近数十年来，科技的进展一日千里，信息工业的兴起则为此进展的重要推手之一。而近三十年来所产生的信息量，比五千年前所产生的量还多。在最近五年里，人类可取得的信息更是呈现出每年倍增，以及持续成长的状态。

信息科技涵盖了信息的产生、处理、传输和储存，而网络则是信息传输的主要工具。网络链接世界上的计算机及类似功能的设备工具，它排除时空的障碍，促成跨地区的通信及合作，缩减生产或研发的程序，并激发创新的局面。

国家高速网络与计算中心的计划

美国为因应数据增加的趋势，并提升自身的竞争优势，不惜每年投入大量资金，以加强其前瞻信息科技的研发。目前美国正在执行的计划之一为「兆级格网实验平台」，此计划是将美国东、西两岸的多所高速计算机中心，透过40 Gbps的高带宽网络相互连接起来，以藉此提升分散十二处尖端研究群的合作功能，并加强与世界各国学术研究网络的合作与结盟，使兆级格网的研究计划得以有效地执行。

有鉴于此，国家高速网络与计算中心（简称国网中心）于2002年向经建会提呈「全球学术研究网络–亚太中枢计划」，经审核通过后，于2004年元月开始执行。其中「台湾高质量学术研究网络（TaiWan Advanced Research and Education Network，TWAREN）」为「亚太中枢计划」二个子计划之一。

TWAREN的主轴与计划

TWAREN为「挑战2008六年国家重点发展计划」的新兴计划之一，其目标是为国家打造扎实的重要信息基础设施，并支撑「六年国发」的四大主轴：

TWAREN以计划管理的方式有系统、有规律地管控整体计划的执行状况。整个计划细分为多个子计划，子计划同时进行。彼此配合，相互支持。各子计划需拟定其各自的工作项目、工作内容及范围、工作产出及成果、所需资源及成本分析、工作时程、风险分析。各子计划定期举行进度报告会议，对时程及成本做严谨考核。

TWAREN的网络架构

TWAREN为一全方位网络，采用的是IP – over – Optical传输方式，并具有双线路的架构，如图一。整体网络有三层：

《图一 TWAREN架构示意图》

骨干层：

在这一层设有四个节点，每个节点以近乎Full – Mesh的形式相连，在节点与节点之间则以20 Gbps的带宽互连。四个骨干节点目前位于台北科技大楼，以及国网中心于竹科、中科与南科的办公大楼里。

区网层：

在这一层设有11个区网中心，区网中心除了以20 Gbps的带宽与骨干节点链接外，并有一条纯光纤网络连置骨干节点。目前区网中心位于10所国立大学及中研院的电算中心内。

终端层：

此为联机单位的内部局域网络（LAN）。联机单位会视其需要，以不同的带宽速度连到区网中心。

双网络架构

双网络的架构组成两种不同的网络，一为工作网络（Production Network），其线路及所用设备如图二所示；工作网络做为一般用途，主要的功能为传送大量数据、开视频会议，以及网络教学等。另一为研究网络（Research Network），其线路及所用设备如(图三)所示；研究网络为光网络，故其设备较复杂，主要的功能为研发网络先进技术，及作为网络相关产品的大型测试平台。

《图二 工作网络架构》

《图三 研究网络架构》

除了上述国内联机外，TWAREN亦与美加先进网络相连，其中一条STM-16（2.5 Gbps）连到美国西雅图，另一条STM-4（655 Mbps）则连到芝加哥。在加拿大学研网CANARIE的赞助下，CANARIE协助提供一条1Gbps的光通路（Lightpath），并将西雅图的TWAREN连至芝加哥，此光通路被命名为TaiwanLight。

国网中心的运作方式

为使国网中心的运作更为实质化，其南科办公大楼将建立TWAREN网络维运中心（Network Operation Center，NOC），以求维持TWAREN长期在高稳定和高可用率状态的任务。NOC配置适量人力，以每日24小时全年无休的方式运作，其水电、空调、消防设施，以及安全机制都以需要以高标准来要求，而网管及监控系统则实时掌握整个网络的状况。

网管系统收集且保存网络数据以供学者研究，网络数据公开公布于网站上，以供用户参阅。网管系统具有备援及故障自动切换机制。此外，诸如管理规范、通报机制、紧急处理机制亦为维运重要的一课。

为使TWAREN发挥出更高的效益，TWAREN布建了多种服务应用系统，如VPN、MPLS、QoS、IPv6、Multicast、VoIP、网络安全，以及多媒体等。TWAREN团队与国内数所大专院校合作，其以半年时间来对整个网络，及所布建的应用系统做更透彻详尽的测试，并确定其正确性与完整性。

国网中心的推广与合作

网络的用途，除了传送文件及电子信件的一般性使用外，尚可布建一些具有高效益的应用系统，以及做为研发用的实验测试平台。国网中心为使TWAREN能发挥其最大功用，规划于全国各区做经常性的说明会，同时也建立汉英文网站，公告适当的数据及信息，以方便用户查询参阅。

