高校校园网建设在三网融合发展中的探索
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高校校园网建设在三网融合发展中 的探索
。cernet2010
提纲
• 三网融合的介绍 • 3Tnet的介绍 • 上海交通大学3Tnet介绍 • 3Tnet在上海交通大学运行中遇到的问题 • 上海交通大学发展三网融和的方向
三网融合的介绍
三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技 术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信 业务。在国家大力推进三网融合的背景下，下一代广电网的 NGB建设排上了时间表，NGB是基于广电网络的三网融合的网 络，从传统的模拟，单向的有线电视网演进成为一个双向、互 动的高带宽、高性能以及能够承载多种业务下一代的通信网络。 对于三网融合的趋势，与电信网不同的教育网各个高校校园网 多年来也一直在发展适合高校特色的融合建设。上海交通大学 等高校参加的国家“863”计划“十五”期间重大科技工程项 目“高性能宽带信息网‘3Tnet’”，经过几年长三角地区大 规模实验运行，为以三网融合为核心的新一代国家信息基础设 施的建设，以及以互动新媒体为核心的现代服务业之发展奠定 了坚实的基础。
• (1) 用户管理模式的冲突。由于校园网与电信网用户原来在用户管理模式上就 存在差异，3Tnet的用户管理模式是账户管理，3Tnet网内的视频服务都是通 过IPv6视频组播来实现，而IPv6视频点播服务需要每个用户通过ACR认证向 长宁宽带(3Tnet项目的管理机构)申请播放权限。但校园内是用户大数量与流 动性造成了用户经常变动，变动使大量用户的经常申请变得很困难。高校还 是需要探索一种自己的可管可控的业务服务管理模式。 • (2) 3Tnet视频点播服务和IP电话使用者极少。由于高校用户大部分不需要为 视频服务付费，高校用户已经习惯于使用电脑来收看电视，使用机顶盒或者 软机顶软件得不到用户认同，反而使用开源软件点播电视节目更方便实用。 概括来说，现在没有一个统一的在高校校内电信、网络、电视全程联网和互 联互通的全套解决方案，用户使用不便致使在3Tnet实验区，使用软机顶盒 观看视频服务的用户极少，用户基本还是IPv4 应用为主；而IP电话使用烦琐， 也得不到用户认同。 • (3) 与校园网设备在融合网络中所遇到的问题：例如3Tnet在上海交通大学5 000点用户的成功运行，验证了经过改造的路由器，交换机可以同时较好支 持高清晰度电视、数字视音频节目、高速数据接入业务。但由于3Tnet使用 的设备是专门为实验网所设计的ACR，而现在可替换的BRAS设备厂商又比 较少，所以，如果出现故障，如何保障服务将是一个问题。而为了提供更多 更好的视频服务，现行校园网必须更多的依赖单播以及组播技术相结合来达 到这个目的，单播就需要更多服务器与更大的带宽来应对。而现行交换机路 由器在体系架构上还没有考虑过保障高并发高带宽视频流应用，还不能很好 的承载广播电视业务，需要进一步扩展功能。组播则需要源到用户之间的设 备都对组播协议的支持。现行校园网对于融合视频服务还处于探索阶段，网 络上视频流得安全与视源的控制还存在很多问题，现在的设备结构都不能很 好的解决这所有的问题。三网业务融合给校园网设备的结构提出了新的要求。
上海交通大学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ展三网融和的方向
• 针对这些运行3Tnet所发现的问题，校园网建设在三网 融和发展的方向应该是利用三网融合的技术优势结合校 园网管理的实际特点，走出自己的道路。为了实现校园 网的全程联网，互联互通和可管可控。上海交通大学未 来应该在下面几个方面着手： • (1) 在主干融合方面继续推进完善三网融合光传输网络。 • (2) 其次在业务融合方面推动有线电视频、有线通讯与 校园网融合。 • (3) 校园网三网融和所带来的设备问题解决得方向 • (4) 为了更好的利用三网融合的优势，云计算的应用将 是上海交大网络中心未来的一个研究方向
