所以每頁大小為:
實體記憶體大小為 bytes,因此可容納的頁框數為:
第 三 題25 分
網際網路需要路由器(router)與相鄰路由器交換路由資訊,以建構自己的路由表(routing table)。路由表建構的方式有兩大類,其中一類為 distance-vector 的方法,這方法以 的向量表示方式交換路由資訊。當路由器收到一個向量顯示到某一目的地的成本較低時,它會更新這個新資訊。假設路由每分鐘交換一次路由表,現有一個網路如下:
(一) 第一輪和隔壁路由器交換路由資訊後的各路由器的路由表會是如何?請填入以下空格。【10 分】 A: B: ____ C: ____ ____ D: ____ ____
(二) 請完成並列出第三輪交換後的 A、B、C 路由表。【15 分】
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核心觀念
本題考查 distance-vector routing(距離向量路由)的路由表更新。
每筆路由資訊表示為:
路由器經由鄰居 前往目的地 的新成本為:
若新成本較低,就更新路由表。
網路拓樸如下:
- :成本
- :成本
- :成本
- :成本
(一)第一輪交換後的路由表
第一輪先列出各路由器到直接相鄰路由器的路徑。
路由器 A
路由器 B
路由器 C
路由器 D
因此題目空格應填:
(二)第三輪交換後的路由表
第二輪更新
A 前往 D
經由 :
經由 :
因此選擇經由 ,得到:
B 前往 C
經由 :
經由 :
因此選擇經由 ,得到:
C 前往 B
經由 :
經由 :
因此選擇經由 ,得到:
D 前往 A
經由 :
經由 :
因此選擇經由 ,得到:
第三輪交換時,各路由器收到的資訊不會產生更低成本,因此路由表維持不變。
A 的第三輪路由表
B 的第三輪路由表
第 四 題25 分
A 公司常因有限時活動而瞬間有大量網路服務需求,所以需要以叢集伺服器解決服務壅塞的問題。因此向 ISP 申請到 1.2.3.128/27 的網路 IP。 (一) 請問 1.2.3.128/27 IP 的範圍?【5 分】 (二) 因為公司內部員工 500 人也需要網路,所以需要私有 IP 網路。私有 IP 網路規範於 RFC1918,除了 192.168.0.0-192.168.255.255 的網路段外,還有哪二個網段可用?【10 分】 (三) 私有 IP 網路的電腦無法直接連線到網際網路,請問可以架設哪二種伺服器解決?【10 分】
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核心觀念
本題考查三項網路基礎觀念:
- CIDR 子網路表示法:判斷
/27的網路位址、廣播位址與可用主機位址。 - RFC 1918 私有 IP 位址範圍:辨識不可直接於網際網路路由的私有網段。
- 私有 IP 對外連線技術:利用 NAT 或 Proxy 讓內部電腦存取網際網路。
(一) 的 IP 範圍
解題方法
IPv4 位址共有 32 位元,/27 表示:
- 網路位元:27 位元
- 主機位元: 位元
- 每個子網路的位址數量:
/27 的子網路遮罩為:
最後一個八位元組的區塊大小為:
因此子網路起始位置會以 32 為間隔:
題目給定的網路位址為 1.2.3.128,下一個子網路是 1.2.3.160,所以本子網路範圍為:
- 網路位址:
1.2.3.128 - 廣播位址:
1.2.3.159 - 可用主機位址:
1.2.3.129~1.2.3.158
答案
其中:
- 網路位址:
1.2.3.128 - 可用主機 IP:
1.2.3.129~1.2.3.158 - 廣播位址:
1.2.3.159 - 可用主機數: 個
(二)RFC 1918 的另外兩個私有 IP 網段
核心觀念
RFC 1918 規範的私有 IPv4 網段共有三組:
10.0.0.0/8172.16.0.0/12192.168.0.0/16
題目已經給出第三組:
192.168.0.0~192.168.255.255
因此另外兩組為:
第一個網段
範圍為:
10.0.0.0~10.255.255.255
第二個網段
範圍為:
172.16.0.0~172.31.255.255
其中第二組常見陷阱是範圍並非只有 172.16.x.x,而是第二個八位元組從 16 到 31 的所有位址。
答案
以及
(三)解決私有 IP 電腦對外連線的兩種伺服器
私有 IP 位址無法直接在公網路由,內部電腦必須透過具有公有 IP 的中介設備或伺服器連線。
1. NAT 伺服器
NAT(Network Address Translation,網路位址轉換)伺服器會將內部私有 IP 轉換成公有 IP,使封包能夠送往網際網路。
例如:
- 內部電腦:
192.168.1.10 - 對外轉換成:ISP 配發的公有 IP
實務上通常搭配 PAT(Port Address Translation),讓多部內部電腦共用一個公有 IP,並利用不同的連接埠號碼辨識各個連線。
NAT 的主要功能是:
- 將私有 IP 轉成公有 IP
- 讓多部內部電腦共用公有 IP
- 隔離內部網路與外部網路
- 解決 IPv4 公有位址不足問題