台灣高品質學術研究網路 TaiWan Advanced Research and Education Network (TWAREN ) 2006 / 12 / 26 TWAREN現況與未來 台灣高品質學術研究網路 TaiWan Advanced Research and Education Network (TWAREN ) 顏經洲 國家高速網路與計算中心 (95-12-26 崑山科技大學)

內容大綱 國家高速網路與計算中心(NCHC)簡介 TWAREN Existing Network Architecture Design Considerations Network Architecture TWAREN 國際連線 TWAREN 與 NCREN(美國北卡研網)比較 TWAREN Next Generation Network (11/2008) 國際學術研究網路 & 技術發展之趨勢 Next Generation Network Components TWAREN網路與其他資訊科技工作項目 結論

國家高速網路與計算中心簡介 ( National Center for High-Performance Computing) NCHC隸屬於財團法人國家實驗研究院，為國內唯一的國家級高速 計算與網路設施中心。 擁有全台灣最豐沛的高速計算能量和高品質的學術網路資源 1988年國科會提報成立國家級高速電腦中心 1991年經行政院核准成立(竹科園區) 2002年成立南部事業群(南科園區) 2003年轉制為財團法人 2005年獲得ISO9001-2000國際認證 2006年成立中部事業群(中科園區) 設置新竹、台中、台南三大事業群， 以服務、研發、育才的理念在台灣紮根。 台北 新竹 本部 中部 事業群 南部

國家實驗研究院組織圖

國研院與工研院組織圖比較 經濟部 國家實驗研究院 國科會 國家高速網路與計算中心 國家太空中心 工業研究院 電子所 電通所

NCHC業務重點

國網中心高速計算基礎架構 國內唯一負責基礎建設之國家級高速計算中心 唯一提供計算、網路、與儲存服務國家實驗室 跨領域專長資訊、工程與科學領域之高度整合 三科學園區均設服務據點支援國家高科技政策發展 高度國際化研究與服務單位 NSF/ NSC 雙邊重點合作計畫

南台灣產業之推廣服務 NCHC南部事業群: 任務：平衡南北資源差距，提供南部高速計算平台使用，就近服務南科園區產業界及南部產學研各界。 服務項目： 研究：以奈米、光電、生技、電腦 為主 服務：協助產學研界使用高速網路 與計算設施、承接產學合作 計畫、提供技術諮詢。 推廣：規劃系列教育訓練課程、 推動應用計畫。

台灣高品質學術研究網路 (TWAREN) TaiWan Advanced Research and Education Network 行研究、教育及先進技術的開發與應用

亞太中樞計畫 高品質學術研究網路建設 核心網路：40Gbps 區域網路：10Gbps 校園網路：1Gbps 網路應用技術： IPv6 多媒體 網路管理 數位學習 MPLS/VPN 網路多點群播 網路效能量測

Typical R&E Network R GigaPoP R&E Network Backbone R R GigaPoP

TWAREN Virtual Networks 6509 7609 L2 MPLS Core L2 MPLS Core TWAREN BB TWAREN BB TANET/TWAREN TWAREN/TWAREN

TWAREN架構之主要目標 改善原星狀架構之缺點，在固網SDH線路的保護機制上，再自力增加線路備援機制。 增加Core Fail時的備援機制。 盡力達成中斷時自動切換（LP:50ms，SpanningTree:5s），快速恢復網路服務。 可提供多數Layer2 VPN給使用者（如TANet，防災網路等等） 盡量使用現有設備及最低經費達成上述目標

TWAREN實體線路圖 (L1 Links) 台北 新竹 台中 台南 台大 中央 中研院 交大 政大 清華 (2) (2) 宜大 (2) 暨大 (2) 中興 東華 (2) (2) 中正 花蓮 成功 台南 中山 台東 STM-64 STM-16 10GE GE

TWAREN架構L2/L3 Links TWAREN Backbone Taipei Hsinchu Taichung Tainan NTU NCU ASCC NCTU NCCU NTHU Hsinchu NIU NCNU NCHU TWAREN Backbone NDHU Taichung CCU NHLTC Tainan NCKU NTTU NSYSU