• 有线通讯与校园网融合未来的方向是校园网取消 程控交换机,逐步放弃使用传统的电话线路。采用 网络作为语音的承载网并利用交换机或者计算机 配合组建IP电话的网络。这样做得目的既保证了 使用，又可以节省成本，逐步达到一个物理网络 多种实际应用的目的。有线通讯与校园融合的最 终目标是：不改变网络的基本形态，取消传统电 话的程控交换机和线路，保留传统电话的使用方 式，成为真正的两网合一。
校园网三网融和所带来的设备问题解决 的方向
• 有线视频业务融合后应用3Tnet组播用户管理的受 控模式，对现行校园网设备进行调整与升级，将 3Tnet 3Tnet中组播视频源管理机制，组播安全控制机制 运用到校园网的设备中来，做到对视频服务的安 全控制，从而保证融合以后的网络视频业务可管 可控。有线通讯业务融合以后，升级更新校园网 路由设备用来支持运行MPLS为IP电话在校园网 上构建一个专网，保证融合以后IP电话业务的独 立与数据安全。
为了更好的利用三网融合的优势，云计 算的应用
• 云计算的应用将是上海交大网络中心未来的一个 研究方向：为了让用户体会到三网融合所带来的 超凡用户体验，建立校园网的视频云服务，利用 P2P技术建立实验网络让学生用户通过网络点播 高清电视，互动；同时为院系的科研实验提供云 计算的平台。
总结
• 三网融合已经成为中国互联网、有线视频、有线 通讯不可阻挡的发展趋势，融合以后物理层，应 用层，业务层应用都将得到一个飞跃的发展。高 校校园网也不会一味得等待，融合之后将减少维 护部门，节省投资，但却能扩大网络的影响力、 扩展应用范围、增加业务种类。不断探索自己的 融合发展方向是未来高校校园网所要思考的问题， 各个高校校园网应该结合自身特点走出自己的三 网融合的道路。
在主干融合方面继续推进完善三网融合 光传输网络。
• 为了更好地节约资源，更高效地管理网络，各高校校园网也正向网络、电视、电话传 输网融合的道路发展。如何融合将是一个问题，而将3Tnet项目中所使用的光传输 ASON技术应用到园区传输网，由于现阶段成本太高，因而可能性不大，但其拥有的优 点却是为校园传输网以后融合的发展方向提出了思考。 而应用ASON技术对传输网络进行建设，将使传输网与原来相比有了以下优势： ASON a) 更好的网络性能。光信号可以在光层进行路由选择，最大限度地降低由IP 路由器 带来的信号延时和信号抖动，保证服务质量。 b) 实时、动态的流量工程控制。允许网络根据当前客户层的业务需求，实时、动态 地调整网络的逻辑拓扑结构以避免拥堵。 c) 快速、有效的网络保护和恢复机制从而增强了网络的生存性。 d) 良好的设备互操作性和网络可扩展性。另外ASON能支持光组播技术的应用，对 校园网带宽控制，实施QOS都会更加有效[3]。 • 推动校园网互联网络，有线视频与有线通讯的光纤并网融合。将极大地提高校园网光 纤的利用率，减少重复投资，并减少光缆故障点。原先高校内，互联网、有线视频、 有线通讯分开管理建设，造成3个部门，3套物理线路各自分开，投资重复。而发展校 园网传输网融合，校园网三网物理线路融合，将大大的节省设备成本，也减少管理和 维护成本，提高了使用与管理的效率。一张互联网的网络承载所有三网所有的物理应 用，不仅仅是广电网NGB的目标，也将是高校校园网的目标。
高性能宽带信息示范网3Tnet的网络结构 图
上海交通大学3Tnet介绍
• 3TNet上海交通大学子网——作为国家“863计划”专项课题的 子课题和3TNet上海网的一个重要组成部分，3Tnet上海交大子 网完全遵循3TNet技术规范，运行IPv4/IPv6双协议栈，并和上 海交通大学校园网SJTUnet(IPv4/IPv6)互联互通。此外，可与 CNGI- CERNET2采用IPv6协议互通，与CERNET采用IPv4协 议互通[1]。 • 3Tnet上海交大子网包括：1) 光纤传输网(ASON子网)。徐汇校 区和闵行校区共3个光节点通过光纤成环，并在闵行校区网络 中心建设一个上海城域光节点和上海长宁3Tnet中心互联。2) IP网络。实现3Tnet与CNGI-CERNET2(IPv6)、CERNET(IPv4) 和上海交大校园网SJTUnet互联互通，并可以承载和演示3Tnet 流媒体业务。3) 具有5 000左右用户的试验示范区网络。在闵 行校区西北片学生宿舍建立试验示范区，一共建设改造18幢楼 学生宿舍网络结构作为3Tnet示范网。
