台灣學術網路之現況 與未來展望 楊竹星 國立成功大學電機工程系
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況 台灣學術網路新一代電路 展望台灣學術網路的未來 結論
目錄 簡介 台灣學術網路的緣起 國際接軌 網路架構 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況 台灣學術網路的新電路 展望台灣學術網路的未來 結論
台灣學術網路的緣起 Taiwan Academic Network (TANet) 1990 年教育部電算中心與國內主要大學共同建立的網路 支援教學研究活動 分享資源 提供合作機會 TANet 維運 教育部電算中心 負責 TANet 骨幹及國際網路運作 各區域網路中心及縣市教育網路中心 負責區域性網路之連接與管理 TANet 管理委員會及技術小組 定期召開會議針對管理及技術上之相關問題共同研商處理
國際接軌 79/07 TANet 正式啟用 80/12 MOECC 連接 JvNCnet 頻寬 64kbps 81/11 128 kbps 83/10 512 kbps 84/10 T1 85/05 2x T1, GLOBAL-ONE 87/11 T3 (24 Mbps) 89/02 OC-3 90/10 2x OC-3 91/11 STM-4 92/10 2.5G 94/12 2.5G
TANet 國內網路架構 骨幹網路 國際電路 連接各區網中心 與國內其他網路互相連接 國內 ISP 政府網路及各網路交換中心等 區域性網路 各連線學校連接區網中心 連接縣市教育網路中心至區網中心 連接中小學至縣市網路中心 校園網路 研究單位及學校等校園內區域網路 由電算中心負責
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 ATM 骨幹網路 新世代骨幹網路 台灣學術網路的現況 台灣學術網路的新電路 展望台灣學術網路的未來 結論
台灣學術網路 ATM 骨幹網路 中興大學 中央大學 教育部 新竹縣 ( 教師研習中心 ) OC 12 清華大學 OC 12 交通大學 馬祖 ( 介壽國中小 ) 金門縣 ( 金城國中 ) 雲林縣 ( 教師研習中心 ) 嘉義縣 ( 頂六國小 ) 嘉義市 ( 蘭潭國小 ) T1 T1 新竹市 ( 東門國小 ) 苗栗縣 ( 福星國小 ) OC 3 台中市 ( 居仁國中 ) OC 3 台中縣 ( 教育局 ) 彰化縣 ( 永靖國小 ) 南投縣 ( 漳興國小 ) OC 3 桃園縣 ( 教育局 ) 中研院 OC 3 OC12 +OC3 *2 台北市 ( 教育局 ) 台北縣 ( 大觀國小 ) 基隆市 ( 教師研習中心 ) OC 3 T 3 OC 3 + T3 T 3 T 3 花蓮縣 ( 美崙國中 ) 宜蘭縣 ( 宜蘭國中 ) 東華大學 政治大學 臺灣大學 國家高速電腦中心 花蓮師院 區網 ATM SW 縣網 45Mbps 中正大學 成功大學 台南縣 ( 教育局 ) 澎湖縣 ( 文光國中 ) 2*T1 台南市 ( 大港國小 ) 高雄縣 ( 五甲國小 ) 高雄市 ( 資教網路中心 ) OC 3 屏東縣 ( 信義國小 ) 台東縣 ( 教育局 ) 中山大學 台東師院 91 年 3 月
ATM 骨幹網路架構 雙星架構 MOECC & NCHC Hub and spoke network service model 各區網中心 : OC-3, 縣市網路中心 : 2 x T1 連線學校 : 64 kbps/t1/adsl 連接區 縣 市網路中心 88 年 6 月完成全國中小學以 ADSL 或 T1(1.5M) 連接上網
ATM 網路網路運作 底層以 ATM 協定, 上層 TCP/IP 協定 Fully mesh 連接各區網中心 OSPF routing protocol 各區網中心或校園網路依需要支援其它多重協定之運作
網路服務 遠距教學 電子郵件 (E-Mail) 檔案傳送 (FTP) 遠地登錄 (Telnet) 電子新聞 (Netnews) 電子佈告欄系統 (BBS) IRC(Internet Relay Chat) Gopher WAIS(Wide Area Information System) 全球資訊網路服務系統 (World Wide Web;WWW) Archie
問題分析 網幹網路頻寬擴充受限制 OC-3 OC-12? 傳輸效能較低 Cell: 5/53 管理複雜 PVC, SVC 電路及設備成本高
TANet 新世代骨幹網路架構圖 Sep 20, 2004 苗栗縣新竹縣新竹市國網南科連江縣金門縣 桃園縣 台北縣 基隆市 宜蘭縣 台中市 台中縣 竹苗區網 新竹區網國網中心桃園區網 台北區網 台北區網 台北市 彰化縣南投縣雲林縣嘉義市嘉義縣台南市 中部區網 雲嘉區網 台南區網 Gigabit Ethernet Backbone 高屏澎區網 東部區網 教育部 花蓮區網 3Gbps 台東區網 台南縣高雄市高雄縣屏東縣澎湖縣花蓮縣台東縣 教育部 32Gbps 15Gbps 中研院 國際 Internet 國內 ISPs Gigabit Ethernet * 2 Gigabit Ethernet * 6 Gigabit Ethernet * 4
