世界各国教科网建设(2015年发布)

2019年11月30日10:31:12世界各国教科网建设(2015年发布)已关闭评论 84 views

作者 安捷 刘莹 任罡 吴茜

编者按

根据Google的统计,目前世界上有117个国家和地区都建立了自己国家教育科研网(NREN)。按地区分布如下:亚洲19个,北美2个,非洲23个,南美洲17个,加勒比海地区4个,欧洲40个,中东及中亚12个。从本期开始,将连续刊载世界主要国家教育科研网建设情况,作者通过对北美、欧洲、亚太以及南美等发达国家和发展中国家的教育科研网的规模、建设和运行模式、支持的应用类型等方面进行调研发现,大部分国家主干网带宽都达到10Gbps,部分发达国家的学术网已经升级到100Gbps;发达国家和部分人口多的国家学术网基本上都开展了IPv6的研究,并且基上都支持IPv6协议;教育网的服务提供有明显的阶段性。

1、巴西国家教育科研网RNP

基本情况

巴西国家教育科研网RNP组织成立于1989年,其主干网(称为RNP2)建设工作始于1999年,2005年,启动了网络升级项目,称之为新RNP阶段。其目的是改善国家、城市和地方各级(校园网)的网络基础设施使用的应用和创新服务,满足特定社区的需要(远程医疗、生物、天文等),提高了人力资源在信息和通信方面的技术资格。

巴西国家教育科研网分为三个层次,分别是国家级主干网、地区网和科研机构各自的网络。

主干网连接了所有的高性能城域网,各研究机构通过所在地区学术网接入主干网。如果所在地区没有学术网,可以直接接入主干网PoP点。

1999年,巴西教育部和科技部签署了部级合作协议,投资215百万美元来建设和维护RNP主干网RNP2。2000年5月RNP2正式建成。

1999年成立非盈利机构The Association National Education and Research Network(AsRNP),专门负责运行和维护RNP2。2002年,该机构成为一个正式的社会组织。

目前,通过科技部与AsRNP 签署协议委托其运行和维护RNP。并且科技部与教育部共同对其进行资助。除此以外,RNP通过作为巴西科技部的一个研究项目(Sepin/ MCT),从计算机公司和其他组织获得资助。

自2002年以来,RNP一直是一个与科学、技术和创新部(MCTI)结合在一起的社会组织(OS),由科学、技术和创新部(MCTI)、教育部(MEC)、文化部(MinC)和卫生部(MS)共同维持其运转。

作为巴西接入互联网的国家网络,RNP的主要职责是通过建立创新服务和项目以及培训专业人员,推动技术发展,支持信息和通信技术研究。为此,它为公共研究机构和高等技术教育机构提供了先进的网络基础设施,以推动若干知识领域中的协作研究。通过应用其网络,RNP允许在技术、教育、卫生和文化等领域执行项目和实施公共政策。

主干网规模

RNP是一个光纤网络基础设施,连接了来自首都和州乡村地区的1219个校园及单位,这些校园和单位通过RNP在世界范围内交换大量的数据和信息。

RNP为其客户提供现代化的和高性能的网络服务,以及通信服务和远程协作应用包,以支持其教育和研究活动。它通过27个接入点(PoP)接入所有的州,形成国家学术网络、IP 网络的主干网。主干网速率达10Gbps。联网单位超过900家包括大学、研究中心、大学医院、联邦高等教育机构、科技部及教育部下属研究单位和机构以及其他公立和私立教育和研究机构。同时,提供和美国Internet2及欧洲学术网的连接。

RNP与大学和研究中心一起构建了其生态系统,用于支持教育和研究的此类基础设施和服务项目、实施和运营,使用了巴西及其国际合作伙伴中计算和系统领域之研究人员和专家的知识和技能。

基于此类模式,进行了网络和新应用的试验、互联网体系结构的测试、新一代IP网络的工程实施、以及这些服务的原型构建和演进,它们构成了一个主题社区以及人力资源参与项目。RNP主干网拓扑如图1所示。

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支持和开展的应用

RNP2除了提供正常的网络运营服务外,还是新的网络应用和服务的试验床。自2000年以来,RNP一直致力于推动在计算机网络上的先进应用。互联网电话服务、网络传输数字电视服务、远程教育和IP视频会议等应用都是其服务的新形式。

为满足和适应人力资源在数字网络技术方面不断增长的需求,上世纪90年代以来,RNP一直为大学中的技术人员提供培训服务、提供实用的课程,使得信息和通信技术领域的专业人士越来越多。其服务的对象还包括联邦和州层面的主要大学、研究院和研究单位,以及教学医院和博物馆。

同时,RNP维持与州IT公司、私营电信运营商以及Telebras公司(一个连接于通信部的公众持股型公司,在国家宽带

2、南非国家教育科研网SANReN

基本情况

由南非科技部支持,科技及工业研究委员会(CSIR)实施,南非国家研究网(South African National Research Network,简称SANReN)与高性能计算中心(CHPC)、极大数据库(VLDB)等共同构成了南非的核心教育科研基础设施。SANReN是南非政府2005年启动的一个项目,旨在建立南非新的教育和科研网,这个网络与其他国家的教育科研网的不同之处在于它为联网单位同时提供学术网络和商业互联网的连接。2007年,SANRen交由TENET运行和管理。

主干网规模和建设模式

2005年,南非科技部从国库获得了3.65亿南非兰特(相当于5500万美元),开始为期三年的SANReN项目,以打造世界一流的国家研究和教育网络为目标,由科技及工业研究委员会(CSIR)下设的 Meraka研究所负责管理、和部署这个网络。

SANReN主干网包括45个节点,主干带宽500M-1G。目前连接了国内的204个城市,联网单位包括3000多个教育科研机构。2010年,政府投资850万美元,将主干带宽从1G升级到10G。SANReN网络拓扑如图2所示。