上海交通大学3Tnet网络拓扑图
3Tnet在上海交通大学运行中遇到的问题
• NGB跟传统广电网相比主要有以下3个方面的特 点：全程联网、互联互通和可管可控。而3Tnet实 验网中在上海交通大学的运行和应用基本实现了 三网融合的一些目标，但3Tnet上海交通大学实验 网却暴露出与原有校园网络在实现这3个方面所存 在的冲突与问题。 • (1) 用户管理模式的冲突。 • (2) 3Tnet视频点播服务和IP电话使用者极少。 • (3) 与校园网设备在融合网络中所遇到的问题
其次在业务融合方面推动有线电视 视频、有线通讯与校园网融合
有线视频业务与校园网的融合的方向：由于校园用户有线电视用户少，网络用户 普及度高，所以，为全校提供IPv4/IPv6单播组播服务是我们解决视频服务与校 园网融合的方向。上海交大已经基本更换所有校园内3层设备，用于支持全校范 围内的 IPv4/IPv6双协议栈应用。现已使用3Tnet文广的IPv6视频组播流转换为 IPv4组播，为全校用户提供IPv4组播标清或高清流媒体业务；同时，使用3Tnet 的IPv6组播视频流通过架设的服务器用IPv4单播为全校用户提供试验点播服务。 上海交大网络中心共10台点播服务器，最多能够达到30 G的实际点播流量(见图 一台点播服务器月流量图)。从用户使用情况来看，需求正不断增加，校园网大 量的用户说明了网络视频服务正是校园网与有线电视融合的方向。
结束
• 谢谢大家
3Tnet的介绍
• 3Tnet集成了T比特级高速光传输、T比特级自动交换传送网络、 T比特级双栈路由器和宽带流媒体、多媒体应用支撑环境。 • 基于波分复用技术(WDM)，传输容量可扩展到160×10 Gb/s 或80×40 Gb/s，敷设于上海—杭州和上海—南京省际干线。 • 由13台T比特级智能交叉连接设备构成的新一代自动交换传送 网作为长三角3TNET光传送平台。 • 由多台T比特级路由器构成高性能信息示范网的IP核心交换平 台，作为网络的边缘设备，双台接入汇聚路由器ACR连接若干 综合汇聚接入网。 • 由内容分发平台CDP、电视频道直播系统DVB-IP、用户宽带媒 体网关BMG、用户管理系统BOSS等组成的应用支撑平台为用 户提供宽带多媒体和流媒体服务。
。cernet2010
提纲
• 三网融合的介绍 • 3Tnet的介绍 • 上海交通大学3Tnet介绍 • 3Tnet在上海交通大学运行中遇到的问题 • 上海交通大学发展三网融和的方向
三网融合的介绍
三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技 术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信 业务。在国家大力推进三网融合的背景下，下一代广电网的 NGB建设排上了时间表，NGB是基于广电网络的三网融合的网 络，从传统的模拟，单向的有线电视网演进成为一个双向、互 动的高带宽、高性能以及能够承载多种业务下一代的通信网络。 对于三网融合的趋势，与电信网不同的教育网各个高校校园网 多年来也一直在发展适合高校特色的融合建设。上海交通大学 等高校参加的国家“863”计划“十五”期间重大科技工程项 目“高性能宽带信息网‘3Tnet’”，经过几年长三角地区大 规模实验运行，为以三网融合为核心的新一代国家信息基础设 施的建设，以及以互动新媒体为核心的现代服务业之发展奠定 了坚实的基础。
• (1) 用户管理模式的冲突。由于校园网与电信网用户原来在用户管理模式上就 存在差异，3Tnet的用户管理模式是账户管理，3Tnet网内的视频服务都是通 过IPv6视频组播来实现，而IPv6视频点播服务需要每个用户通过ACR认证向 长宁宽带(3Tnet项目的管理机构)申请播放权限。但校园内是用户大数量与流 动性造成了用户经常变动，变动使大量用户的经常申请变得很困难。高校还 是需要探索一种自己的可管可控的业务服务管理模式。 • (2) 3Tnet视频点播服务和IP电话使用者极少。由于高校用户大部分不需要为 视频服务付费，高校用户已经习惯于使用电脑来收看电视，使用机顶盒或者 软机顶软件得不到用户认同，反而使用开源软件点播电视节目更方便实用。 