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高考申論題 105年 [資訊處理] 電腦網路

第 一 題

📖 題組：
網路設備 Switch 使用交換機制轉傳訊框，請說明下列問題：（每小題 5 分，共 20 分） (一)Store-and-Forward 運作模式。 (二)Cut-Through 運作模式。 (三)Fragment-Free 運作模式。 (四)從訊框處理效能觀點比較上述三種交換機制之差異。
📝 此題為申論題，共 4 小題

小題 (一)

Store-and-Forward 運作模式。

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看到「Store-and-Forward（儲存並轉送）」，應直覺聯想到交換器對訊框「完整性」與「正確性」的要求。答題時務必寫出接收完整訊框（Frame）、執行循環冗餘碼校驗（CRC/FCS）進行錯誤檢查，以及丟棄錯誤訊框後才轉發的完整流程。

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【破題】 「儲存並轉送」（Store-and-Forward）是網路交換器（Switch）中最注重資料正確性與可靠性的交換機制。 【論述】

小題 (二)

Cut-Through 運作模式。

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看到「Cut-Through」應直覺聯想到「最低延遲」與「不進行錯誤檢查」。作答時需明確點出交換機僅讀取目的端 MAC 位址（前 6 個位元組）即開始轉發，並說明其優勢（延遲最低）與劣勢（會轉發損毀訊框）。

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「直通式交換（Cut-Through Switching）」是指網路交換器（Switch）在接收訊框（Frame）時，不需等待整個訊框接收完畢，只要讀取到表頭的「目的端 MAC 位址（Destination MAC Address）」（即訊框的前 6 個位元組），經查表確認輸出埠後，便立刻將訊框轉發出去。 特徵包含： (1) 最低延遲性（Low Latency）：因不需將整個訊框儲存於緩衝區，轉發速度極快，處理效能最高。

小題 (三)

Fragment-Free 運作模式。

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看到「Fragment-Free 交換機制」，應立刻聯想到其作為 Store-and-Forward 與 Cut-Through 的折衷方案。切入點在於「讀取前 64 Bytes」的設計邏輯，說明其如何藉此過濾乙太網路中常見的碰撞碎片（Collision Fragments），並點出其未執行完整 CRC 校驗的特性。

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「無碎片交換模式（Fragment-Free）」為一種結合傳輸效能與基礎可靠性的網路交換技術，屬於 Cut-Through 的改良型折衷方案。 其運作邏輯與特徵包含： (1) 讀取機制：交換器（Switch）在接收到訊框（Frame）時，不會等待整個訊框接收完畢，而是固定讀取訊框的前 64 個位元組（Bytes）後，即根據目的 MAC 位址開始進行轉發（Forwarding）。

小題 (四)

從訊框處理效能觀點比較上述三種交換機制之差異。

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看到比較題，應立即聯想到「評估指標」，對於交換機制而言，核心指標為「傳輸延遲（Latency）」與「可靠性/錯誤檢查（Reliability）」。作答時建議採用條列式與不等號（>、<）進行排序，並指出各機制在速度與準確性之間的取捨（Trade-off）。

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【破題】 從訊框處理效能（Performance）觀點來看，這三種交換機制的差異主要體現在「傳輸延遲（Latency）」與「錯誤偵測能力（Reliability）」之間的取捨（Trade-off）。 【論述】

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