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计划范围内共享网络基础设施)之间的协议

3、印度国家教育科研网ERNET和NKN

ERNET基本情况

ERNET于1986年由电子部创建,其资金来源于印度政府和联合国开发计划处。

ERNET主干网由地面和卫星两部分网络组成,提供MPLS支持的IPv4/IPv6双栈网络,有15个PoP,分布在印度的十五个重要科研机构。主干网聚合带宽(aggregate Internet bandwidth)为2.4Gbps,国际互联带宽达到2.5Gbps,连接了印度160多所大学。

ERNET由印度政府信息技术部下属的一个非盈利自治组织管理。主要的功能包括为印度的教育和研究机构提供网络连接和服务,促进网络领域的协作和研究,培养网络领域的人才,为特定项目提供顾问和实现支持,为普通教育、高等教育、研究、卫生和农业等领域的1300多家机构提供服务。

NKN基本情况

印度政府于2010年开始建设国家知识网络(NKN),NKN由国家信息中心建设并运行管理,其目标用户为各个领域的教育科研机构,如研究实验室、大学和其他高等教育机构等。目前NKN由18个核心节点、25个接入节点组成,核心节点之间带宽为10G,用户单位的接入速率为1G或以上。NKN已连接1038所教育科研机构,计划连接国内所有的教育科研机构1500多所。

NKN除了教育科研外,农业、医疗卫生、电子政府、网格计算也是其重要的应用领域。主要支持的应用包括:全国范围的虚拟教室、合作研究、网格计算、虚拟图书馆、计算资源共享、网络技术实验床和电子政务等。NKN网络拓扑如图3所示。

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4、俄罗斯国家教育科研网RUNNet

俄罗斯联邦大学网络RUNNet建立于1994年,基于国家计划“俄罗斯大学”之框架,是一个覆盖全俄各大学和大型研究机构的网络,由国家信息技术和电信研究院(SIIT&T“Informika”)负责运营,得到了俄罗斯联邦教育和科学部的支持。作为联邦研究和教育计算机网络,RUNNet联接了俄罗斯56个区内的400多所俄罗斯最大的大学和科研机构。

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主干网规模

RUNNet网络主干节点位于莫斯科、圣彼得堡、萨马拉、新西伯利亚、海参崴、叶卡捷琳堡、诺夫哥罗德、罗斯托夫等城市以及国外的阿姆斯特丹、斯德哥尔摩、赫尔辛基等城市。RUNNet拥有与国外研究和教育网络10Gbps的宽带连接,如GéANT、NORDUnet以及一级运营商(Level3公司、塔塔通信公司、环球电讯公司、Cogent通信公司等)。RUNNet拥有自己的跨境到芬兰的DWDM 系统。在RUNNet基础设施中广泛实施了IPv6、多播、MPLS VPN等技术。

接入单位

RUNNet直接参与众多国际基础设施和研究项目,如GLORIAD(全球先进应用开发环)、GéANT、LHC(大型强子对撞机)计算网格等。RUNNet的资源也被其他的俄罗斯研究和教育网络广泛应用,如RASnet(俄罗斯科学院网络)、RBNet(俄罗斯主干网)、RUHEP(俄罗斯高能物理网络)、RSSI(俄罗斯太空科学互联网)等。

科研应用

RUNNet是一个托管俄罗斯科学和教育大型信息系统之基础设施解决方案的提供者和开发者,如俄罗斯联邦教育门户网站、数字图书馆以及开放教育资源库等。RUNNet网络拓扑如图4所示。

5 美国国家教育和科研网Internet2及能源网ESnet

Internet2

Internet2成立于1996年,是由美国教育和科研团体组成的先进网络技术联盟,这个组织的主要目的是开发先进的网络应用,并且研究和开发未来的网络创新技术。目前,Internet2有近500个会员单位,会员按照不同的性质,分成四类:高等教育机构、地区教育和科研网、从事教育和科研的非盈利组织(附属会员)、企业和政府机构等。

在Internet2的会员中有252所大学,按照“卡内基高等教育基金会”的分类标准,基本都属于“研究能力非常强”和“研究能力强”的大学。此外会员中还包括41个区域和州的教育科研网,为各州的大学、研究机构等提供连接到Internet2主干网的服务。其中,20个州教育科研网作为主干网的连接点(CONNECTOR)为其他会员提供连接到主干网的服务。会员中还有82个代表网络先进技术的公司,68个包括政府机构在内的联盟成员,并与100多个国家的教育科研网进行国际网络互联。

1.主干网规模

Internet2拥有先进的主干网,主干网带宽达到100G,总容量为8.8Tb,光纤15000多英里,网络通达以往没有到达的区域,扩大联网范围,以提供连接全美范围的超过20万个社区锚网所需要的带宽能力和范围。

目前Internet2主干网连接了60000多个科研机构。Internet2主干网的主要目的是为目前高性能、先进的网络应用提供可靠的网络服务,同时也为创新型网络应用技术的研究提供有力的试验平台。

nternet2的主干网建设主要是靠运营商资助、国家投资和收取会员费等方式。早期Internet2的主干网是Qwest通信公司资助的Abilene。2006年开始Internet2的主干网由Level3公司提供。新的主干网被命名为“Internet2 Network”。2011年Internet2在国家电信和信息管理局的BTOP计划的6250万美元以及连接Internet2的高等教育团体的3400万美元的支持下,启动并部署泛美的100G光纤网络设施,2013年中完成整个网络基础设施的建设,项目连接的单位包括学校、图书馆、小区学院、健康中心及公众安全机构等小区机构;并支持商业互联网未能支持的先进应用,比如远程监控和远程医疗应用等。这个项目将促进宽带应用的转型,由此可以从根本上提高改善教育,医疗保健,公共安全,并创造就业机会等经济创新方法。新网络还将支持其正在服务的研究和高等教育对带宽需求的指数式增长。Internet2主干网拓扑如图1所示。

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2.组织管理模式

Internet2是一个由会员构成的社会团体组织,主要是会员单位主导的管理模式,设有董事会和项目咨询委员会。

董事会的任期为3年,由会员单位选举。董事会除了包括大学校长外,还包括从首席信息官、网络研究人员、学科研究人员到行业合作伙伴的代表,负责战略方向,领导和监督。2006年,董事会创建了Internet2治理和提名委员会(GNC),以提供关于改善治理的建议。