TANet 新世代骨幹網路 MAN (Metropolitan Area network) 技術 骨幹網路 : VLAN (Virtual LAN) LAN switches 各區網共同於骨幹上競爭, 無法保證頻寬 區網中心 6xGE 地區性網路 : IP over Ethernet 縣市網路中心 : 2 x GE 高中職以上學校 : GE/FE/Ethernet 中小學 : ADSL/Ethernet/FE ISIS routing protocol
新世代骨幹網路的效益 簡化網路管理 大幅降低網路租用及建設成本 提供超高速頻寬的網路應用環境 顯著改善網路擁塞困境 增進網路影音教學等高頻寬需求之可能性 提升國內超高速頻寬實體電信電路實務運作經驗
新世代骨幹網路的管理 骨幹網路設備資訊透明化 校園網路與宿舍網路分流管理 強化校園網路安全 SPAM 等處理機制 校園網路不當資訊的防制 網路流量及應用的統計 分析 管理 網路資源成本計算及合理安排
問題分析 骨幹網路 : VLAN (Virtual LAN) 環境 LAN switches (TANet, vendors) 不易實作 Load balancing 機制 各區網共同於骨幹上競爭, 無法保證所需求頻寬 Trouble shooting 不易 Ethernet 不易監控品質 CRC errors 無法得知封包路徑
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況 台灣學術網路的新電路 展望台灣學術網路的未來 結論
台灣學術網路的現況 TANet-TWAREN 骨幹合一 NCHC 於 2004 年建置 TWAREN 網路 Production Network Optical Network Research Network NCHC 提供 Production Network 作為 TANet 新的骨幹網路 GigaPoP 連接主節點 : 10 GE 增加政大 花蓮教育大學 台東大學等區網中心的連線
台灣學術網路的現況 TANet-TWAREN 骨幹合一 苗栗縣新竹縣新竹市連江縣金門縣 桃園縣 台北縣 基隆市 宜蘭縣 台中市 台中縣 竹苗區網 新竹區網國網中心桃園區網 台北區網 台北區網 台北市 彰化縣南投縣雲林縣嘉義市嘉義縣台南市 中部區網 雲嘉區網 台南區網 TWAREN Layer3 Production Backbone 高屏澎區網 台南縣高雄市高雄縣屏東縣澎湖縣國網南科台東縣 多條連線教育部多條連線 中研台東區網花蓮區網東部區網院 花蓮縣 多條連線教育部 10 Gigabit Ethernet POS OC-48 國際 Intern et 國內 ISPs Gigabit Ethernet * 2 1 Gigabit Ethernet
台灣學術網路的現況 TANet-TWAREN 骨幹合一 骨幹網路 由 GSR 組成 Layer 3 網路環境 SDH 電路提供 performance monitoring MAN 10 GE 連接區網與主節點 IP over Ethernet Extend Hub and Spoke network service model
TANet-TWAREN 骨幹合一 台灣學術網路的現況 - 網路服務 IPv4/v6 dual stack Multicast IPv4 一般的網路應用 DNS, Web Server, Proxy Server, FTP Server 提供網路設備與線路的維護 網路流量的統計與分析 網路狀態的監控 處理 SPAM Attack Phishing 及智慧財產權等問題 提供 Help Desk
TANet-TWAREN 骨幹合一 台灣學術網路的現況 - 問題分析 骨幹網路為 Layer 3 架構 Hub and spoke network service model 不利於 P2P 應用程式 提供光纖實體層備援電路 備援機制不完整 存在單點故障的問題 未提供設備備援
單點故障問題 - 線故障 中興中正成功中山 (2) (2) 清華 (2) (2) 交大 台中 中央 (2) 台南 (2) (2) (2) (2) 台北 (2) 暨大 新竹 (2) (2) 台大中研院政大宜大 (2) 東華花蓮台東 STM-64 STM-16 10GE GE
單點故障問題 - 節點故障 中興中正成功中山 清華 (2) (2) (2) (2) 交大 台中 中央 台南 (2) (2) (2) (2) (2) 台北 暨大 (2) 新竹 (2) (2) 台大中研院政大宜大 (2) 東華花蓮台東 STM-64 STM-16 10GE GE