設備與實體線路架構圖 HC TP TC TN (2) (2) (2) (2) To TAIWANLight ASCC NCU NTHU 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609 7609 To TAIWANLight 15454 15454 15454 15454 15454 ASCC 15454 NCU NTHU NCTU NTU (2) 15454 7609 (2) HC TP NIU (2) MPLS 15600 15454 L2 15600 15454 15454 7609 (2) NCCU 7609 MPLS L2 6509 NDHU 6509 (2) (2) NHLTC (2) TC NCNU TN MPLS 15600 15454 L2 15454 L2 7609 6509 7609 MPLS 7609 NTTU CCU NSYSU NCKU 15454 15454 15454 15454 NCHU 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609

服務中斷備援Case HC TP TC TN (2) (2) (2) (2) To TAIWANLight ASCC NCU NTHU 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609 7609 To TAIWANLight 15454 15454 15454 15454 15454 ASCC 15454 NCU NTHU NCTU NTU (2) 15454 7609 (2) (2) HC TP NIU MPLS 15600 15454 L2 15600 15454 15454 7609 (2) NCCU 7609 MPLS L2 6509 NDHU 6509 (2) (2) NHLTC (2) TC NCNU TN MPLS 15600 15454 L2 15454 L2 7609 6509 7609 MPLS 7609 NTTU CCU NSYSU NCKU 15454 15454 15454 15454 NCHU 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609

End-to-End Lightpath Service 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609 7609 To TAIWANLight 15454 15454 15454 15454 15454 15454 NCU NTHU NCTU NTU ASCC (2) 15454 7609 (2) (2) HC TP NIU MPLS 15600 15454 L2 15600 15454 15454 7609 (2) NCCU 7609 MPLS L2 6509 NDHU 6509 (2) (2) NHLTC (2) TC NCNU TN MPLS 15600 15454 L2 15454 L2 7609 6509 7609 MPLS 7609 NTTU CCU NSYSU NCKU 15454 15454 15454 15454 NCHU 6509 7609 6509 7609 6509 7609 6509 7609

TWAREN國際連線 TWGate 至美國西岸之總連線頻寬升級為 5 Gb/s STARLight ManLAN New York Telehouse Pwave LA Equinix Palo Alto PAIX 2.5 G Chicago 2.5G T A I W N ONS device Router TWGate 250Mb 1.2G TP ONS HC ONS TP GSR 至美國西岸之總連線頻寬升級為 5 Gb/s LA、Palo Alto、芝加哥、紐約各點間頻寬為2.5 Gb/s 經美國高頻寬 研網 Abilene 與全球接軌

TWAREN 網管系統架構

NCREN(美國北卡研網)Overview North Carolina was one of the first states in US to create a statewide research and education network in 1985 All North Carolina public universities and most private universities and colleges are connected by the N.C. Research and Education Network (NCREN) Every day, more than half a million people use NCREN services Approximately 50,000 students and faculty used NCREN video network in the 2003 – 2004 academic year, which delivers more than 100 hours of classes, conferences and seminars each week.    NCREN provides service across the university system. All students and faculty have access to the same advanced networking infrastructure. It has population of 8,683,242 (2005 estimate).

TWAREN與NCREN(美國北卡研網)比較 項目 TWAREN NCREN (美國北卡研網) Backbone Bandwidth STM-64 (10G x 2) OC-48 (2.5G x 1) Network Layers Layer 1~3 Layer 3 Network Services Lightpath, MP VLAN, IP Routing IP Routing Architecture 3 Tiers (Core/GigaPOP/Users) 3 Tiers Vendor Cisco Users 55 [Tanet: 185 + M (k-12)] 42 + N (k-12) Customers ISP service No Yes Peering Bandwidth 2 ( total 2G) 2 (total 2G) Operated by NCHC MCNC Persons 25 (15 for operation) 20 for operation GigaPOP operation hour Usually working hours 24x7 Applications Access Grid, Eco Grid, ... e-Learning, Medical

國際學術研究網路 各國學研網均朝高頻寬、光網路發展 頻寬價格下跌，亞洲區比歐美快 Dot.com 泡沫化，北美 dark fiber 過剩，因此高度發展光網路，歐洲其次，亞洲急起直追 光網路技術是未來帶動 Internet的引擎 Hybrid Networking (HOPI Project) Lambda Networking 新觀念：管理學研網，是管理 “infrastructure” 新觀念：頻寬是種可以浪費的資源 高頻寬和連網的程度代表國力 納入國家競爭力評比

