近數十年來，科技的進展一日千里，資訊工業的興起則為此進展的重要推手之一。而近三十年來所產生的資訊量，比五千年前所產生的量還多。在最近五年裡，人類可取得的資訊更是呈現出每年倍增，以及持續成長的狀態。

資訊科技涵蓋了資訊的產生、處理、傳輸和儲存，而網路則是資訊傳輸的主要工具。網路連結世界上的電腦及類似功能的設備工具，它排除時空的障礙，促成跨地區的通信及合作，縮減生產或研發的程序，並激發創新的局面。

國家高速網路與計算中心的計畫

美國為因應資料增加的趨勢，並提升自身的競爭優勢，不惜每年投入大量資金，以加強其前瞻資訊科技的研發。目前美國正在執行的計畫之一為「兆級格網實驗平台」，此計畫是將美國東、西兩岸的多所高速電腦中心，透過40 Gbps的高頻寬網路相互連接起來，以藉此提升分散十二處尖端研究群的合作功能，並加強與世界各國學術研究網路的合作與結盟，使兆級格網的研究計畫得以有效地執行。

有鑑於此，國家高速網路與計算中心（簡稱國網中心）於2002年向經建會提呈「全球學術研究網路–亞太中樞計畫」，經審核通過後，於2004年元月開始執行。其中「台灣高品質學術研究網路（TaiWan Advanced Research and Education Network，TWAREN）」為「亞太中樞計畫」二個子計畫之一。

TWAREN的主軸與計畫

TWAREN為「挑戰2008六年國家重點發展計畫」的新興計畫之一，其目標是為國家打造扎實的重要資訊基礎設施，並支撐「六年國發」的四大主軸：

TWAREN以計畫管理的方式有系統、有規律地管控整體計畫的執行狀況。整個計畫細分為多個子計畫，子計畫同時進行。彼此配合，相互支援。各子計畫需擬定其各自的工作項目、工作內容及範圍、工作產出及成果、所需資源及成本分析、工作時程、風險分析。各子計畫定期舉行進度報告會議，對時程及成本做嚴謹考核。

TWAREN的網路架構

TWAREN為一全方位網路，採用的是IP – over – Optical傳輸方式，並具有雙線路的架構，如圖一。整體網路有三層：

《圖一　TWAREN架構示意圖》

骨幹層：

在這一層設有四個節點，每個節點以近乎Full – Mesh的形式相連，在節點與節點之間則以20 Gbps的頻寬互連。四個骨幹節點目前位於台北科技大樓，以及國網中心於竹科、中科與南科的辦公大樓裡。

區網層：

在這一層設有11個區網中心，區網中心除了以20 Gbps的頻寬與骨幹節點連結外，並有一條純光纖網路連置骨幹節點。目前區網中心位於10所國立大學及中研院的電算中心內。

終端層：

此為連線單位的內部區域網路（LAN）。連線單位會視其需要，以不同的頻寬速度連到區網中心。

雙網路架構

雙網路的架構組成兩種不同的網路，一為工作網路（Production Network），其線路及所用設備如圖二所示；工作網路做為一般用途，主要的功能為傳送大量資料、開視訊會議，以及網路教學等。另一為研究網路（Research Network），其線路及所用設備如(圖三)所示；研究網路為光網路，故其設備較複雜，主要的功能為研發網路先進技術，及作為網路相關產品的大型測試平台。

《圖二　工作網路架構》

《圖三　研究網路架構》

除了上述國內連線外，TWAREN亦與美加先進網路相連，其中一條STM-16（2.5 Gbps）連到美國西雅圖，另一條STM-4（655 Mbps）則連到芝加哥。在加拿大學研網CANARIE的贊助下，CANARIE協助提供一條1Gbps的光通路（Lightpath），並將西雅圖的TWAREN連至芝加哥，此光通路被命名為TaiwanLight。

國網中心的運作方式

為使國網中心的運作更為實質化，其南科辦公大樓將建立TWAREN網路維運中心（Network Operation Center，NOC），以求維持TWAREN長期在高穩定和高可用率狀態的任務。NOC配置適量人力，以每日24小時全年無休的方式運作，其水電、空調、消防設施，以及安全機制都以需要以高標準來要求，而網管及監控系統則即時掌握整個網路的狀況。

網管系統收集且保存網路資料以供學者研究，網路資料公開公布於網站上，以供使用者參閱。網管系統具有備援及故障自動切換機制。此外，諸如管理規範、通報機制、緊急處理機制亦為維運重要的一課。

為使TWAREN發揮出更高的效益，TWAREN佈建了多種服務應用系統，如VPN、MPLS、QoS、IPv6、Multicast、VoIP、網路安全，以及多媒體等。TWAREN團隊與國內數所大專院校合作，其以半年時間來對整個網路，及所佈建的應用系統做更透徹詳盡的測試，並確定其正確性與完整性。

國網中心的推廣與合作

網路的用途，除了傳送文件及電子信件的一般性使用外，尚可佈建一些具有高效益的應用系統，以及做為研發用的實驗測試平台。國網中心為使TWAREN能發揮其最大功用，規劃於全國各區做經常性的說明會，同時也建立漢英文網站，公告適當的資料及資訊，以方便使用者查詢參閱。

