臺灣地區教科網發展歷程

文/陸以勤 俞鷹

臺灣地區教科網發展歷程

文/陸以勤1俞鷹2

臺灣地區中小學使用ADSL接入TANet，使教育網絡向基礎教育普及。目前，TANet已成為臺灣地區教育信息化重要的基礎設施。

1994年7月初，由清華大學、北京大學、上海交通大學、西安交通大學、華南理工大學、東南大學六所高校建設的CERNET試驗網開通，該網絡連接北京、上海、廣州、南京、西安等五所城市，并與Internet互聯，成為我國內地第一個運行TCP/IP協議的全國性計算機互聯網絡。在我國港澳臺地區，也有類似的學術網絡，例如，香港地區的學術科研網HARNet（The Hong Kong Academic and Research Network）和臺灣地區學術網TANet（Taiwan Academic Network），建設時間更早，分別建成于1991年和1990年。澳門地區沒有專門的教育與科研網，但澳門首條互聯網專線是1994年在澳門大學接駁的。

在十多年的發展中，教育與科研專網推動了網內各單位教學科研的交流和合作，為互聯網的發展提供了寶貴的經驗。但由于處于不同的教育系統，這幾個網也各有不同的特色。限于篇幅，本文僅介紹臺灣地區的教育與科研計算機網的情況。

臺灣地區教育與科研網的發展

臺灣地區計算機網絡發展有較長的歷史，經歷了如下幾個主要的里程：

1. 小型機跨校互聯：1985年10月，臺灣地區“科技顧問室”（1990年更名“顧問室”）牽頭投資，將6所公立大學的VAX主機互聯成為資訊網IFNet (Information Network)，同時將7所公立大學的CDC主機互聯成為大學網UNINet (University Network)，稍后又將15所大學的IBM主機相連。雖然這三個網絡之間互不相聯，但開啟了臺灣網絡跨校互聯的先河。

2. BITNET: 1987年8月，臺灣地區“電子計算機中心”（簡稱電算中心）引進BITNET (Because It’s Time Network)，以9.6kbps數據專線經東京理科大學(Science University of Tokyo:SUT)連入美國，采用IBM RSCS協議，應用于學術界的國際Email、文件傳輸等。這是臺灣地區第一次接入國際網絡。1995年，電算中心決定停用IBM3090，臺灣地區BITNET也宣告關閉。

3. TANet: 1980年代末，臺灣地區“科技顧問室”規劃在主要的公立大學投資建設校園網及其互聯網。1990年7月，臺灣地區教育電算中心牽頭，邀集相關大學，規劃建設基于TCP/IP協議的覆蓋臺灣地區的計算機網絡，即TANet。1991年12月使用64kps的數據專線與美國普林斯頓大學的JvNCNet(John von Neumann Computer Network)相連，接入Internet。TANet建網時主要連接高校等學術和研究機構，隨著固定接入技術ADSL應用的推廣，1999年7月開始，臺灣地區相關部門推出擴大內需方案，推動中小學使用ADSL接入TANet，使教育網絡向基礎教育普及。目前，TANet已成為臺灣地區教育信息化的重要的基礎設施。

4. NBEN: 1996年6月，臺灣“國家科學委員會”(簡稱“國科會”)牽頭，建設完成“國家寬頻實驗網絡NBEN(National Broadband Experimental Network)”。該網主要仿效當時美國Internet2的架構，采用ATM作為底層傳輸協議，共有12個節點，稱為GigaPOP (Point of Presence with Gigabit capacity)，包括臺灣大學、中央大學、交通大學、臺灣清華大學、“國家高速計算機中心”(現改制為“國家實驗院”高速網路與計算中心NCHC，即National Center for High-Performances Computing)、中興大學、中正大學、成功大學、臺灣中山大學、中華電信研究院、中華電信訓練所和東華大學，開始進行下一代互聯網的研究。

5. TANet2:1998年，為推動下一代互聯網的研究，由NCHC牽頭建設了TANet2，用15Mbps的帶寬連接美國高速骨干網絡服務vBNS(very High Speed Backbone Network Service，當時帶寬為155Mbps)。TANet2與TANet的服務對象、功能、及任務都不一樣，TANet面向高等教育和基礎教育，多為一般性的應用，所以著重在與ISP間的互聯，而TANet2主要為滿足科研應用的特殊需求。TANet2由NCHC負責運維，而TANet由臺灣地區教育電算中心牽頭負責運維。