Future Network Considerations Cost minimization for network and operations design  Adaptation to new network and operations policies Full protection scheme for single point of failure  Lightpath allocation for automated protection Conforming ITU M.3100 TMN architecture Hybrid Optical Packet Infrastructure (HOPI) Support for emerging network technologies Zero & One Operations Process Lambda-based network

Next Generation Network Components Switched Optical Network: DWDM/CWDM Optical Switching Generic Framing Procedure (GFP) Virtual Concatenation (VCAT) Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) Generalized MPLS (GMPLS) Optical Control/Management Plane TMN Conforming

Software for NM functions TWAREN維運管理工作圖例 Event Report Report-1 Software for NM functions SOP SOP SIP Remedy Report-N CIC (www, Noc, ---) Web Server Report-1 LDAP Server DNS Server Report-N Fcn-1 Fcn-m NMS Servers mail Server 6509 12816 12816 6509 International Network 7609 12816 15600 15600 12816 7609 15454 15454 15454 15454 機房

TWAREN網路工作項目 1. 計畫管理 (1)計畫管理及報告撰寫 (2)網站管理 2. 政策規劃、國際合作與推廣   (2)網站管理 2. 政策規劃、國際合作與推廣 (1) 政策規劃、國際合作 (2) 網路服務推廣 3. 網路技術研發及規劃 (1) 網路架構研發 (2) 外界合作 (3) 光網路研發 (4) 網路管理系統研發 4. 網路維運服務 (1) 網路日常維運 (2) 網路伺服器維運 (3) 網路管理資訊平台建置與改善 (4) 網路維運數據量測、分析與呈現 (5) 網路服務品質提升 (6) 網路伺服器改善 (7) 網路管理軟體開發

TWAREN維運管理工作內容 規劃與建置南科網路維運中心 提供7x24小時的網路維運服務 網路管理軟體開發與測試 網路管理系統整合 標準流程 (SOP-Standard Of Procedure)之建立 網路效能管理 流量分析與監控 報表整理 維護 NOC 網站 網路資源管理 網路互連規劃與建立 定期與各區網中心(POP)單位進行合作交流 建立與各POP單位之共管規範與執行 持續舉辦推廣活動 進行網管軟體之教育訓練 進行國外網路連線peering之規劃與測試 協助網路測試計畫之進行

資訊科技工作項目 資訊科技工作項目包涵廣泛，TWAREN網路 工作只是在眾多項目佔小部份。 這些項目包括： 網路技術研發與維運 　工作只是在眾多項目佔小部份。 這些項目包括： 網路技術研發與維運 電腦系統與電腦週邊 電子相關與半導體業 光電通信與光學精密 網際網路與多媒體業 電腦軟體與系統服務 資料處理與供應服務

軟體與資訊管理工作範例 1.電腦軟體與系統服務 2.資料處理及資料供應服務 從事提供電腦軟體服務、電腦系統整合服務及其他電腦系統設計服務的行業。包括程式設計、系統設計、系統分析、套裝軟體設計、系統規劃、系統整合、轉鑰系統、網路安全管理等。   2.資料處理及資料供應服務 從事以電腦及其附屬設備，代客處理資料、代客管理操作有關設備、網路資訊及新聞資訊的供應、提供網際網路服務或以網際網路連線提供工商、科技、電子、交通運輸、氣象等各類資訊服務的行業。包括電腦設備管理、電腦設備分時、資料處理、資料庫服務、電子郵件服務、網路搜尋服務、通訊社、訊息儲存及提供等。

結論 TWAREN網路支援台灣學術研發機構進行研究、教育及先進技術的開發與應用 未來目標: 使網路發揮其功效，創造實質效益 未來工作的項目: - 維運及更新規劃 - 網路與網管技術研發 - 應用服務的開發及佈建 - 推廣與人才培訓 - 國際合作 建置只是網路工作的第一步，網路與網管技術的提昇是達成目標最重要的基礎

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