项目咨询委员会主要负责为Internet2项目提供战略指导,发展重点和方向,咨询委员会成员来自学术界,研究和行业领导者。

Internet2的运行维护费主要来自会员费。会员费用包括两部分:一部分是会员费(membership dues);另一部分是网络访问费用(network participation fees)。网络访问费是针对非网络连接点(Connector)的会员收取。

3.开展和支持的应用

Internet2的核心任务是开发先进的网络技术,提供一个现有互联网无法提供的先进的、全国性的高性能网络基础设施和研究试验平台。Internet2除为其会员提供服务,管理会员所在校园及相关的技术需求之外,还为会员组织机构制定战略技术路线图,以及规划新的举措。

Internet2为各工作小组、特别兴趣小组以及科学、工程、健康科学和表演艺术等诸多学科的社群提供支持,包括信任和身份(共同的)、治理、艺术和人文、健康和生命科学、科学和工程、K20教育、中间件、安全、先进网络、国际社群等。开展的研究包括:网络中间件、安全性、网络性能管理和测量、网络运行数据的收集和分析、新一代网络及部署(GENI、Hybrid-MLN等)以及全光网络等。

在信任身份和中间件领域,Internet2为InCommon联邦、InCommon证书服务、InCommon保障计划、InCommon多因素身份验证、Shibboleth、Grouper、COmanage、EduPerson&EduOrg、MACE注册等提供服务。

Internet2的性能监控工具用于帮助网络工程师快速地确定国际网络中存在的服务问题。所开发的软件perfSONAR被用于网络资源的端到端监控和故障诊断,例如:Deepfield分析服务、性能保障服务、AND性能工具,目前已在世界各地100多个点中得到部署应用。

长期以来,Internet2支持美国科研与教育领域利用新技术开展创新和协作,目前Internet2提供的服务倾向科研创新与发现,从宇宙的组成,到癌症治疗、气候变化等均有协作项目,以期将对商业、科学、体育、教育、新闻和医学等产生影响。

美国能源网ESnet

ESnet是美国能源部的专用科学网络,用于科学研究,帮助研究人员满足其从实验到发现的目标。ESnet是一个高性能、非机密的国家网络,由美国能源部(DOE)科学办公室(SC)资助建造,由劳伦斯伯克利国家实验室负责管理,ESnet为40多个能源部的研究站点提供服务,包括整个的国家实验室系统、超级计算设施以及大型科学仪器。此外,ESnet还连接至140个研究和商业网络。

ESnet 的使命是通过提供网络基础设施、功能和工具,使科学发现变为可能,并加速科学发现的进程。

ESnet的目标:一是科学进步将完全不受限于仪器、人员、计算资源或数据的物理位置;二是在每一个领域、每个规模上的协作,都将使研究人员能够获得所需的信息和工具,从而使之能够最大程度地受益于科学设施、全球网络以及新兴的网络功能;三是ESnet将促进合作伙伴关系以及先进技术的发展。

1.第5代ESnet

2009年,ESnet从美国能源部科学办公室处获得了6200万美元的“美国研究和恢复法案”(ARRA)资金,投资建造其下一代基础设施,以期在数据密集型科学这一新时代,为研究发现提供必要的支持。经过三年的规划和部署,2012年11月推出了ESnet5,即ESnet的第5代网络。该网络是与Internet2合作建造的一个先进网络,连接着美国的研究型大学。利用来自美国商务部的“恢复法案资金”,Internet2和ESnet将其激励资源汇集在了一起,利用Ciena 6500分组光纤平台,共同部署大规模的8.8Terabit网络,两个组织共享这些资源和网络,分别为其社群提供服务。

2.100Gbps可重构试验床

除了建造ESnet5网络,ESnet还建造了一个国家级的网络试验床,供研究人员和业界在100Gbps上试验新的网络技术、协议和应用。试验床支持的研究包括多层多域混合网络、网络协议、用于测试未来功能的组件、保护与恢复、大批量数据流的自动分类、高通量中间件与应用,以及其他的创新网络实验。ESnet接受新的提议,每六个月使用一次试验床。

3.暗光纤试验床

ESnet自商家购买了近13000英里的暗光纤供美国能源部使用。通过建造研究试验床,并利用光学装置“点亮”暗光纤,ESnet使网络研究人员能够安全地开展破坏性试验,将在一个类似产品的环境中以100Gbps的速度形成一个下一代互联网。

4.ESnet IPv6服务

ESnet是6bone IPv6试验床项目的早期参与者,全面负责6bone的管理工作,直至6bone退役。ESnet有若干服务可用来帮助美国能源部的研究站点部署IPv6。包括IPv6地址空间、通过IPv6可用的开源软件镜像,以及IPv6时间服务器。同时,ESnet在若干商业以及研究和教育交换点有IPv6接入点。

 6、 欧洲教科网世界各国教科网建设(2015年发布)

世界各国教科网建设(2015年发布)基本情况

2000年,欧盟委员会和欧洲参与国的国家教育科研网络、欧洲学术网络组织DANTE及欧洲计算机网络研究和教育协会TERENA共同投资2亿欧元启动世界各国教科网建设(2015年发布)网络,其目的是改善欧洲研究和教育网络基础设施。

目前世界各国教科网建设(2015年发布)连接了36个欧洲国家教科网单位和北欧5国的国家教科网代表单位NORDUnet,拥有近50000公里网络基础设施,其中包括12000公里光纤。世界各国教科网建设(2015年发布)主要主干网速率是10G,个别是40G,正在计划升级至100G,连接了43个国家,有44个路由节点,连接的研究单位约10000个以及27000个中小学,最终用户达5千万。世界各国教科网建设(2015年发布)拓扑如图2所示。

世界各国教科网建设(2015年发布)