概括来说，现在没有一个统一的在高校校内电信、网络、电视全程联网和互 联互通的全套解决方案，用户使用不便致使在3Tnet实验区，使用软机顶盒 观看视频服务的用户极少，用户基本还是IPv4 应用为主；而IP电话使用烦琐， 也得不到用户认同。 • (3) 与校园网设备在融合网络中所遇到的问题：例如3Tnet在上海交通大学5 000点用户的成功运行，验证了经过改造的路由器，交换机可以同时较好支 持高清晰度电视、数字视音频节目、高速数据接入业务。但由于3Tnet使用 的设备是专门为实验网所设计的ACR，而现在可替换的BRAS设备厂商又比 较少，所以，如果出现故障，如何保障服务将是一个问题。而为了提供更多 更好的视频服务，现行校园网必须更多的依赖单播以及组播技术相结合来达 到这个目的，单播就需要更多服务器与更大的带宽来应对。而现行交换机路 由器在体系架构上还没有考虑过保障高并发高带宽视频流应用，还不能很好 的承载广播电视业务，需要进一步扩展功能。组播则需要源到用户之间的设 备都对组播协议的支持。现行校园网对于融合视频服务还处于探索阶段，网 络上视频流得安全与视源的控制还存在很多问题，现在的设备结构都不能很 好的解决这所有的问题。三网业务融合给校园网设备的结构提出了新的要求。
上海交通大学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ展三网融和的方向
• 针对这些运行3Tnet所发现的问题，校园网建设在三网 融和发展的方向应该是利用三网融合的技术优势结合校 园网管理的实际特点，走出自己的道路。为了实现校园 网的全程联网，互联互通和可管可控。上海交通大学未 来应该在下面几个方面着手： • (1) 在主干融合方面继续推进完善三网融合光传输网络。 • (2) 其次在业务融合方面推动有线电视频、有线通讯与 校园网融合。 • (3) 校园网三网融和所带来的设备问题解决得方向 • (4) 为了更好的利用三网融合的优势，云计算的应用将 是上海交大网络中心未来的一个研究方向
• 有线通讯与校园网融合未来的方向是校园网取消 程控交换机,逐步放弃使用传统的电话线路。采用 网络作为语音的承载网并利用交换机或者计算机 配合组建IP电话的网络。这样做得目的既保证了 使用，又可以节省成本，逐步达到一个物理网络 多种实际应用的目的。有线通讯与校园融合的最 终目标是：不改变网络的基本形态，取消传统电 话的程控交换机和线路，保留传统电话的使用方 式，成为真正的两网合一。
校园网三网融和所带来的设备问题解决 的方向
• 有线视频业务融合后应用3Tnet组播用户管理的受 控模式，对现行校园网设备进行调整与升级，将 3Tnet 3Tnet中组播视频源管理机制，组播安全控制机制 运用到校园网的设备中来，做到对视频服务的安 全控制，从而保证融合以后的网络视频业务可管 可控。有线通讯业务融合以后，升级更新校园网 路由设备用来支持运行MPLS为IP电话在校园网 上构建一个专网，保证融合以后IP电话业务的独 立与数据安全。
为了更好的利用三网融合的优势，云计 算的应用
• 云计算的应用将是上海交大网络中心未来的一个 研究方向：为了让用户体会到三网融合所带来的 超凡用户体验，建立校园网的视频云服务，利用 P2P技术建立实验网络让学生用户通过网络点播 高清电视，互动；同时为院系的科研实验提供云 计算的平台。
总结
• 三网融合已经成为中国互联网、有线视频、有线 通讯不可阻挡的发展趋势，融合以后物理层，应 用层，业务层应用都将得到一个飞跃的发展。高 校校园网也不会一味得等待，融合之后将减少维 护部门，节省投资，但却能扩大网络的影响力、 扩展应用范围、增加业务种类。不断探索自己的 融合发展方向是未来高校校园网所要思考的问题， 各个高校校园网应该结合自身特点走出自己的三 网融合的道路。
在主干融合方面继续推进完善三网融合 光传输网络。
