文 /安捷 劉瑩 任罡 吳茜

12 日本教育科研學(xué)術(shù)網(wǎng)SINET和JGN

SINET

SINET是日本國立信息學(xué)研究中心（NII）以日本全國的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)等為學(xué)術(shù)信息平臺(tái)而構(gòu)建、運(yùn)營的學(xué)術(shù)信息網(wǎng)。SINET的建立旨在為教育研究相關(guān)機(jī)構(gòu)、人員提供一個(gè)良好的學(xué)術(shù)信息交流的環(huán)境。因此SINET在全國設(shè)置了數(shù)量眾多的節(jié)點(diǎn)，為各個(gè)地區(qū)的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)提供最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。另外，為了達(dá)到國際間研究信息的無障礙交流，SINET還連接了美國的INTERNET2、歐洲的GéANT2和亞太地區(qū)的TEIN3等很多海外學(xué)術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，SINET還提供連接商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。

2002年1月，SUPER SINET開始運(yùn)營，同年9月SINET開始提供IPv6接入服務(wù)。2007年4月，SINET和SUPER SINET合并為SINET3開始運(yùn)營。從2011年4月開始，支持IPv6協(xié)議的下一代學(xué)術(shù)信息網(wǎng)SINET4正式開始運(yùn)營。

SINET3的主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有12個(gè)，主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的連接速率為10Gbps～40Gbps。一般節(jié)點(diǎn)有62個(gè)，主節(jié)點(diǎn)到一般節(jié)點(diǎn)間的連接速率為1～20Gbps。非節(jié)點(diǎn)接入單位有630多個(gè)，一般節(jié)點(diǎn)到非節(jié)點(diǎn)接入單位的連接速率為10Mbps～1Gbps。網(wǎng)絡(luò)接入范圍覆蓋全國1都（東京都）、1道（北海道）、2府（大阪、京都）和30個(gè)縣（日本共有43個(gè)縣）。國內(nèi)線路主要租用自NTT Communications。SINET3主干網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 SINET3主干網(wǎng)拓?fù)?/p>

SINET4改善了固有網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，主節(jié)點(diǎn)縮減為8個(gè)，地區(qū)節(jié)點(diǎn)盡量向附近的主節(jié)點(diǎn)靠攏，縮減為29個(gè)。在節(jié)點(diǎn)和接入機(jī)構(gòu)間利用“暗光纖+波分復(fù)用”技術(shù)等更加經(jīng)濟(jì)的方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的高速化。在主節(jié)點(diǎn)和地區(qū)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置數(shù)據(jù)中心，保證連接的穩(wěn)定性。提高各個(gè)層級(jí)的連接速率，主節(jié)點(diǎn)間的速率40Gbps起，主節(jié)點(diǎn)與地區(qū)節(jié)點(diǎn)間為2.4～40Gbps，節(jié)點(diǎn)到接入機(jī)構(gòu)間為1～40Gbps。覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，覆蓋全國1都、1道、2府和34個(gè)縣。接入機(jī)構(gòu)數(shù)量約700個(gè)。

國際連接部分，租用自SOFTBANK TELECOM的兩條10Gbps的線路分別連接美國東西部的紐約和洛杉磯，連接新加坡和香港兩個(gè)地區(qū)的兩條國際線路為622Mbps，租用自KDDI。SINET3連接的海外學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)主要有：CalREN、CA*net4、Internet2、ESnet、AARnet、TWAREN、TEIN4、NORDUnet、SURFnet、GéANT2、RENATER等。

JGN（Japan Gigabit Network）

JGN1是1999年4月至1999年3月期間由電信發(fā)展組織（TAO）建設(shè)的日本千兆網(wǎng)絡(luò)，是專為高速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的、覆蓋全國范圍的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)。JGN2建設(shè)于2004年3月底，它是JGN1的繼任者，JGN2擁有與JGN1同樣的目標(biāo)，不過，使用了不同的第2層技術(shù)。JGN1開發(fā)了一個(gè)覆蓋全國范圍的IPv6試驗(yàn)床，是最大規(guī)模的多供應(yīng)商IPv6網(wǎng)絡(luò)。JGN2試驗(yàn)床網(wǎng)絡(luò)在日本的各個(gè)縣都提供了全國性的接入點(diǎn)，超高速主干網(wǎng)的速率高達(dá)20Gbps，國際線路連接美國和亞洲（泰國和新加坡）。

