1.國家寬頻實驗網路簡介
國家寬頻實驗網利用11個GigaPop相連接(圖一)，提供ATM與IP網路服務。每一個GigaPop由一Fore ASX1000 ATM交換機與一Nortel Bay 5000BH所組成。Nortel Bay 5000BH模組中包括57622 ATM Switch介面模組，5782 Multiprotocol Engine和10/100 Ethernet介面模組，其間ASX 1000與Bay 5000BH 的連接介面亦為ATM，IP網路係藉由ATM互通，ASX 1000間的互連乃經由中華電信之BEX-VPX ATM網路，架構如圖(一)所示。
圖(一) 國家寬頻實驗網路(NBEN)架構圖
2.本年度NBEN經費分配
1.NBEN維運與測試人員2位。
2.採購Domino ATM分析儀一部及流量監控軟體一套。
3.NBEN維運的建議事項
1. 希望可以增加與TANET互連的節點。
2. 希望可以增加與中華電信之間，針對斷線問題的協調與討論。
4.本年度中山大學NBEN的實驗成果
4.1實驗平台：
1.電腦通訊網路實驗室(中山大學電機系)
PC101：Intel PⅢ 600，128MB RAM，Windows 98
網路卡：IBM Turboway 25M PCI Adapter
影像擷取裝置：Intel Proshare Personal Conferencing System Color Camera + Fly Video
PC103：Intel PⅢ 667，128MB RAM，Windows 98
網路卡：IBM Turboway 25M PCI Adapter
影像擷取裝置：葳瑞NB330 USB Video Camera
PC105：AMD Dulon 650，256MB RAM，Windows 98
網路卡：IBM Turboway 25M PCI Adapter
影像擷取裝置：葳瑞NB330 USB Video Camera
2.計網中心：
PC102：Intel Celeron 333，64MB RAM，Windows98
網路卡：Realtek RTL8139(A) PCI Fast Ethernet Adapter
影像擷取裝置：Intel Proshare Personal Conferencing System Color Camera
+ Fly Video
PC104：Intel PⅡ450，64MB RAM，Windows98
網路卡：10/100 Fast Ethernet PCI Adapter
影像擷取裝置：葳瑞NB330 USB Video Camera
PC106：Intel PⅢ450×2，128MB RAM，Windows 2000 Server
網路卡：Dlink DFE-500TX PCI FastEthernet Adapter
影像擷取裝置：葳瑞VQ680 USB Video Camera
PC108：Intel PⅢ450×2，128MB RAM，Windows 2000 Server
網路卡：Dlink DFE-500TX PCI FastEthernet
3.NoteBook：Intel PⅡ 350，64MB RAM，Windows 98
4.ATM分析儀：WG DominoPLUS DA-360 InternetWork Analyzer
5.HUB：Accton EtherHub-16S 10M
4.2：在NBEN上以Netmeeting一對一對談的資料流量測試
實驗目的：
利用以ATM為架構的國家寬頻實驗網（NBEN）來進行流量上的量測，透過架設視訊會議的方式，進行一對一的對談，並且利用Domino
ATM分析儀 [1] 與Sniffer軟體抓取封包來相互對照比較 ，觀察其結果。
實驗說明：
計網中心的電腦採用Fast Ethernet網路卡透過Ethernet接到Bay5000上，而電腦通訊網路實驗室則是以IBM
Turboway 25Mbps ATM網路卡透過IBM8285 switch與NBEN連接。以LAN Emulation的方式，使得ATM上可以跑TCP/IP，如圖(二)所示。
雙邊的電腦皆使用Windows平台，並以MicroSoft的Netmeeting
視訊會議軟體來進行即時影像與聲音的傳遞。
量測時，以Domino ATM
分析儀(Analyzer) 在電腦網路實驗室的IBM 8285與8265間，以多模光纖模組連接，並且分析在此通道上的流量資料。而計算機中心這端透過Sniffer這套軟體來抓取211.73.80.106上流出（入）的封包資料，兩方加以對照。
因為Domino ATM分析儀一次只能量測一個方向的資料流，所以我們把實驗分成兩次，一次是以Analyzer量測流入的封包資料，另一次則是量測流出的封包資料，雙方同時進行約15分鐘的視訊會議，藉著兩次的量測，作為較為完整的實驗量測。
圖(二) 實驗4.2的Topology
實驗結果：(1)由211.73.80.105 流出到211.73.80.106的流量。