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況與分析 台灣學術網路新一代電路 展望台灣學術網路的未來 結論
台灣學術網路新一代電路 新電路圖 中興 10G 中正 2.5G 成功 2.5G 中山 10G 交大 10G 10G 清華 2.5G 10G 10G 台中 20G 台南 中央 10G 10G 10G 台北 暨大 新竹 10G 台大 10G 2.5G 2.5G 20G 1G 20G 20G 1G 中研院 1G 10G 5G 1G 1G 台東 5G 東華 花蓮 政大 宜大 CHT 電路 APTG 電路 CHT 與 APTG 皆提供
台灣學術網路新一代電路 設備與實體線路 台大 6509 7609 15454 中研院 15454 7609 政大 6509 宜大 6509 15454 7609 15454 3750 7609 東華 6509 15600 中央 7609 15454 12816 15454 12816 6509 12816 MOEcc 7609C 科技大樓 12816 暨南 7609 3750 花蓮 6509 交大 15454 15600 15454 7609C 新竹 台中 7609C 15454 7609 6509 清華 7609 15454 12816 NCHC 台南 NCHC 7609C 12816 15454 12816 15600 NCHC 12816 6509 15454 中興 7609 3750 台東 6509 15454 15454 15454 STM 64 6509 中山 7609 6509 7609 成大 6509 7609 中正 STM64 STM16 10GE GE
台灣學術網路新一代電路 骨幹 VLAN 架構圖 NCCU6509 MOEcc6509 NDHU6509 NHLUE6509 NTU6509 NCHU6509 TP7609C L2 Switch NCU6509 HC7609 TC7609 TC7609C L2 Switch TANet VLAN HC7609C L2 Switch NCTU6509 NSYSU6509 TN7609C L2 Switch NTHU6509 NTTU6509 CCU6509 TN7609P NCKU6509
台灣學術網路的新一代電路 骨幹 EoMPLS 架構 TP12816R TP7609C L2 Switch TP12816P TP15600 EoMPLS EoMPLS TC12816R HC12816P TC7609C L2 Switch TP15600 TP15600 HC12816R HC7609C L2 Switch TC12816P EoMPLS EoMPLS TP15600 TN12816R TN7609C L2 Switch TN12816P CHT STM64 APBT STM64 10GE STM16
區網中心到 Core 流徑圖 NSYSU6509 NCKU6509 CCU6509 NSYSU15454 NCKU15454 CCU15454 TN6509P TN15600 TN15454 TN7609C Research VLAN
台灣學術網路新一代電路 骨幹網路 相鄰的 GSR 利用 POS STM-64 電路連接 GSR 提供 MPLS 服務 OSPF, BGP L2VPN (Point-to-Point EoMPLS) VLAN or Q-in-Q IEEE 802.1d,q,s,w control 7609: L2 switch Fully control 區網中心 6509: Routing
保護機制 提供光纖實體層備援 1:1 保護機制 提供架構保護 二家電信業者電路互為備援 提供第二層線路備援 解決主節點單點故障的問題 設備保護 手動設定 Lightpaths 區網中心 : 提供備援的 Line cards
保護機制 連線故障 中央 台大 交大 清華 台北 中研院 政大 中興 台中 暨大 新竹 宜大東華 中正 花蓮 成功 台南 中山 台東 CHT 電路 APTG 電路 CHT 與 APTG 皆提供
保護機制 - 節點故障 中央 台大 交大 清華 台北 中研院 政大 中興 台中 暨大 新竹 宜大東華 中正 花蓮 成功 台南 中山 台東 CHT 電路 APTG 電路 CHT 與 APTG 皆提供
問題分析 Best effort (unicast) IPv4 and IPv6 transit L2 VPN (Point-to-Point EoMPLS) 同一 VLAN 流量無法分享 2x STM-16 STM-16 STM-64 即時監控難度高 TWAREN 已建置網管系統, 但尚未在 TANet 部署 Killer applications?