此外，7個(gè)NICT（日本信息通信研究機(jī)構(gòu)）的研究中心正與JGN2合作開展研究和開發(fā)工作。

JGN-X是一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床環(huán)境，用于實(shí)現(xiàn)新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和部署。自2011年4月起，日本信息通信研究機(jī)構(gòu)NICT與運(yùn)營中的JGN-X組建了JGN-X。

日本信息通信研究機(jī)構(gòu)NICT全面利用了JGN-X升級(jí)版的100Gbps虛擬網(wǎng)絡(luò)，從2014年開展過的實(shí)驗(yàn)中獲得了建設(shè)性的使用案例，2014年的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是經(jīng)由100Gbps電路傳輸8K未經(jīng)壓縮的視頻流。NICT還于2015年2月6日在大阪的Grand Front Osaka商業(yè)區(qū)Knowledge Capital（知識(shí)之都）樓進(jìn)行了一次有關(guān)此項(xiàng)目的開放性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

在科研支撐和應(yīng)用上主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是利用JGN-X的100Gbps核心電路，日本信息通信研究機(jī)構(gòu)NICT為流至東京－大阪－北陸之間多個(gè)地點(diǎn)的8K/4K未壓縮IP多播流建立了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在札幌冰雪節(jié)會(huì)場以及札幌附近的地區(qū)播放了超高清視頻。利用UHD視頻，日本信息通信研究機(jī)構(gòu)NICT與神奈川理工學(xué)院（KAIT）和其他研究機(jī)構(gòu)開展了實(shí)驗(yàn)，通過向多個(gè)地點(diǎn)傳輸多種質(zhì)量的視頻，從高清壓縮視頻（30Mbps）到4K、8K未壓縮視頻（24Gbps）到多個(gè)位置，對(duì)準(zhǔn)確的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。

二是為在100Gbps帶寬上穩(wěn)定運(yùn)行多個(gè)虛擬電路，NICT建造了一個(gè)具有選擇性高精度網(wǎng)絡(luò)分析功能的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。2014年，NICT成功進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，對(duì)從整個(gè)100Gbps帶寬中選定的10Gbps進(jìn)行了分析。在該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)做了進(jìn)一步改善，NICT以選定的最大帶寬40Gbps進(jìn)行了選擇性分析。從而能夠?qū)?0Gbps以上的大數(shù)據(jù)流實(shí)施高精度監(jiān)控，如8K未壓縮流及其控制包。

13 韓國高級(jí)研究網(wǎng)絡(luò)KOREN

KOREN（韓國高級(jí)研究網(wǎng)絡(luò)）是一個(gè)非營利性的測試平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)，其目的是為了方便國內(nèi)的研究發(fā)展以及促進(jìn)國際間的科研合作。

KOREN的主干網(wǎng)連接韓國的六個(gè)城市（首爾、水原、大田、光州、大邱、釜山），傳輸速率為10～160Gbps。它也同時(shí)連接了亞歐科研網(wǎng)絡(luò)TEIN4及BCN實(shí)驗(yàn)網(wǎng)等其他網(wǎng)絡(luò)。在國際連接方面，通過APII和TEIN國際網(wǎng)絡(luò)連接韓國、中國、日本、美國、歐洲（超過30個(gè)國家）、澳大利亞和東南亞（泰國、馬來西亞、印尼、菲律賓、新加坡和越南）。 KOREN國際連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。

圖2 KOREN國際連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

KOREN項(xiàng)目的宏觀政策是由韓國科學(xué)和信息通訊技術(shù)以及未來計(jì)劃部負(fù)責(zé)，國家信息社會(huì)不負(fù)責(zé)KOREN項(xiàng)目的管理和運(yùn)行。KT是KOREN主干網(wǎng)建設(shè)、接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和NOC運(yùn)行等的具體承擔(dān)單位。