世界各国教科网建设(2015年发布)主干网的建设费用由欧盟和连接的国家教科网共同承担。世界各国教科网建设(2015年发布)是在欧盟第五框架计划FP5下建立起来的,其总预算为2亿欧元,其中欧盟提供了8000万欧元资助。世界各国教科网建设(2015年发布)2是在欧盟第六框架计划FP6下资助下建设起来的,其总预算为1.79亿欧元,其中欧盟提供了9300万欧元资助。GN3是FP7计划资助的,总预算为1.82亿欧元,其中欧盟提供9300万欧元资助。GN3plus总预算为8500万欧元,其中欧盟提供的资助是4200万欧元。

世界各国教科网建设(2015年发布)运行与管理

正如欧洲教科网所希望的,2014年10月7日,TERENA会员和DANTE股东在德国柏林举行的会议上投票决定重组,成立一个新的机构--世界各国教科网建设(2015年发布)协会。这次重组意味着欧洲一个接近30年的教育与科研组织合作新时代的开始。重组的决定来自于DANTE和TERENA共同服务的欧洲国家教育和科研网络世界各国教科网建设(2015年发布)。2011年,欧盟委员会设立的GÉANT专家组在一份名为《知识不分国界》的报告提出了一些建议。作为对此的回应,2012年5月成立的一个名为Reykjavik Group(雷克雅未克小组)的组织也发布了一篇报告。而欧盟国家教科网(European NRENs)也在这篇报告公布后,确定需要制定一个新的战略,以便在欧盟为未来研究和创新发展而制定的“地平线2020计划”中占有一席之地。

这次重组是在网络及其架构与服务相结合的很好的合作,将带来更有效的管理和服务,有利于教育与科学研究的发展,同时也将促进欧洲经济的发展和竞争力的提高。

世界各国教科网建设(2015年发布)协会的组织管理

世界各国教科网建设(2015年发布)协会主要工作包括以下几个方面:

一是人与人之间的联络,如组织研讨会、会议和大会,与其他单位、用户社团、工业界和欧盟的沟通;

二是技术服务,包括支持技术创新,例如信任与唯一性,安全与认证,移动与接入,灵活接入方案和实验床设施,云服务、媒介和实时通讯;

三是提供人力资源,为招标、项目管理、社团凝聚、网络运行以及对外宣传和培训等专业服务,协调共享社团内部的专业知识;

四是与国际教科网组织间的国际合作。

开展和支持的应用

世界各国教科网建设(2015年发布)连接的各学术网支持开展先进的网络技术研究和科学试验。根据欧洲教育和科研网络组织(TERENA)的统计,目前欧洲各学术网开展的研究类型见表1。

世界各国教科网建设(2015年发布)

未来发展

世界各国教科网建设(2015年发布)2020计划的目标包括带动网络发展、支持知识社区发展、提供安全信任和身份的网络环境、构建世界各国教科网建设(2015年发布)合作生态系统、开发世界各国教科网建设(2015年发布)合作伙伴的人力资本、保障世界各国教科网建设(2015年发布)基础设施的未来长期可持续性。

7 德国国家研究和教育网DFN

德国国家研究和教育网络DFN由德国科学界组织组建,为德国科学和研究提供服务的通信网络。它将各大学和研究机构相互连接在一起,已成为欧洲和全球教育科研网络社群的有机组成部分。

DFN-Verein是德国科学界的中心组织机构,负责推动德国国家研究和教育网络,它根据协会的章程,通过分配研究和教育任务,以及组织提供使用DFN的服务。

主干网规模

研究和教育网络X-WiN是DFN的技术平台。在德国,超过750所大学和研究院使用X-WiN,DFN通过X-WiN为科学团体提供了定制的网络基础设施,也提供了增值服务,例如基于网际协议的语音传输、视频会议、漫游或公钥基础设施等。

据了解,11000公里暗光纤及若干个光纤环、光纤平台构成了X-WiN的基础。X-WiN连接容量高达100Gbit,拥有跨越约60个核心地点的多Tbit核心网络。各大学、研究机构和商业企业的研究部门在德国相互连接,并通过X-WiN与欧洲及其他洲的研究和教育网络相连。同时,光纤平台还连接至由各国的国家研究和教育网络联合组建的欧洲网络GéANT。

此外,X-WiN有可供其支配的、与公共互联网相连的高性能对等点。大约有70个X-WiN核心网站分布在德国各地。网站主要位于大学和研究机构的计算中心中,一些核心网站位于主机托管的设施中。

科研应用

DFN为其教育和研究机构提供多种定制的应用服务。创新性的应用在项目和试点企业中进行开发和测试。利用其开发项目,DFN-Verein不断改善基础设施和服务的性能,以适应科学界不断变化的需求,主要有以下几个方面。

一是拓展面向科学的网络服务,使之也能满足用户的个性化需求;

二是规划、创建和经营一般性的而非社群特定的科研信息化服务,尤其在网络、安全、中间件和多媒体服务领域;

三是通过在网格技术的潜力、状况和需求等方面对各成员进行培训,开发DFN中科研信息化和网格的知识;

四是开发和建立一系列广泛适用且不限于特殊科学社群的基络服务。

DFN-Verein参与项目的实施,项目主要由BMBF(德国联邦研究和教育部)和欧盟提供资助。利用其“开发活动框架”,DFN-Verein为国家研究和教育网络以及DFN服务的未来发展提供了指南。此外,它定义了DFN-Verein参与第三方资助项目的范围。

组织机构

DFN-Verein的执行机构包括联合大会、执行委员会(一个扩展的执行董事会)和执行董事会,根据法律由执行委员会主席及其代表组成。为提供支持和咨询,董事会成立了技术小组、运营小组以及法律和安全问题小组。DFN拥有300多个机构成员,大部分的德国大学、研究机构以及商业企业的研究部门均致力于DFN的建设和发展。

8 英国国家教育科研计算机网Janet概况

Janet是Jisc Collections and JANET提供的英国国家教育科研计算机网,拥有近30年历史,全英的所有教育机构都接入了Janet。

Janet的管理最先由英国教育和研究网络协会(UKERNA)负责,它是政府投资的非营利机构,具体的运维工作委托给伦敦大学网络中心负责。后来,为方便用户理解和记忆,UKERNA更名为JANET,网络运行与维护工作也归属到JANET的工作范围。