6. TWAREN：2001年開始，臺灣“行政院科技顧問組”及“國家資訊電信發展推動小組NICI(National Information and Communication Initiative)”開始商議將TANet、TANet2以及NBEN合并。2003年，臺灣地區“國科會”委托NCHC牽頭組建臺灣地區高質量學術研究網絡（Taiwan Advanced Research and Education Network，TWAREN）， 同年年底，NBEN開始停運，其功能轉由TWAREN提供。2004年4月，TWAREN正式啟用，TANet2網絡及其用戶開始遷移到TWAREN。TWAREN是臺灣地區“挑戰2008：國家發展重點計劃”的一部分，是為臺灣地區提高信息產業的競爭力，占領網絡先進技術制高點的戰略基礎設施。2005年3月，TANet 管理委員會第四十五次會議決議推動TANet與TWAREN融合，逐步將TANet與TWAREN各區域網絡中心間互聯線路整合共享，TANet取消原租用運營商的傳輸線路，改用TWAREN的10G骨干線路，核心層結構也調整為TWAREN的架構(見圖1)。

至此，臺灣地區教育與科研計算網逐漸演變為TANet和TWAREN兩個主要的網絡，TANet由教育電算中心負責運維，主要面向各級學校教育、科研的普遍需求；TWAREN由NCHC負責運維，主要面向高速傳輸、科研和創新。為節省篇幅，本文重點介紹TANet，并適當介紹TWAREN。

TANet的管理組織

現行TANet的管理規劃為三個階層式組織，包括“臺灣學術網絡管理委員會”、區域網絡中心推動小組以及縣市教育網絡中心推動小組。臺灣地區教育機構電算中心負責TANet骨干及國際網絡運作，各區域性之連接與管理由各區域網絡中心或縣市教育網絡中心負責。

“臺灣學術網絡管理委員會”由臺灣地區教育機構電算中心邀集各司處、區域網絡中心主管、部分縣（市）網絡中心主管及相關學者專家共同組成，負責網絡長期規劃推動等工作。其下設有TANet技術小組及TANet調解評議小組，由聯機單位之專業人員組成。TANet管理委員會及技術小組定期召開會議針對管理及技術上之相關問題共同研商處理。

表2 各類學校接入TANet情況國小國中高、職中大專校院2,675 935 700 272 100%100%100%100%其中完成光纖到校9 4%

TANet的網絡架構

與TANet的管理組織架構相應，TANet網絡架構分為三個階層(見圖2)。

1. 骨干網絡

由臺灣地區教育機構及區域網絡中心負責，包括骨干及國際電路，連接各區域網絡中心，及國外因特網，并與地區內其他網絡互相連接，如政府網絡及各網絡交換中心等等。

2. 區域網絡中心

TANet分為13個區域，區域網絡中心設在當地的公立大學內，位于區域內的大專院校，高、職中、研究機構及縣市教育網絡中心的匯聚到區域網絡中心連接TANet。區域網絡中心設有管理委員會，由區內聯機單位代表組成。

TANet的區域網絡中心有：

a. 臺北區域網絡中心 ：有2個，分別設在臺灣大學與政治大學

b. 桃園區域網絡中心 ：設在中央大學

c. 竹苗區域網絡中心 ：有2個，分別設在交通大學和臺灣清華大學

d. 臺中區域網絡中心 ：設在中興大學

e. 南投區域網絡中心 ：設在暨南國際大學

f. 云嘉區域網絡中心 ：設在中正大學

g. 臺南區域網絡中心 ：設在成功大學

h. 高屏區域網絡中心 ：設在臺灣中山大學

i. 宜蘭區域網絡中心 ：設在宜蘭大學

j. 花蓮區域網絡中心 ：設在東華大學

k. 臺東區域網絡中心 : 設在臺東大學

以上區域中心，除了政治大學和臺東大學為TWAREN的Production Network(面向一般研究使用)之區網中心外，其余均為TWAREN的GigaPOP區網中心。13個區網中心匯聚到T W AR E N的骨干網絡核心點(CoreNode)，這四個骨干核心點分別為：

a. 臺北 ：臺北科技大樓；

b. 新竹 ：北部事業群 (新竹科學園區)；

c. 臺中 ：中部事業群 (中部科學園區)；

d. 臺南 ：南部事業群 (臺南科學園區)。

3. 縣市教育網絡中心

TANet目前設有22個縣市教育網絡中心，包括金門縣及連江縣，主要負責提供該區域內之國中小學、縣市立圖書館等聯機。絕大部分縣市教育網絡中心亦配合縣市教育局推動各項信息融入教學及教育行政計算機化等工作。