主要應(yīng)用類型包括構(gòu)筑韓國移動(dòng)測試平臺(tái)和IPTV測試平臺(tái)以及進(jìn)行組播覆蓋研究；基于IPv6的高品質(zhì)電話視頻會(huì)議；國際天氣預(yù)報(bào)；韓美未來互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀接入研究；高清影像的遠(yuǎn)程醫(yī)療示范；韓歐高能物理數(shù)據(jù)網(wǎng)格研究等。

KREONET (Korea Research Environment Open NETwork) 是一個(gè)由韓國教育科學(xué)技術(shù)部投資創(chuàng)建的全國性研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它創(chuàng)建于1988年，由KISTI (Korea Institute of Science and Technology Information)負(fù)責(zé)運(yùn)行和管理， KREONET 高性能的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為全國的工業(yè)、學(xué)術(shù)、經(jīng)濟(jì)部門的約200個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提供研究開發(fā)資源，包括大量的科學(xué)技術(shù)信息、超級(jí)計(jì)算、 GRID和 e-science應(yīng)用。KREONET由16個(gè)地區(qū)和16個(gè)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心（千兆PoP）組成，包括慶北國立大學(xué)、韓國光州科學(xué)技術(shù)院、濟(jì)州國立大學(xué)等。其中首爾和大田為最主要節(jié)點(diǎn)，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸速率為100Gbps，其他連接速率在2.5Gbps以上。

KREONET的主干網(wǎng)速率是10Gbps，與美國、中國、俄羅斯、加拿大和荷蘭等科技先進(jìn)國家相連接，以促進(jìn)國際級(jí)的研發(fā)合作。

14 澳大利亞學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò)AARNet

澳大利亞的學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò)（AARNet）是一個(gè)全國性的研究和教育網(wǎng)絡(luò)（NREN）。AARNet提供獨(dú)特的信息通信技術(shù)能力，使澳大利亞的教育和研究機(jī)構(gòu)之間以及與其國際同行之間能夠相互開展協(xié)作。

AARNet被廣泛認(rèn)為是澳大利亞互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)始者，以及著名的、世界級(jí)研究和教育網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)師、建造者和經(jīng)營者。該網(wǎng)絡(luò)擁有100多萬個(gè)用戶，包括研究人員、教職員工和學(xué)生，覆蓋澳大利亞的各機(jī)構(gòu)，為科學(xué)和人文領(lǐng)域眾多學(xué)科的終身學(xué)習(xí)、教育和研究提供支持，包括高能物理學(xué)、氣候?qū)W、基因?qū)W、射電天文學(xué)和藝術(shù)。

主干網(wǎng)規(guī)模和建設(shè)模式

（1）AARNet擁有光傳輸網(wǎng)絡(luò)：多達(dá)80波長的光纖傳輸容量，每個(gè)速率為100Gbps。

（2）IP路由主干網(wǎng)：100Gbps第3層路由器。

（3）國際連接：120Gbps的國際傳輸能力；在美國有6個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，在新加坡有1個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。

（4）終端用戶服務(wù)：提供第1層光傳輸；第2層城市以太網(wǎng)VLAN；第2層和第3層基于MPLS的VPN服務(wù)，全球研究和教育網(wǎng)絡(luò)以及公共互聯(lián)網(wǎng)的高速路由接入。

（5）AARNet跨多個(gè)10Gbps、40Gbps和100Gbps鏈路。

在技術(shù)層面上，所建網(wǎng)絡(luò)延遲小、擁堵少，擁有足夠的凈高容量以支持突發(fā)的集中使用。這些都是一些關(guān)鍵特性，使AARNet有別于其他網(wǎng)絡(luò)。

AARNet國家網(wǎng)絡(luò)橫跨大陸，從Perth到Hobart、Cairns和Darwin，在地理分布上，澳大利亞的所有都市都有不同的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)還為農(nóng)村、區(qū)域和偏遠(yuǎn)地區(qū)提供大量的容量。AARNet網(wǎng)絡(luò)連接如圖3所示。