国网中心亦以TWAREN为基础，与国内不同领域的专家学者建立多个格网。格网为一前瞻性的分布式系统技术，以高带宽网络链接来分散各处的机构，并相互分享资源。国网中心与国内多个不同领域的研究单位建立的格网有：气喘格网、慢性疾病医疗格网、SARS格网、生态观测格网、防洪减灾格网，及超级视讯格网等。

国网中心为配合其他国发计划，建置出奈米、系统芯片和生物科技等知识库与格网。这些新格网的建立，将会更有系统、有效率及整体性处理数据的收集、传送、储存与整理。国网中心亦将协助国内重要医院及地震研究等单位，将其分散各地的分院、分校或机构联机到TWAREN，使其能做在线诊断、共同研究（Collaboration Research），以及数据分享。

在国际合作方面，国网中心结合国内学者积极参与国际活动与组织，寻求国际研发合作的机会。国网中心历经二个月的联系，于2004年3月，与加拿大及爱尔兰联机，于三洲三国（台湾2点、加拿大2点、爱尔兰1点）做视频会议。此联机使用加拿大CANARIE与思科合作新创的User Controlled Lightpath（UCLP）先进技术，将三洲三国的网络做为光网络第一层（Layer 1）的直接介接（Direct Peering），这也是世界第一次横跨亚、美、欧三洲做Direct Peering。

另一项计划是国网中心与国内电视节目业者及大专院校合作，将其节目或eLearning教材，经由网络播放到瑞典。这项合作计划亦能延伸为国内学者与瑞典和欧美的其他研究机构，共同拟定Video Streaming的研究题材。

世界研网的比较

网络是国家发展的重要基础设施之一，也是国家竞争力评比指针。将我国的网络与世界先进网络比较，可做为自我评估的依据。由表一中所列出的带宽、所用技术、联机数量及投资全额可以得知，TWAREN虽可列居网络主流行列里，但在技术上仍须努力跟进。

TWAREN的效益

TWAREN建置所需的线路，由国内两家电信及固网业者承包；而所需设备的布建及网管服务，则由国内网络服务厂商提供。TWAREN采用光网络与纯光纤技术，并付予严格的需求，这都是国内网络建置首例。

TWAREN网络本身与所布建的各项先进的网络服务应用系统，提供给学研界一个先进网络相关技术的研究平台，也提供其他研究领域一个高带宽的工具。此外，TWAREN亦可做为网络业者测试新开发先进网络组件、设备或系统的大型测试平台。

至于格网的建立，不但可以扩大研发的领域与范围，也能产生实质的效益，例如气喘格网的使用可减少重症急诊率8.5%、增加自我照护率31%、减少医疗成本，以及提高病患生活质量和治愈率。这也是格网跨领域（包含医、药、网络、信息）的典范。

TWAREN未来的规划

TWAREN以达成既定目标为原则，目前先进网络布建的趋势为Lambda网络及DWDM。TWAREN团队将以此为下次更新的目标，并着手规划所需成本、可能遇到的困难、执行的程序与时程，以及研习相关技能和新的应用服务。

在维运层面，除继续加强网管系统的功能，以及拟定所需的规范与机制外，未来工作重点会放在研究功能指针及其展示的实质意义、流量的数据收集与分析，及服务应用系统的使用状况分析等。

在国际合作方面，TWAREN团队仍将投入适当的人力参与国际组织与活动，与国外网络专家经常保持联系，以寻求研发题材及及研发合作机会，使台湾在网络技术上的研发地位能汇入世界的主流地位。

结语

网络的应用与功能日与增多，其需要性也愈来愈重要，在有限的资源下，建置一个高稳定和高质量的网络是一大挑战。国网中心结合国内专家学者共同合作规划、设计与监督TWAREN的建置，并也将承建厂商视为伙伴来共同执行建置的工程。而TWAREN在今后也会本着团队合作的精神，与大专院校的电算中心共同合作来管理TWAREN的运作，以期能达到高可用率和高稳定性的指针。

＜作者为国家高速网络与计算中心副主任＞

延 伸 阅 读	网络处理器在新一代网络所扮演的角色 网络处理器如今已得到广泛应用，其范围覆盖各种网络业务和不同的性能级别。网络处理器在今后这些应用中的发展，将取决于新一代网络（NGN）设备所带来的业务智能化水平。完全融合IP网络技术的NGN需要在以同等效率提供数据、语音和视频业务的同时，为诸如分布式内容和广播级视频等新兴的带宽密集型服务，提供一个基础平台。 新一代网络发展方向：WLAN 能成为4G吗？ 许多企业现在可以在其园区内提供高速的无线接入，不需要太大的投资，无需许可证，而这个高速的无线接入网也许就是4G系统中成千上万的小蜂窝的其中之一，也许无线区域网真能够成为新一代网络的发展方向。 新一代网络 - VoIP VoIP整合目前公共网络、因特网和私有IP内部网络的语音与数据，透过简易的网络架构来创造新服务，及产生新收益，并大幅降低成本。

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