TANet的帶寬

1. 網內帶寬

4個骨干核心點以2×10G互聯。13個區域網絡中心網絡骨干帶寬以2.5G～10G與各大專院校網絡連接，并有500M IPv6獨占帶寬。22縣(市)教育網絡中心帶寬2.5G～3.5G，與高中職、國中小學建立連接，離島帶寬100M。

表3 TANet IPv6建設情況

表4 TANet 最近5年學術年會舉辦情況

2. 與ISP的互聯帶寬

TANet與臺灣地區其他互聯網服務提供商（ISP）互聯帶寬較大，總帶寬為117G(見表1)。超過10G的互聯有5個，分別為：中華電信(32G)、HCPC (20G)、“中央研究院”(16G)、中嘉和網(11G)、遠博(11G)。

臺灣地區各類學校共4582所全部接入TANet，比例為100%，見表2。

IPv6建設情況

臺灣地區從2003年正式啟動互聯網IPv6的建設，并在TANet建設實驗平臺, 并且開展基于IPv6的語音、視頻、多媒體、無線接入漫游等應用。2009年，臺灣中小學完成IPv6建設，2010年11月, TANet與So-Net(臺灣碩網)完成IPv6多點互聯(7個區網中心)，2010年12月,TANet與中華電信的HiNet完成IPv6單點互連。表3是TANet的IPv6建設情況。

自1995年起 TANet每年定期舉辦學術研討會，由各臺灣各研究單位、大專院校等輪流承辦。表4列出最近5年研討會的承辦單位及主題。

基于TANet的應用

TANet作為臺灣地區教育界的重要基礎設施，在20年的發展中對臺灣地區教育信息化的應用起了重要的支撐應用，臺灣地區教育界在TANet上建立的應用十分豐富的，下面列出面向全網的一些典型應用。

1. 校際無線接入漫游

臺灣地區在TANet的基礎上，建立了教育系統內部跨單位之間的無線網絡接入漫游服務，即跨單位用戶互認服務，接入單位共199個，包括8個政府機關財團法人、143個大專院校、19個縣市教育網絡中心、29個高職中學校。其中，接入19個縣市教育網絡中心的小學有1055所、國中1091所，共2146所。

2. VoIP建設

臺灣地區教育界在TANet的基礎上，建設了完善的語音通信網絡，包括部分視頻服務，稱為“TANet網絡語音交換平臺”，13個區網及22個縣市均建置SIP交換中心，提供TANet各接入單位(含學校、機關)間自行建設的網絡電話系統(符合SIP標準)或視頻應用等可以互通，以達到跨單位的網絡語音(視頻)交換。電算中心建立了服務品質評估體系，協調統合網絡電話建設規范并提供營運模式，開展了運營。

3. 教育資源建設

臺灣地區由于學術網絡比較發達，教育信息化發展較早，在資源建設方面，也取得較好的成效，比較突出的有：

（1）臺灣地區開放式課程聯盟TOCWC

臺灣開放式課程聯盟TOCWC (Taiwan Open CourseWare Consortium, www.tocwc.org.tw)由27所大專校院本著“開放、共享、共構、共榮”的理念，建設的臺灣高質量的優秀教育資源的發布與共享平臺，目前發布的開放式課程(OCW)共有323門，包括數理、信息、人文與社會等。

（2）臺灣地區教育機構數位學習服務平臺

該平臺(https://ups.moe.edu.tw/index.php)由臺灣教育機構建設，旨在建置一個整合臺灣教育界數字學習教材及相關信息，并提供大專校院、中小學及農村數字機會中心（DOC）共同開設課程和進行學習之環境，提供跨平臺、跨網站之數字化課程、教學與學習整合性服務，提供大眾的數字化教材共計97門。

（3）臺灣地區教育機構數位教學資源入口網

臺灣教育機構數位教學資源入口網(http://isp.moe.edu.tw/)是面向整個教育行業，重點是基礎教育和通識教育的教育資源整個網站，共有教育資源11.53萬件，內容包括自然與生活科技、語文、數學、藝術與人文、英語、歷史等。

（4）學術成果開放及共享平臺

2006年4月，臺灣大學圖書館啟動了“建置機構學術成果典藏計劃”，建設臺灣地區各大學及研究機構的學術成果典藏(Institutional Repository, IR)及其使用平臺，使研究成果全文能被方便檢索。內容包含：制定IR的系統需求與標準規范；提出建設IR的標準流程；建設IR系統雛型，并以臺灣大學為營運范例。

（作者單位：1 為華南理工大學信息網絡工程研究中心；2 為同濟大學文化創意學院）