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況 台灣學術網路的新電路 展望台灣學術網路的未來 結論
網際網路使用者 Lightweight users 瀏覽網頁, 收送信件等一般應用 企業級的應用 multicast, 多媒體影音教材等 Special scientific applications, computing, data grids, virtual-presence Need very fat pipes, limited multiple Virtual Organizations, few to few
Three Types of Users # u s e r s ΣB 40 Gb/s ΣC >> 100 Gb/s A ΣA 20 Gb/s ADSL B BW requirements C GigE Courtesy of Cees de Laat, Univ of Amsterdam
展望未來 VPLS (Virtual Private LAN Service) Deploys Optical Network Provides protection mechanism Monitoring Provides new services VoIP Deploys Killer applications E-Learning
格網資源分享的世界 Grid Information Server Grid Resource Broker TANet 資源註冊資源尋找資源聚集
Learning Grid Application Web Portal Web Portal Application Layer Application Layer S e c u rr ii tt y BioGrid Resource Broker Access Grid Monitor Data Grid Middleware Layer Middleware Layer Scheduler Resources Layer Resources Layer Learning Grid Reliable transmission Others Others Hardware Network Data Others 題庫教材個人檔案其他
數位學習格網情境 教師出題尋找題庫資源 TANet 學生學習尋找教材及相關課程資訊
Learning Grid 系統之應用 以 Data Grid 技術解決傳統數位學習系統中 I/O Bound 應用的瓶頸 資料分散配置 (Placement) 複製(Replication) 加速資料存取與處理 Ex. 學習教材存取 檔案分享 以 Computing Grid 技術解決傳統數位學習系統中 CPU Bound 應用的瓶頸 工作分散執行, 加速工作完成時間 降低 Server 負載 Ex. 程式練習, 模擬
應用範例 :Data Grid 影音教材 User Web Portal 影音教材請求 線上撥放 Resource Broker 教材搜尋 Information Service 本地 LMS 系統資源 遠端 LMS 系統資源 Streaming Server File Replication Third-part transmission 影音教材
應用範例 :Computing Grid 程式設計練習 / 測驗 User A, B, C Web Portal A, B, C 程式執行請求 C 程式送出 Resource Broker Program Results B 程式送出 本地 LMS 系統資源 A 程式送出 遠端 LMS 系統資源 影音教材
目錄 簡介 台灣學術網路的過去 台灣學術網路的現況 台灣學術網路新一代電路 展望台灣學術網路的未來 結論
展望台灣學術網路的未來 頻寬擴充 40 Gbps? 100 Gbps? DWDM? 嚴格執行服務控制 P2P Security...
展望台灣學術網路的未來 Connection Oriented Network Content Oriented Network 不同領域的熱心人士投入 E-science,. Service Oriented Network 對使用者提供方便 可靠的服務 對使用者提供多樣化的應用
50