• 为了更好地节约资源，更高效地管理网络，各高校校园网也正向网络、电视、电话传 输网融合的道路发展。如何融合将是一个问题，而将3Tnet项目中所使用的光传输 ASON技术应用到园区传输网，由于现阶段成本太高，因而可能性不大，但其拥有的优 点却是为校园传输网以后融合的发展方向提出了思考。 而应用ASON技术对传输网络进行建设，将使传输网与原来相比有了以下优势： ASON a) 更好的网络性能。光信号可以在光层进行路由选择，最大限度地降低由IP 路由器 带来的信号延时和信号抖动，保证服务质量。 b) 实时、动态的流量工程控制。允许网络根据当前客户层的业务需求，实时、动态 地调整网络的逻辑拓扑结构以避免拥堵。 c) 快速、有效的网络保护和恢复机制从而增强了网络的生存性。 d) 良好的设备互操作性和网络可扩展性。另外ASON能支持光组播技术的应用，对 校园网带宽控制，实施QOS都会更加有效[3]。 • 推动校园网互联网络，有线视频与有线通讯的光纤并网融合。将极大地提高校园网光 纤的利用率，减少重复投资，并减少光缆故障点。原先高校内，互联网、有线视频、 有线通讯分开管理建设，造成3个部门，3套物理线路各自分开，投资重复。而发展校 园网传输网融合，校园网三网物理线路融合，将大大的节省设备成本，也减少管理和 维护成本，提高了使用与管理的效率。一张互联网的网络承载所有三网所有的物理应 用，不仅仅是广电网NGB的目标，也将是高校校园网的目标。
高性能宽带信息示范网3Tnet的网络结构 图
上海交通大学3Tnet介绍
• 3TNet上海交通大学子网——作为国家“863计划”专项课题的 子课题和3TNet上海网的一个重要组成部分，3Tnet上海交大子 网完全遵循3TNet技术规范，运行IPv4/IPv6双协议栈，并和上 海交通大学校园网SJTUnet(IPv4/IPv6)互联互通。此外，可与 CNGI- CERNET2采用IPv6协议互通，与CERNET采用IPv4协 议互通[1]。 • 3Tnet上海交大子网包括：1) 光纤传输网(ASON子网)。徐汇校 区和闵行校区共3个光节点通过光纤成环，并在闵行校区网络 中心建设一个上海城域光节点和上海长宁3Tnet中心互联。2) IP网络。实现3Tnet与CNGI-CERNET2(IPv6)、CERNET(IPv4) 和上海交大校园网SJTUnet互联互通，并可以承载和演示3Tnet 流媒体业务。3) 具有5 000左右用户的试验示范区网络。在闵 行校区西北片学生宿舍建立试验示范区，一共建设改造18幢楼 学生宿舍网络结构作为3Tnet示范网。
上海交通大学3Tnet网络拓扑图
3Tnet在上海交通大学运行中遇到的问题
• NGB跟传统广电网相比主要有以下3个方面的特 点：全程联网、互联互通和可管可控。而3Tnet实 验网中在上海交通大学的运行和应用基本实现了 三网融合的一些目标，但3Tnet上海交通大学实验 网却暴露出与原有校园网络在实现这3个方面所存 在的冲突与问题。 • (1) 用户管理模式的冲突。 • (2) 3Tnet视频点播服务和IP电话使用者极少。 • (3) 与校园网设备在融合网络中所遇到的问题
其次在业务融合方面推动有线电视 视频、有线通讯与校园网融合
有线视频业务与校园网的融合的方向：由于校园用户有线电视用户少，网络用户 普及度高，所以，为全校提供IPv4/IPv6单播组播服务是我们解决视频服务与校 园网融合的方向。上海交大已经基本更换所有校园内3层设备，用于支持全校范 围内的 IPv4/IPv6双协议栈应用。现已使用3Tnet文广的IPv6视频组播流转换为 IPv4组播，为全校用户提供IPv4组播标清或高清流媒体业务；同时，使用3Tnet 的IPv6组播视频流通过架设的服务器用IPv4单播为全校用户提供试验点播服务。 上海交大网络中心共10台点播服务器，最多能够达到30 G的实际点播流量(见图 一台点播服务器月流量图)。从用户使用情况来看，需求正不断增加，校园网大 量的用户说明了网络视频服务正是校园网与有线电视融合的方向。
结束
• 谢谢大家
3Tnet的介绍
• 3Tnet集成了T比特级高速光传输、T比特级自动交换传送网络、 T比特级双栈路由器和宽带流媒体、多媒体应用支撑环境。 • 基于波分复用技术(WDM)，传输容量可扩展到160×10 Gb/s 或80×40 Gb/s，敷设于上海—杭州和上海—南京省际干线。 • 由13台T比特级智能交叉连接设备构成的新一代自动交换传送 网作为长三角3TNET光传送平台。 • 由多台T比特级路由器构成高性能信息示范网的IP核心交换平 台，作为网络的边缘设备，双台接入汇聚路由器ACR连接若干 综合汇聚接入网。 • 由内容分发平台CDP、电视频道直播系统DVB-IP、用户宽带媒 体网关BMG、用户管理系统BOSS等组成的应用支撑平台为用 户提供宽带多媒体和流媒体服务。