國網中心亦以TWAREN為基礎，與國內不同領域的專家學者建立多個格網。格網為一前瞻性的分散式系統技術，以高頻寬網路連結來分散各處的機構，並相互分享資源。國網中心與國內多個不同領域的研究單位建立的格網有：氣喘格網、慢性疾病醫療格網、SARS格網、生態觀測格網、防洪減災格網，及超級視訊格網等。

國網中心為配合其他國發計畫，建置出奈米、系統晶片和生物科技等知識庫與格網。這些新格網的建立，將會更有系統、有效率及整體性處理資料的收集、傳送、儲存與整理。國網中心亦將協助國內重要醫院及地震研究等單位，將其分散各地的分院、分校或機構連線到TWAREN，使其能做線上診斷、共同研究（Collaboration Research），以及資料分享。

在國際合作方面，國網中心結合國內學者積極參與國際活動與組織，尋求國際研發合作的機會。國網中心歷經二個月的聯繫，於2004年3月，與加拿大及愛爾蘭連線，於三洲三國（台灣2點、加拿大2點、愛爾蘭1點）做視訊會議。此連線使用加拿大CANARIE與思科合作新創的User Controlled Lightpath（UCLP）先進技術，將三洲三國的網路做為光網路第一層（Layer 1）的直接介接（Direct Peering），這也是世界第一次橫跨亞、美、歐三洲做Direct Peering。

另一項計畫是國網中心與國內電視節目業者及大專院校合作，將其節目或eLearning教材，經由網路播放到瑞典。這項合作計畫亦能延伸為國內學者與瑞典和歐美的其他研究機構，共同擬定Video Streaming的研究題材。

世界研網的比較

網路是國家發展的重要基礎設施之一，也是國家競爭力評比指標。將我國的網路與世界先進網路比較，可做為自我評估的依據。由表一中所列出的頻寬、所用技術、連線數量及投資全額可以得知，TWAREN雖可列居網路主流行列裡，但在技術上仍須努力跟進。

TWAREN的效益

TWAREN建置所需的線路，由國內兩家電信及固網業者承包；而所需設備的佈建及網管服務，則由國內網路服務廠商提供。TWAREN採用光網路與純光纖技術，並付予嚴格的需求，這都是國內網路建置首例。

TWAREN網路本身與所佈建的各項先進的網路服務應用系統，提供給學研界一個先進網路相關技術的研究平台，也提供其他研究領域一個高頻寬的工具。此外，TWAREN亦可做為網路業者測試新開發先進網路元件、設備或系統的大型測試平台。

至於格網的建立，不但可以擴大研發的領域與範圍，也能產生實質的效益，例如氣喘格網的使用可減少重症急診率8.5%、增加自我照護率31%、減少醫療成本，以及提高病患生活品質和治癒率。這也是格網跨領域（包含醫、藥、網路、資訊）的典範。

TWAREN未來的規劃

TWAREN以達成既定目標為原則，目前先進網路佈建的趨勢為Lambda網路及DWDM。TWAREN團隊將以此為下次更新的目標，並著手規劃所需成本、可能遇到的困難、執行的程序與時程，以及研習相關技能和新的應用服務。

在維運層面，除繼續加強網管系統的功能，以及擬定所需的規範與機制外，未來工作重點會放在研究功能指標及其展示的實質意義、流量的資料收集與分析，及服務應用系統的使用狀況分析等。

在國際合作方面，TWAREN團隊仍將投入適當的人力參與國際組織與活動，與國外網路專家經常保持聯繫，以尋求研發題材及及研發合作機會，使台灣在網路技術上的研發地位能匯入世界的主流地位。

結語

網路的應用與功能日與增多，其需要性也愈來愈重要，在有限的資源下，建置一個高穩定和高品質的網路是一大挑戰。國網中心結合國內專家學者共同合作規劃、設計與監督TWAREN的建置，並也將承建廠商視為夥伴來共同執行建置的工程。而TWAREN在今後也會本著團隊合作的精神，與大專院校的電算中心共同合作來管理TWAREN的運作，以期能達到高可用率和高穩定性的指標。

＜作者為國家高速網路與計算中心副主任＞

延 伸 閱 讀	網路處理器在新一代網路所扮演的角色 網路處理器如今已得到廣泛應用，其範圍覆蓋各種網路業務和不同的性能級別。網路處理器在今後這些應用中的發展，將取決於新一代網路（NGN）設備所帶來的業務智慧化水準。完全融合IP網路技術的NGN需要在以同等效率提供資料、語音和視頻業務的同時，為諸如分散式內容和廣播級視頻等新興的帶寬密集型服務，提供一個基礎平台。 新一代網路發展方向：WLAN 能成為4G嗎？ 許多企業現在可以在其園區內提供高速的無線接入，不需要太大的投資，無需許可證，而這個高速的無線接入網也許就是4G系統中成千上萬的小蜂窩的其中之一，也許無線區域網真能夠成為新一代網路的發展方向。 新一代網路 - VoIP VoIP整合目前公共網路、網際網路和私有IP內部網路的語音與數據，透過簡易的網路架構來創造新服務，及產生新收益，並大幅降低成本。

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