Jisc Collections是英国教育和研究数字技术领域的非盈利机构,其工作由资助者、所有者(AoC、GuildHE、UUK)以及受托者指导。

2014年,JANET与Jisc Collections合并成为Jisc Collections and JANET(简称Jisc)。Jisc为英国教育和研究提供数字服务和解决方案,该组织的使命是使英国教育和科研成为世界上最先进的数字教育科研国家。

Jisc与高等教育、继续教育和职业教育等机构共同合作,为用户提供可信的咨询和支持,通过共享网络降低用户成本,并提供数字内容、IT服务、招标商务会谈等,保证用户能够站在研究和发展未来的前沿。

主干网规模

Janet网络为1800多万个最终用户提供服务,网络覆盖范围从Lands End到John O‘Groats,拥有超过5000公里的光纤。主干网速率为100Gbps,国际互联带宽40Gbps。Janet网络被认为是英国知识经济的一个关键支柱。

接入单位

Janet网络连接英国各大学、继续教育(FE)学院、研究委员会、专业学院、成人和社区教育提供商,Janet网络目前接入了超过600所公立大学、学院和研究机构,另外还包括200多家其他公立单位,如图书馆、博物馆等。

科研应用

Janet网络目前支持的重大项目包括Moonshot技术、访问和身份管理、跨国教育、VoIP电话;技术项目包括自动配置、端到端性能、以太网OAM、IPv6MPLSTP、服务保证、软件定义网络(SDN);服务开发项目包括未来的视频技术;合作项目包括艺术和人文学科、大学的流媒体--NaSTA、超高清晰展示等。在科研领域包括光路径、Aurora等。

Janet支持的服务和应用主要包括:云和数据中心服务、合作技术、信任与认证、专业服务、连接服务、网络安全服务、视频会议服务、UK联邦认证服务、Eduroam服务、技术咨询服务等。

  9 法国国家技术教育和研究电信网RENATER

  概况

法国国家技术教育和研究电信网络RENATER部署于20世纪90年代初,通过HUGE欧洲网络,为1300多个法国的教育研究机构以及海外部门和地区提供国内和国际连接。

RENATER网络是有关研究和教育的网络伙伴。它促进了法国研究人员和教师与其世界各地合作伙伴之间的合作(传送和获得数据、视频会议、网格计算等)。

主干网规模

RENATER属于国家基础设施,拥有11900公里光纤,120个连接点,72个接入点(NR),目前总带宽为12510G。

科研应用

RENATER为其社区成员提供网络服务。连接带宽为10Mb/s~10Gb/s,能够提供IPv4和IPv6单播和多播、服务分类、专用网络和移动性、语音和图像服务。

RENATER还提供有关反垃圾邮件、内容访问、协作工具和获得证书等方面的应用服务,其网络拓朴如图1所示。

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10 加拿大教育科研网CANARIE

基本情况

CANARIE(Canada’s Advanced Research and Innovation Network)是加拿大先进的教育和创新网络,成立于1993年,是目前世界上最先进教育科研网络之一。CANARIE是一个非盈利机构,采用会员制,其计划和活动主要由加拿大政府提供资金。

CANARIE设计和部署了加拿大的数字基础设施,并推动其在加拿大研究、教育和创新团体的应用。CANARIE在继续发展全国超高速主干网络的同时,还支持加拿大和世界范围内的数据密集型前沿研究和大科学研究工作。目前,CANARIE连接了加拿大近2000个科研机构,包括大学、学院、研究机构、医院、政府实验室等,有100万名研究人员、科学家和学生已接入CANARIE网络。除了网络以外,CANARIE还资助了多项先进网络研发项目。

主干网规模和建设模式

CANARIE拥有23000公里的光纤,从西北地区(NT)的Inuvik、育空(YT)地区的Beaver Creek,一直延伸到纽芬兰与拉布拉多地区(NL)的圣约翰。CANARIE主干网速率达100Gbps,提供省与省之间的连接,以及与100多个国家同行研究和教育网络之间的国际连接。

CANARIE的连接单位除了大学和科研机构,还连接了2000个K-12学校(中小学)以及12个省级光纤网络。CANARIE和12个省(地区)的网络合作伙伴,共同形成了加拿大国家研究和教育网络(NREN)。目前有75个大学和学院参与了加拿大接入联邦(CAF)项目。CANARIE与主要合作伙伴开展密切合作,使加拿大在开创性的、数据密集型的研究和创新项目中处于领导地位。

组织管理机构

CANARIE董事会由CANARIE研究、教育和创新利益攸关者团体的代表组成。董事每年选举一次,所有的董事都至少任职于一个董事会常设委员会。

服务和应用

300多家--当前使用CANARIE DAIR云服务的加拿大企业和公司数量。

16个--跨学科软件服务的数量,用于分析大数据和支持大规模协作,科研团体免费使用(截止到2015年3月已经有74个)。

95000TB--2013年CANARIE网络承载的通信流量。

250多万次--CANARIE每月管理的Eduroam登录数量,使学生和教职员工能在所访问机构处实现漫游。

CANARIE通过网络联盟基础设施(NAI)计划为其国家教科网的合作伙伴提供支持。CANARIE网络运营中心(NOC)提供一些工具给外部用户使用,如网络活动的自助诊断和分析功能,包括停电、定期维护等。通过使用这些工具,用户或其他网络运营商可以执行基本的故障诊断活动。

CANARIE还进行云计算服务以及相关软件工具的研发工作,以便研究人员能够更快速、更轻松地访问研究数据。

CANARIE IP网络服务提供了对国家和全球研究与教育团体的高速IP接入。各机构通过位于加拿大各省(地区)的区域先进网络(RAN)接入先进IP服务。IP网络支持IPv4和IPv6单播与多播路由及其他高级协议。