圖3 AARNet網(wǎng)絡(luò)連接

組織機(jī)構(gòu)和管理

AARNeT專有有限公司（APL）是一個(gè)非盈利公司，負(fù)責(zé)經(jīng)營澳大利亞的國家研究和教育網(wǎng)絡(luò)（NREN）。股東為38所澳大利亞的大學(xué)、聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）。

（1）董事會(huì)負(fù)責(zé)AARNet的總體發(fā)展方向，并根據(jù)AARNet章程要求，為各股東提供福利。

（2）首席執(zhí)行官（CEO）負(fù)責(zé)公司的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）AARNet咨詢委員會(huì)（AAC）向首席執(zhí)行官提供技術(shù)和政策建議，主要按區(qū)域來代表股東和客戶。

此外，AARNet專有有限公司注冊(cè)地在澳大利亞首都直轄區(qū)。

科研支撐和應(yīng)用

AARNet為研究和教育提供強(qiáng)有力的通信技術(shù)，其高性能的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)使澳大利亞最好和最聰明的頭腦能夠更好地來解決社會(huì)面臨的最大挑戰(zhàn)。AARNet在澳大利亞的創(chuàng)新體系中起著至關(guān)重要的作用。

（1）先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：AARNet提供一系列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)服務(wù)，以連接分布于不同地理位置上的站點(diǎn)，如校園、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)提供商。AARNet還提供一種服務(wù)，將監(jiān)控客戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)外包給7×24小時(shí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心（NOC）。直接從光纖網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)（NAP）站點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)終端單元（NTU）提供至AARNet的連接，可工作于1Gbps或10Gbps的倍數(shù)的速率。而后這種“干線”可用于在任何給定時(shí)間提供多種服務(wù)，包括專用網(wǎng)絡(luò)、連接數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

（2）云服務(wù)和應(yīng)用：AARNet與其全球研究網(wǎng)絡(luò)合作伙伴以及眾多的內(nèi)容提供商和服務(wù)提供商開展合作，提供基于云的資源接入服務(wù)。一是與同行合作，包括微軟公司、YouTube公司、谷歌公司、Akamai公司和亞馬遜公司等，從這些實(shí)體生成網(wǎng)上內(nèi)容；二是直接與技術(shù)公司連接，如Blackboard公司、Desire2Learn公司和Netspot（Moodle）公司等，這樣其客戶可接入主要的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)；三是與供應(yīng)商合作，如Box公司、Amcom公司和Zoom公司等，為澳大利亞研究和教育社群定制產(chǎn)品和服務(wù)，使之便于信息技術(shù)管理者進(jìn)行部署和管理；四是構(gòu)建服務(wù)，如AARNet Mirror、CloudStor、CloudStor+ 和Eduroam等，以滿足全球研究和教育社群的特定需求。

（3）企業(yè)服務(wù)和咨詢：與信息技術(shù)（IT）部門合作開發(fā)解決方案，以滿足云、數(shù)據(jù)中心及其他信息技術(shù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。

AARNet為100多萬用戶提供服務(wù)，它們出于研究、教育、健康和訪問全球研究網(wǎng)絡(luò)之目的而接入AARNet網(wǎng)絡(luò)。

第一，研究領(lǐng)域：AARNet代表38所澳大利亞的大學(xué)和CSIRO（聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織）經(jīng)營澳大利亞國家研究和教育網(wǎng)絡(luò)（NREN）。獨(dú)特的研究基礎(chǔ)設(shè)施將研究人員、數(shù)據(jù)密集型資源聯(lián)接起來，如存儲(chǔ)和計(jì)算設(shè)備以及全球的研究社群。通過提供這種使能基礎(chǔ)設(shè)施，AARNet在澳大利亞的創(chuàng)新體系中起著至關(guān)重要的作用。eResearch小組協(xié)助團(tuán)隊(duì)也參與了無數(shù)的、跨越諸多學(xué)科的研究計(jì)劃，如科學(xué)和人文，從而發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的全部潛力、實(shí)現(xiàn)信息的共享，并最終達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)。

