執行重點
一、 寬頻網際網路提供QoS之研究
此計畫首先對下一代寬頻網路提供服務品質保障所需之技術及環境做一些測試與研究。內容包括: .建立IPv6通訊協定為主的實驗網路平台,並與中華電信連線,接上全球6Bone。 .測試IPv6應用與Ipv4應用之互通性 .架設RSVP Router,研究在現有Internet網路及ATM-Based Internet下提供QoS服務之架構。 .架構Networked VOD System提供即時、非同步遠距教學及Multimedia Web Course應用。 .與其他 GigaPoP 中心IPv6、IP Multicasting及MBone互連測試。 .寬頻Multicast QoS網路效能管理技術 本計畫規劃之台大GigaPoP網路架構如圖一所示。圖一(a)為台大與台灣國家實驗網路 (NBEN) 連網架構圖。台大為北區GigaPoP中心,透過與其他 GigaPoP 中心互連,共同形成國家實驗網路骨幹。圖一(b)為台大規劃第一期GigaPoP的內部架構圖,主要由數部高效能路由器與各研究單位組合而成,透過ATM交換機與台灣vBNS網路相連接。圖一(c)為台大GigaPoP網路測試架構圖。台大之 GigaPoP 測試平台內含 IPv6、IPv4、Dual IPv6/IPv4及IPv4 with RSVP的路由器及Hosts,將在其上測試IPv6-IPv6、IPv6-IPv4、IPv4/RSVP-IPv4/RSVP、BGP、OC-3網管系統及整合網管系統 Integrated IP-ATM Network Management System (INMS)。圖一(d)則為台大未來 vBNS 網路與原台大骨幹網路之整合架構圖。為了避免在對下一代寬頻網路之技術不成熟時干擾到台大之骨幹網路,故先將台大 vBNS 網路分離為一獨立之實驗網路,待技術成熟後,再將寬頻實驗網路與台大骨幹網路及台灣學術網路北區區網結合。 下一代寬頻網路將會採用新一代之IP網路協定IPv6,由IPv4過渡至IPv6之過渡期間將有兩種過渡測略,Dual Stack與Network Address Translation-Protocol Translation (NAT-PT)。Dual Stack是採用IPv6/IPv4 Dual IP Stack,其Protocol Stack如圖二所示。其優點為建構容易,但其複雜度較高且系統較難維護。NAT-PT則是建造 IP/ICMP 封包之轉換器,因此Host只需懂IPv6即可與IPv4-only之端點進行通訊。Dual Stack與NAT-PT之架構圖分別如圖三及圖四所示。本計畫將研究、測試這二種技術的可行性。
.在IPv6建置與測試部分,包含: IPv6網路建置,如圖五所示。 l
IPv4與IPv6之互通測試,如圖六所示。本計畫將同時針對Dual
Stack與NAT-PT同時進行測試 .在RSVP測試部分,如圖七所示,主要在High-End Workstation/PC建構QoS路由器支援RSVP及相關Scheduling演算法,如CBQ、WFQ等等,藉此測試下一代寬頻網路之服務品質保障機制之效果及運作情形。測試內容分為: Unicast:主要測試RSVP之demon是否能正常運作,是否會影響原來路由器之運作機制。 Multicast:主要測試RSVP在 multicast 架構下之運作情形,在搭配Scheduling Algorithm後是否能確實提供服務品質保障。
.在與其他GigaPoP中心互連測試方面,分為以下數部分進行跨校互連測試: IPv6 unicast跨校互連測試。 二、提供服務品質保障所需網路技術之研究。 此部份之研究計畫主要是量測下一代寬頻網路之交通流特性藉由對交通流之認識,將可對網路服務品質提供更好的保障,並對網路塞車能更有效之控制。研究內容包括: .QoS路由及交換技術。 .QoS監測管理工具(含交通量測)。 .QoS虛擬網路技術。 在此部份研究中,需要建置一部量測工具,稱之為OC3MO藉以量測寬頻網路之交通流。圖八為OC3MON之量測架構。圖九為OC3MON之結構圖,主要之工作原理為先以Optical Splitter取出原 signal 的 10%,再以兩片 ATM 網路卡作為擷取 cell 之工具。OC3MON亦由High-End PC組裝而成。
三、網路管理計畫之研究 研究內容主要分成performance management、 configuration management 以及fault management: . Performance Management: (i)Device Performance Monitory and Evaluation 我們將針對router與switch的各個進出介面,偵測其進出流量、佇列長度,以及CPU負荷程度,評估目前IP router 在支援寬頻網路高度傳輸、交換的能力。 (ii)Network Traffic Measurement and Analysis 利用在寬頻實驗網路上設置OC-3MON、Fast Ethernet Probe、IPv6 RMON 和ATM Protocol Analyzer,我們可以監控到在實驗網路傳輸的封包,以分析各個網段上的流量以即以網路協定為主的各種應用量測之流量分析(如圖十)。
(i) IPv4 tunnel與IPv6 tunnel時的各種設定與資料取得,如IPv4,IPv6 的routing table的大小與變動狀況、IPv4的ARP與IPv6的DN、IPv4的RIP與IPv6的RIPv6等運作情況。 (ii) 在RSVP架構下頻寬資源的分配設定研究。 . Fault Management (i) Network Traffic Measurement and Analysis (a) Event Report通報及處理系統:建立網路錯誤的偵察預警系統及通報系統,當高速網路的Fault發生,可能在問題發生之初,及時通知處理人員處理,並建立記錄檔案。 (ii) Network Resource Inventory and Topology Database的建立: 將網路上physical resource(包括router、switch以及Host建成資料庫,將網路問題之原始資料及解決方法經分析後彙整到資料庫上。 (iii) 建立trouble ticket system and fault diagnosis knowledge base .網管系統的建置架構與方法規劃如下: 架設Integrated IP-ATM Network Management System 此網管系統之作業平台將建立在一台工作站上,我們將整合現有的網管軟體 (例如 Openview 或 Netview) 及台大「智慧型ATM網路控制管理系統設計與製作」研究計畫所發展出來針對IP-ATM網路所開發的 Configuration 、Performance 及Re-routing等功能軟體。前者只提供 Basic SNMP Data Collection 及 Event Management。此系統連接上實驗網路之後,我們可以在平台上建立各層級physical與logical網路的拓璞或configuration views。以這個平台做基礎收集與分析網路各節點的資料及使用狀況。 SNMP-based Data Collection 在網管作業平台設定之後,接著就各router及switch 的 community 做設定,使網管系統可以使用 SNMP query 來獲取進出流量、錯誤封包、CPU負載、routing table等資訊。 Remote Monitoring在各網路區段利用OC-3MON、ATM Protocol Analyzer、Fast Ethernet Probe、IPv6 RMON,收集底層網段上傳送的各個封包,分析在其中所使用的通訊協定以及各網路主機在網路封包上的分布情形。 目前以太網路上的RMON可能不支援 IPv6的通訊協定,造成封包無法辨認,因此必須選擇支援IPv6的RMON,或選擇能於近期軟體升級成支援IPv6的RMON。路由器:目前只有少數路由器支援IPv6,在選擇路由器時,除了必須可以支援RSVP與multicast的應用外,支援這些功能的MIB也是必須具備的條件,如IPv6 RIP6,OSPF6,IPv4 tunnel或IPv6 tunnel的端點位址等資訊,都應該能從SNMP query中獲取網管系統。 |