内容分发网络服务为研究和教育机构提供了至CANARIE网络的连接,并可超高速地接入一系列已经获准运营的互联网内容提供商。

CANARIE“DAIR计划”为加拿大企业家和小公司提供了免费的云计算和存储资源,旨在鼓励它们从云技术的规模、速度和敏捷性中获益,改变了其业务流程,使之更快地走向市场。DAIR让加拿大的投资在CANARIE国家研究和教育主干网中发挥了重要作用,加速了产品开发,提高了加拿大中小规模公司的市场竞争力。

CANARIE为加拿大研究和教育机构以及参与“加拿大人接入联邦(CAF)”计划的内容提供商提供了有关身份和接入管理的解决方案。由CANARIE管理和运营,CAF是一个可信任的接入管理环境,它为用户提供了Wi-Fi连接和内容访问,不论用户在国内还是在国外,均可使用其国内机构的登录凭证。

CANARIE研究软件项目支持软件工具的开发,通过简化对数字基础设施的接入,加速了科学发现。CANARIE开创性研究软件项目提供的软件旨在实现模块化和可重用,因此,一旦工具得以创建,它们就可被许多研究人员用于开发项目特定的软件,而无需额外的费用。这些研究软件工具为加拿大在发挥数字基础设施资源作用、加快科学发现和激发创新方面提供了先发优势。CANARIE网络拓扑如图2所示。

世界各国教科网建设(2015年发布)

11 荷兰教育科研网SURFnet

荷兰教育科研网SURFnet建立于1988年,是荷兰高等教育和研究领域的ICT(信息通信技术)协作组织,也是历史最为悠久的教育科研网之一。它向荷兰国内的大专院校及其附属医院、科研机构、企业研发部门、图书馆,其他由荷兰教育、文化与科技部资助的单位,以及中小学和文艺文化单位提供互联网接入服务和相关的增值服务。

世界各国教科网建设(2015年发布)

SURFnet连接了荷兰整个教育和研究团体,它以1Gbps、10Gbps、100Gbps的速率,为高等教育和研究机构提供快速、可靠的互联网连接,高等教育和研究机构中的所有教职员工和学生均能从中受益。当然,从服务器到众多的接收者,该网络都能高效地支持IPv6。

接入单位

从2001年起,荷兰政府耗资2580万欧元租用了4000公里光纤网的15年使用权,其中广域网3200公里,城域网800公里。连接至SURFnet的机构包括研究型大学、大学医院和三级医学教学医院(STZ)、Hogescholen(即应用科学大学)、研究机构及类似的机构、公司研发部门、图书馆、中等职业教育机构,以及由荷兰教育、文化和科学部资助的其他机构。

SURF net网络中心是一个非营利机构,为用户提供主干网运维,网络安全事件应急响应,以及其他相关的增值服务。

科研应用

1.网络服务

Eduroam能够为教职员工和学生提供对固定和无线网络的、快速而简便的接入,无论这些机构是在荷兰境内还是在其他地方。

在线SURFdomeinen服务使ICT管理员能够便利地注册和迁移互联网域名并管理DNS域名服务器。

SURFlichtpaden(光路径)使在荷兰或海外的两个站点间建立超高速直接连接成为可能,例如,光路径可用于交换大数据。光路径可工作于以下速率:250Mbit/s、500Mbit/s、750Mbit/s、1Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s和100Gbit/s。

2.云服务

用于在线协作的SURFconext基础设施可使用户接入由不同提供商提供的服务,这为机构内部之间以及机构与机构之间的协作开辟了新的机会。

SURFcert提供7×24小时的安全事件支持。SURFcert也使用工具和其他资源来优化机构自身内的安全。

SURFcertificaten(SURFcertificates)为在附属机构的用户提供有利的证书。

SURFmailfilter为所连接机构提供一种简便的方法,来检查其所有的传入和传出电子邮件,并为其过滤病毒、网络钓鱼和垃圾邮件。SURFmailfilter可检测至少95%的垃圾邮件。

SURFmailfilter运行于SURFnet,对IPv4和IPv6均可用。

3.监控服务

SURFdashboard提供有关所有SURFnet服务的概况。机构联络人可以注册服务和改变联络人。

ICT管理员利用SURFopzichter(SURFSupervisor)来在线实时监控互联网服务的性能和可用性,如关于网站和电子邮件设施的性能和可用性。SURFnet的光纤网如图3所示。(作者单位为清华大学信息化技术中心)

12 日本教育科研学术网SINET和JGN

SINET

SINET是日本国立信息学研究中心(NII)以日本全国的大学和研究机构等为学术信息平台而构建、运营的学术信息网。SINET的建立旨在为教育研究相关机构、人员提供一个良好的学术信息交流的环境。因此SINET在全国设置了数量众多的节点,为各个地区的大学和研究机构提供最先进的网络服务。另外,为了达到国际间研究信息的无障碍交流,SINET还连接了美国的INTERNET2、欧洲的GéANT2和亚太地区的TEIN3等很多海外学术研究网络。同时,SINET还提供连接商业互联网的服务。

2002年1月,SUPER SINET开始运营,同年9月SINET开始提供IPv6接入服务。2007年4月,SINET和SUPER SINET合并为SINET3开始运营。从2011年4月开始,支持IPv6协议的下一代学术信息网SINET4正式开始运营。

SINET3的主干网节点有12个,主干网节点间的连接速率为10Gbps~40Gbps。一般节点有62个,主节点到一般节点间的连接速率为1~20Gbps。非节点接入单位有630多个,一般节点到非节点接入单位的连接速率为10Mbps~1Gbps。网络接入范围覆盖全国1都(东京都)、1道(北海道)、2府(大阪、京都)和30个县(日本共有43个县)。国内线路主要租用自NTT Communications。SINET3主干网拓扑如图1所示。

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SINET4改善了固有网络的构成,主节点缩减为8个,地区节点尽量向附近的主节点靠拢,缩减为29个。在节点和接入机构间利用“暗光纤+波分复用”技术等更加经济的方式,实现网络连接的高速化。在主节点和地区节点上设置数据中心,保证连接的稳定性。提高各个层级的连接速率,主节点间的速率40Gbps起,主节点与地区节点间为2.4~40Gbps,节点到接入机构间为1~40Gbps。覆盖范围进一步扩大,覆盖全国1都、1道、2府和34个县。接入机构数量约700个。