圖(三) ATM分析儀分析量測到的結果
圖(四) Sniffer量測的結果
實驗結果：(2) 由211.73.80.106流出到211.73.80.105的流量
圖(五) ATM分析儀量測的結果
圖(六) Sniffer量測的結果
第一部份的實驗是量測211.73.80.105流出到211.73.80.106的流量，由ATM分析儀量測到的數據明顯比由Sniffer抓取到的多(圖三、圖四)，原因在於ATM分析儀能量到全部包括了ATM
header的封包，而Sniffer無法抓取到ATM header，在ATM骨幹上傳送資料，必須先把路徑建起來，並且把資料分成許多小的cell，一個cell為53bytes，這些多切出來的cell的header，造成了資料傳輸稍微增加的結果。在多了許多overhead的狀況下，ATM分析儀量測到的資料較Sniffer來的高。如圖(三)、圖(四)，105→106大約多了25﹪；圖(五)、圖(六)，106→105約多了10﹪。
第二部分的實驗是量測由211.73.80.106流出到211.73.80.105的資料量。在鏡頭前面保持靜止的狀態下，因為編碼的關係，所以資料量可以降低到110k左右(如圖五、圖六)與第一部份的實驗相同的是在ATM分析儀上量測到的數據都比較高。而圖二到圖四，曲線會彎曲折返，則是和Camera的影像編碼有關，若影像變化量大時，有較多的畫面像素要被編碼，曲線則會上升，反之曲線會下降，因此造成實驗的流量曲線上下曲折。
4.3：在NBEN上以Netmeeting三對三對談的資料流量測試
實驗說明：
和實驗4.1相同的方式，一台電腦在計算機中心以Ethernet連至Bay5000，另一台則在實驗室以ATM網路連至IBM8285，透過ATM校園網路與NBEN相連接，再用Microsoft
Netmeeting 3.0舉行視訊會議，而相同的連線總共有三組(101←→102，103←→104，105←→106)。在IBM8285接上ATM 分析儀量測三組的流量，觀察三組的流量與一對一相較，是否有互相影響的情形。
圖(七) 實驗4.3的Topology
實驗結果：
圖(八) ATM分析儀測得之平均流量圖
圖(九) Sniffer測得之平均流量圖
圖(十) ATM分析儀測得三條stream之趨勢圖
因為使用Camera來捕捉影像，當Camera前方的畫面有變動時，影像傳輸量就會變大，所以傳送的流量不會固定，會隨著Camera前的影像而有所改變，從圖(十)即可看到流量的變化。
由圖(八)及圖(九)我們發現三個Stream的平均流量中以101-102的流量最大，而且多了大約200Kb的流量，這是因為Camera硬體設備的問題，101-102是由Camera擷取影像後再由Fly
Video視訊卡壓縮；而103-104、105-106這兩個連線則是使用Video Camera即時壓縮的影像來傳輸(可參考4.1實驗平台)，因為兩者規格並不相同，擷取、壓縮出來的影像格式也不盡相同，因此檔案大小也差了不少。在未限制連線流量的情況下，三條stream彼此間並沒有受到干擾，都能正常地運作，而我們觀察兩方的Netmeeting畫面，一切也都很正常，並沒有很大的Delay出現；由圖(十)的趨勢圖來看，兩條約150Kb的stream加上一條約350Kb的流量，總合也不過600-700Kb，而計網中心的Hub是10M的頻寬，兩者相差甚遠，所以三條stream頻寬彼此不會影響。圖(九)則是在計網中心的電腦上以Sniffer軟體所量測的平均流量，可以發現同一條連線，Analyzer所量得的數據會比Sniffer所量得的大，是因為Sniffer所測得是Application所傳送的packet，而不像Analyzer測得的是ATM
Layer packet，而ATM packet已經被分割且加上多層的header，所以Sniffer測得的平均流量會較小。
4.4：VoD的Multicasting測試
實驗說明：
此項實驗於Bay5000的client端(108)架設一Media
Server，撥放一段長約１分７秒的影片，再分別由ATM 分析儀及Sniffer量測軟體在Server電腦上量測流量(圖十一)。
圖(十一) 實驗4.4的Topology
實驗結果：
圖(十二) ATM分析儀量測的流量分析
圖(十三) Sniffer量測的流量分析
根據ATM分析儀在F棟8265與電腦網路實驗室8285之間的量測(圖十一)，我們量測到資料流IP層的Destination
IP，以及Server端Sniffer所量測的Destination，IP都是224.2.221.58，這表示本實驗是跑Multicast機制，由108
Server送出一筆資料流，Destination是224.2.221.58，由108 Server一路傳到實驗室的8285，在8285才將資料流Copy成三份，再分別傳送到101、103、105三台Client電腦。