第二，教育領(lǐng)域：AARNet教育社群成員的跨度跨越終身學(xué)習(xí)。整個(gè)國家的大學(xué)、K-12學(xué)校，以及職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和眾多的數(shù)字內(nèi)容提供商，包括博物館、文化與科學(xué)組織、圖書館、公共檔案館和其他教育資源專家，現(xiàn)在都連接到了AARNet上。AARNet通過多種方式連接該社群的成員，為教育工作者和學(xué)生提供了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)選擇。

第三，健康領(lǐng)域：AARNet連接整個(gè)澳大利亞的健康研究和教育機(jī)構(gòu)——促成高等教育和健康部門之間的協(xié)作，并在因距離而隔開的人與組織機(jī)構(gòu)間推進(jìn)衛(wèi)生研究和教育。

（4）全球研究網(wǎng)絡(luò)：AARNet提供高容量全球研究和教育（R&E）網(wǎng)絡(luò)中的澳大利亞部分，以及與全球網(wǎng)絡(luò)中北美（Internet2）、歐洲（GéANT2）和亞洲（TEIN）部分的互聯(lián)。

基本結(jié)論

1.世界上所有的發(fā)達(dá)國家和中等發(fā)達(dá)國家都建設(shè)了自己的教育科研網(wǎng)。其性質(zhì)基本上都是公益性網(wǎng)絡(luò)，主要是以支持教育和科研為主要目的。聯(lián)網(wǎng)單位主要是大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、地區(qū)學(xué)術(shù)網(wǎng)以及部分中小學(xué)（通過地區(qū)學(xué)術(shù)網(wǎng)連接）。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模方面，大部分主干網(wǎng)帶寬都達(dá)到10Gbps，部分發(fā)達(dá)國家的學(xué)術(shù)網(wǎng)已經(jīng)升級(jí)到100Gbps。

2.關(guān)于主干網(wǎng)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維模式，主干網(wǎng)的建設(shè)基本上都是由國家投資。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維基本是兩種模式:一種是聯(lián)網(wǎng)單位和政府分擔(dān)運(yùn)維費(fèi)用，比如歐洲GéANT2是由各國網(wǎng)絡(luò)和歐盟共同分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維費(fèi)用。英國JANET是由政府和各聯(lián)網(wǎng)單位分擔(dān)運(yùn)維費(fèi)用。美國Internet2是由會(huì)員費(fèi)支付運(yùn)維費(fèi)用；另外一種是由政府支付運(yùn)維費(fèi)用，比如日本SINET是政府承擔(dān)主干網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)維費(fèi)用。多數(shù)國家教科網(wǎng)，用戶方接入網(wǎng)絡(luò)的線路和設(shè)備費(fèi)用由各接入單位自行承擔(dān)。

3.發(fā)達(dá)國家和部分人口多的國家學(xué)術(shù)網(wǎng)基本上都開展了IPv6的研究，并且基本上都支持IPv6協(xié)議。支持應(yīng)用類型包括網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用以及面向教育和科研的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和科學(xué)試驗(yàn)：包括下一代互聯(lián)網(wǎng)、身份認(rèn)證與授權(quán)、視頻會(huì)議、流媒體服務(wù)、網(wǎng)格服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)性能測量和測試、其他中間件等。同時(shí)還支持大的科研項(xiàng)目和新應(yīng)用的開展。

4.教育網(wǎng)的服務(wù)提供有明顯的階段性。第一階段重點(diǎn)解決主要高校的接入和主干網(wǎng)的形成；第二階段重點(diǎn)解決帶寬問題和普遍接入問題，表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)向高校外延伸，帶寬不斷升級(jí)，最終擁有自己的光纖網(wǎng)并提供光通路服務(wù)；第三階段重點(diǎn)解決服務(wù)問題，表現(xiàn)為可信體系的建立，漫游訪問的支持，公共服務(wù)的提供。