国际连接部分,租用自SOFTBANKTELECOM的两条10Gbps的线路分别连接美国东西部的纽约和洛杉矶,连接新加坡和香港两个地区的两条国际线路为622Mbps,租用自KDDI。SINET3连接的海外学术网络主要有: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月期间由电信发展组织(TAO)建设的日本千兆网络,是专为高速网络基础设施设计的、覆盖全国范围的研发网络。JGN2建设于2004年3月底,它是JGN1的继任者,JGN2拥有与JGN1同样的目标,不过,使用了不同的第2层技术。JGN1开发了一个覆盖全国范围的IPv6试验床,是最大规模的多供应商IPv6网络。JGN2试验床网络在日本的各个县都提供了全国性的接入点,超高速主干网的速率高达20Gbps,国际线路连接美国和亚洲(泰国和新加坡)。

此外,7个NICT(日本信息通信研究机构)的研究中心正与JGN2合作开展研究和开发工作。

JGN-X是一个新的网络试验床环境,用于实现新一代网络技术和部署。自2011年4月起,日本信息通信研究机构NICT与运营中的JGN-X组建了JGN-X。

日本信息通信研究机构NICT全面利用了JGN-X升级版的100Gbps虚拟网络,从2014年开展过的实验中获得了建设性的使用案例,2014年的实验内容是经由100Gbps电路传输8K未经压缩的视频流。NICT还于2015年2月6日在大阪的Grand Front Osaka商业区KnowledgeCapital(知识之都)楼进行了一次有关此项目的开放性实验活动。

在科研支撑和应用上主要体现在以下几个方面:

一是利用JGN-X的100Gbps核心电路,日本信息通信研究机构NICT为流至东京-大阪-北陆之间多个地点的8K/4K未压缩IP多播流建立了一个网络系统。在札幌冰雪节会场以及札幌附近的地区播放了超高清视频。利用UHD视频,日本信息通信研究机构NICT与神奈川理工学院(KAIT)和其他研究机构开展了实验,通过向多个地点传输多种质量的视频,从高清压缩视频(30Mbps)到4K、8K未压缩视频(24Gbps)到多个位置,对准确的性能进行了验证。

二是为在100Gbps带宽上稳定运行多个虚拟电路,NICT建造了一个具有选择性高精度网络分析功能的网络监控系统。2014年,NICT成功进行了一次实验,对从整个100Gbps带宽中选定的10Gbps进行了分析。在该实验中,对系统架构做了进一步改善,NICT以选定的最大带宽40Gbps进行了选择性分析。从而能够对10Gbps以上的大数据流实施高精度监控,如8K未压缩流及其控制包。

13 韩国高级研究网络KOREN

KOREN(韩国高级研究网络)是一个非营利性的测试平台网络,其目的是为了方便国内的研究发展以及促进国际间的科研合作。

KOREN的主干网连接韩国的六个城市(首尔、水原、大田、光州、大邱、釜山),传输速率为10~160Gbps。它也同时连接了亚欧科研网络TEIN4及BCN实验网等其他网络。在国际连接方面,通过APII和TEIN国际网络连接韩国、中国、日本、美国、欧洲(超过30个国家)、澳大利亚和东南亚(泰国、马来西亚、印尼、菲律宾、新加坡和越南)。KOREN国际连接网络拓扑如图2所示。

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KOREN项目的宏观政策是由韩国科学和信息通讯技术以及未来计划部负责,国家信息社会不负责KOREN项目的管理和运行。KT是KOREN主干网建设、接入网络建设和NOC运行等的具体承担单位。主要应用类型包括构筑韩国移动测试平台和IPTV测试平台以及进行组播覆盖研究;基于IPv6的高品质电话视频会议;国际天气预报;韩美未来互联网网状接入研究;高清影像的远程医疗示范;韩欧高能物理数据网格研究等。

KREONET(Korea ResearchEnvironment Open NETwork)是一个由韩国教育科学技术部投资创建的全国性研究开发网络。它创建于1988年,由KISTI(Korea Institute of Science and Technology Information)负责运行和管理,KREONET高性能的网络基础设施为全国的工业、学术、经济部门的约200个关键节点提供研究开发资源,包括大量的科学技术信息、超级计算、GRID和e-science应用。KREONET由16个地区和16个地区网络中心(千兆PoP)组成,包括庆北国立大学、韩国光州科学技术院、济州国立大学等。其中首尔和大田为最主要节点,这两个节点间的传输速率为100Gbps,其他连接速率在2.5Gbps以上。

KREONET的主干网速率是10Gbps,与美国、中国、俄罗斯、加拿大和荷兰等科技先进国家相连接,以促进国际级的研发合作。

14 澳大利亚学术和研究网络AARNet

澳大利亚的学术和研究网络(AARNet)是一个全国性的研究和教育网络(NREN)。AARNet提供独特的信息通信技术能力,使澳大利亚的教育和研究机构之间以及与其国际同行之间能够相互开展协作。

AARNet被广泛认为是澳大利亚互联网的创始者,以及著名的、世界级研究和教育网络基础设施的架构师、建造者和经营者。该网络拥有100多万个用户,包括研究人员、教职员工和学生,覆盖澳大利亚的各机构,为科学和人文领域众多学科的终身学习、教育和研究提供支持,包括高能物理学、气候学、基因学、射电天文学和艺术。

主干网规模和建设模式

(1)AARNet拥有光传输网络:多达80波长的光纤传输容量,每个速率为100Gbps。

(2)IP路由主干网:100Gbps第3层路由器。

(3)国际连接:120Gbps的国际传输能力;在美国有6个网络接入点,在新加坡有1个网络接入点。

(4)终端用户服务:提供第1层光传输;第2层城市以太网VLAN;第2层和第3层基于MPLS的VPN服务,全球研究和教育网络以及公共互联网的高速路由接入。

(5)AARNet跨多个10Gbps、40Gbps和100Gbps链路。

在技术层面上,所建网络延迟小、拥堵少,拥有足够的净高容量以支持突发的集中使用。这些都是一些关键特性,使AARNet有别于其他网络。

AARNet国家网络横跨大陆,从Perth到Hobart、Cairns和Darwin,在地理分布上,澳大利亚的所有都市都有不同的网络接入点。网络还为农村、区域和偏远地区提供大量的容量。AARNet网络连接如图3所示。