Server端循環播放一長約１分７秒的Video，在ATM分析儀上(圖十二)可以很明顯地看出週期性，週期和影片的長度是一樣的。而在Sniffer的圖表上(圖十三)，卻不能明顯地看出週期性！不過我們在實驗室收Multicast的影片時，三台電腦影片播放都很正常也很順利，聲音也沒有Delay的現象。
資料量的部分，Analyzer在ATM層量到的平均流量約為147kbps，Sniffer在VoD
Server量到的本機流量為13.3k octets/sec，約為106.4kbps，兩者並不相同，分析儀是Sniffer的1.4倍，因為Analyzer量到的是ATM層的資料量，會多了ATM
cell及其他的一些header等overhead，所以Analyzer量到的資料量都會比Sniffer多。
4.5：MP3的Multicasting測試
實驗說明：
本實驗在Bay5000的client端(108)架設一Media
Server撥放一MP3音樂，透過10M Hub連接至Bay5000上，再由Bay5000經由多模光纖連接至BayC1600、Fore1000、IBM8265、F棟IBM8265最後到達電腦通訊網路實驗室的IBM8285，而於IBM8285的client端的三台PC(101、103、105)接收。和實驗4.4的環境是相同的，只是本實驗傳送的是MP3音樂，而不再是Video。
量測的部分分別在Bay5000的client端(108)以Sniffer軟體量測流量，在電腦網路實驗室的IBM8285與 F棟8265間，以ATM分析儀量測流量。
圖(十四) 實驗4.5的Topology
實驗結果：
圖(十五) ATM分析儀量測的流量分析
圖(十六) Sniffer量測的流量分析
此項實驗循環撥放一段由Microsoft
Encoder以126kbps所編碼的MP3音樂（如圖十七所示），但是在接收端的MediaPlayer所顯示的平均資料量為139kbps左右(如圖十八所示)，原因是除了MP3本身的126kbps的資料再加上MediaServer和MediaPlayer之間溝通的控制訊息，所以在接收端會多出大概10﹪的資料量。
圖(十七)
圖(十八)
而在ATM分析儀量到的資料量會更大，因為ATM分析儀所量測到的是ATM的cell，除了原本的資料再加上ATM的Header等overhead，所以會多出大概30﹪的資料量。
4.6：校內NBEN與校外TANET的流量監測
實驗說明：
在Bay5000的client端PC（211.73.80.102）以Ftp軟體(CuteFTP)依序經由Bay5000、Fore1000連接至中華電信VPX（192.168.2.2）、台大NBEN（211.73.64.252），最後到達台大的Ftp
server freebsd.ntu.edu.tw（140.112.2.5）抓取一個大檔案（RedHat 7.0的映像檔7.0-i386-disc1.iso 大小為670MB），利用ATM分析儀和Sniffer軟體量測流量，並比較結果。
圖(十九) 實驗4.6的Topology
實驗結果：
圖(二十) ATM分析儀量測的流量分析
圖(二十一) ATM分析儀量測的流量分析
這個實驗是利用NBEN網路連到台大，再轉到台大TANET進行FTP檔案傳輸，將ATM分析儀改換單模模組，接在出校外的光纖上量測。雖然抓的檔案RedHat
7.0的映像檔7.0-i386-disc1.iso 大小為670MB，不過抓到一半時電腦102硬碟爆了，所以只在12分30秒內傳了436,815KB，所以在Application層上平均流速為582.42KBytes/sec(436,815KB/750sec)，而Sniffer量到的是623.36KBytes/sec，Analyzer在ATM層量到的為640KBytes/sec。原因同上面幾個實驗，582..4KB是檔案的平均流量，而Sniffer量到的會多一些IP層的overhead，所以量到623.36Kbyte/sec，而ATM層還多量了ATM
cell的overhead，所以分析儀量到的流速為640Kbytes/sec。
5.結論
這個實驗主要是讓我們分析NBEN網路的架構與效能，並學習Domino
ATM分析儀的操作與流量監控軟體的使用。在4.2–4.6的實驗裡，我們皆是在實體層的光纖接上ATM分析儀，實驗的個人電腦上以Sniffer軟體，分別來測量各個實驗的資料流量。在所有的實驗中，ATM分析儀測得的流量皆大於Sniffer軟體在本機上測得的流量[1]，這是很正常的，因為ATM分析儀是在ATM層上量測，比Sniffer還下層，所以會比Sniffer量的多了一些overhead，造成ATM分析儀量的資料量大於Sniffer所量到的。另外就是利用ATM分析儀及流量監控軟體，去量測ATM
cell數目、流量，以及針對某些VPI、VCI的流量作量測，最後做出對中山大學NBEN網路效能的評估。
參考文獻(Reference)
[1] Domino ATM分析儀 ，WWG(Wavetek Wandel
Goltermann) company，December 1999 Revision 9。