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组织机构和管理

AARNeT专有有限公司(APL)是一个非盈利公司,负责经营澳大利亚的国家研究和教育网络(NREN)。股东为38所澳大利亚的大学、联邦科学与工业研究组织(CSIRO)。

(1)董事会负责AARNet的总体发展方向,并根据AARNet章程要求,为各股东提供福利。

(2)首席执行官(CEO)负责公司的高效运转。

(3)AARNet咨询委员会(AAC)向首席执行官提供技术和政策建议,主要按区域来代表股东和客户。

此外,AARNet专有有限公司注册地在澳大利亚首都直辖区。

科研支撑和应用

AARNet为研究和教育提供强有力的通信技术,其高性能的网络和服务使澳大利亚最好和最聪明的头脑能够更好地来解决社会面临的最大挑战。AARNet在澳大利亚的创新体系中起着至关重要的作用。

(1)先进的网络服务:AARNet提供一系列点对点和多点服务,以连接分布于不同地理位置上的站点,如校园、数据中心和服务提供商。AARNet还提供一种服务,将监控客户内部网络的服务外包给7×24小时网络运营中心(NOC)。直接从光纤网络或网络接入点(NAP)站点到网络终端单元(NTU)提供至AARNet的连接,可工作于1Gbps或10Gbps的倍数的速率。而后这种“干线”可用于在任何给定时间提供多种服务,包括专用网络、连接数据中心和互联网服务。

(2)云服务和应用:AARNet与其全球研究网络合作伙伴以及众多的内容提供商和服务提供商开展合作,提供基于云的资源接入服务。一是与同行合作,包括微软公司、YouTube公司、谷歌公司、Akamai公司和亚马逊公司等,从这些实体生成网上内容;二是直接与技术公司连接,如Blackboard公司、Desire2Learn公司和Netspot(Moodle)公司等,这样其客户可接入主要的学习管理系统;三是与供应商合作,如Box公司、Amcom公司和Zoom公司等,为澳大利亚研究和教育社群定制产品和服务,使之便于信息技术管理者进行部署和管理;四是构建服务,如AARNet Mirror、CloudStor、CloudStor+和Eduroam等,以满足全球研究和教育社群的特定需求。

(3)企业服务和咨询:与信息技术

(IT)部门合作开发解决方案,以满足云、数据中心及其他信息技术服务和网络基础设施的需求。

AARNet为100多万用户提供服务,它们出于研究、教育、健康和访问全球研究网络之目的而接入AARNet网络。

第一,研究领域:AARNet代表38所澳大利亚的大学和CSIRO(联邦科学与工业研究组织)经营澳大利亚国家研究和教育网络(NREN)。独特的研究基础设施将研究人员、数据密集型资源联接起来,如存储和计算设备以及全球的研究社群。通过提供这种使能基础设施,AARNet在澳大利亚的创新体系中起着至关重要的作用。eResearch小组协助团队也参与了无数的、跨越诸多学科的研究计划,如科学和人文,从而发挥网络的全部潜力、实现信息的共享,并最终达成项目目标。

第二,教育领域:AARNet教育社群成员的跨度跨越终身学习。整个国家的大学、K-12学校,以及职业培训机构和众多的数字内容提供商,包括博物馆、文化与科学组织、图书馆、公共档案馆和其他教育资源专家,现在都连接到了AARNet上。AARNet通过多种方式连接该社群的成员,为教育工作者和学生提供了丰富的教学经验选择。

第三,健康领域:AARNet连接整个澳大利亚的健康研究和教育机构--促成高等教育和健康部门之间的协作,并在因距离而隔开的人与组织机构间推进卫生研究和教育。

(4)全球研究网络:AARNet提供高容量全球研究和教育(R&E)网络中的澳大利亚部分,以及与全球网络中北美(Internet2)、欧洲(GéANT2)和亚洲(TEIN)部分的互联。

基本结论

1.世界上所有的发达国家和中等发达国家都建设了自己的教育科研网。其性质基本上都是公益性网络,主要是以支持教育和科研为主要目的。联网单位主要是大学、研究机构、地区学术网以及部分中小学(通过地区学术网连接)。在网络规模方面,大部分主干网带宽都达到10Gbps,部分发达国家的学术网已经升级到100Gbps。

2.关于主干网建设和网络的运维模式,主干网的建设基本上都是由国家投资。网络运维基本是两种模式:一种是联网单位和政府分担运维费用,比如欧洲GéANT2是由各国网络和欧盟共同分担网络建设和运维费用。英国JANET是由政府和各联网单位分担运维费用。美国Internet2是由会员费支付运维费用;另外一种是由政府支付运维费用,比如日本SINET是政府承担主干网建设和运维费用。多数国家教科网,用户方接入网络的线路和设备费用由各接入单位自行承担。

3.发达国家和部分人口多的国家学术网基本上都开展了IPv6的研究,并且基本上都支持IPv6协议。支持应用类型包括网络基本应用以及面向教育和科研的先进网络应用和科学试验:包括下一代互联网、身份认证与授权、视频会议、流媒体服务、网格服务、网络性能测量和测试、其他中间件等。同时还支持大的科研项目和新应用的开展。

4.教育网的服务提供有明显的阶段性。第一阶段重点解决主要高校的接入和主干网的形成;第二阶段重点解决带宽问题和普遍接入问题,表现为网络向高校外延伸,带宽不断升级,最终拥有自己的光纤网并提供光通路服务;第三阶段重点解决服务问题,表现为可信体系的建立,漫游访问的支持,公共服务的提供。(作者单位为清华大学信息技术中心)

(作者单位为清华大学信息化技术中心)

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