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清华大学 第二代教育科研网让中国互联网研究领跑世界

中国教育报 2006年12月01日第3版 周飞 赵秀红

  【制胜之道】 第二代教育科研网凭什么成功?

  中国第二代教育和科研计算机网(CERNET2)的建设者们在总结自己获得成功的经验时,总结了8条,用吴建平的话说,实际上就是国家及时的支持、高校的团结协作、充分的国际交流。

  国家的支持是成功的保障

  互联网具有实验物理学的特性,其发展应是循序渐进的,一开始并不可能完全商业化。从互联网的发明到现在,美国能领先,实际上一直有美国政府的强力支持。在中国也是一样。CERNET2项目组的人说,他们能在下一代互联网上取得这些突破,首先就要感谢国家的支持。

  我国在第一代互联网发展上都是由国家直接投资建设的,第二代也是一样。1999年国家自然基金委就资助以清华大学为首的几所高校完成了第一个下一代互联网试验网络。2001年验收通过后,在社会各界引起强烈反响。2002年,50多个院士就上书党中央、国务院,建议加快下一代互联网研究。最后由国家发改委联合教育部、科技部等8个部委,报请国务院启动了中国下一代互联网发展示范项目CNGI。CNGI项目对我国下一代互联网发展作出了10年的整体规划,目前只是第一阶段。与此同时,国家不同部委也在部署安排下一代互联网研究,比如国家“211工程”、“985工程”、“863项目”、“973项目”等都有与下一代互联网相关的主题。CERNET2今天取得的这些成就,实际也是在各个项目研究成果积累的基础上逐渐完成的。

  据悉,在国家“十一五”发展规划及国家科学技术长期发展规划中,下一代互联网都被列为重点或优先发展的领域。

  大兵团作战联合攻关的机制是关键

  CERNET2项目是由清华大学牵头,全国25所高校与中国教育和科研计算机网网络中心共同完成的一个大项目。大兵团作战联合攻关的机制,是CERNET2能够取得成功的关键。

  CERNET2的建设包含了从基础研究到产业化应用的所有链条。这样一个庞大的科研项目,直接参与的科研人员就有340多人,其中高级技术职称72人,中初级技术骨干144人,研究生124人,他们的平均年龄只有33岁。仅仅在清华大学,就有分别来自计算机系、电子工程系、网络中心等多个单位的70多位教师、学生。如何发挥每个人的聪明才智,如何调动大家的积极性协同攻关集体作战,便是一个大问题。

  在沟通机制上,除了每年2至3次全体会议,CERNET2大多采用视频会议的形式,通过25个节的网络视频直播进行讨论。在决策机制方面,很多科研课题都定期召开联合讨论会,每个重大决策都要通过专家委员会的集体讨论,最大限度地发挥每个科研人员的潜力。

  作为CERNET2项目的主持者,吴建平深有感触:“我非常感谢参与CERNET2建设的25所高校的研究人员,我很庆幸我们有这样一支优秀的团队。没有他们的参与和支持,我们不可能完成这么一项艰巨的任务。这和当初国家组织全国科研力量研制‘两弹一星’一样。”

  CERNET2的每次技术联调都能充分体现25所高校及相关设备厂商的协同作战精神。2004年CERNET2主干网基本建成开通时,因为25个节点中的20个节点采用的都是国产设备,介入这样大规模的IPv6网络实验对许多设备厂商也是第一次,互连互通难度相当大。在整整两周时间里,大家通宵达旦,配合调试,最终圆满完成了任务。

  各学校的支持是无私的,不仅有人,还有钱、物的大力支持。

  CERNET2最初实际只批了13个城市建设。教育部研究后认为,覆盖13个城市的CERNET2太小,不能完全满足教育的需求,建议扩大为20个城市、25个节点。国家同意了教育部的意见,但资金缺口需要自筹。这就要求每个参加项目的学校都从自己已经紧张的经费中,拿出500万元配套资金开展下一代互联网研究建设,对此,所有的学校都给予了大力的支持。

  吴建平一再对记者强调,在教育部的领导下,中国教育和科研计算机网积累了十多年的团结协作经验及创新机制在CERNET2的建设上,再次发挥了巨大作用。可以说,下一代互联网项目是集全清华、全国高校的力量攻克的。

  广泛的国际交流是创新的基础

  科技创新必须要有“国际视野”。在充分了解国外前沿技术的基础上,才能快速创新,否则只能是盲目创新,是自娱自乐。

  从2000年开始,中国教育和科研计算机网就有计划地开展了与国外下一代互联网组织之间的固定交流活动,比如与美国INTERNET2的中美高级网络技术研讨会,与欧盟固定的中欧下一代互联网技术研讨,与亚洲的亚太互联网组织也展开了广泛的技术交流,尤其是与日韩的技术交流与合作。

  在这个基础上,项目组成员广泛地了解国际前沿动态,了解别人在做什么,有什么进展,有什么成功的经验,存在什么问题。正是在这个交流过程中,CERNET2避开了别人已经做得非常好的领域,同时,也发现了他们的不足之处,发现了IPv6、IPv4双栈技术路线的不足与保守,大胆地走了纯IPv6的技术路线,给中国互联网研究,也给世界互联网研究带来了新的发展空间。

  只有放眼世界,才能出奇制胜;只有广泛交流,才能超越他人。在下一代互联网的研究之路上,吴建平和他的同事们收获了很多,也期待着更多突破。

  【领军人物】  吴建平:万里长征我们才走完第一步

  吴建平,清华大学计算机系教授、博士生导师,中国互联网的主要开拓者、中国教育和科研计算机网(CERNET)的主持研制者和中国下一代互联网研究的主要发起者、组织者。由他主持的中国下一代互联网示范工程CNGI核心网CERNET2项目通过专家组验收,获得四项重大创新性成果,其中三项属国际首创,这标志着中国在互联网的发展方面,从起步晚了30年后,一举跨越到“世界领先水平”。“在互联网研究与建设方面,我们不再仅仅是跟随者的角色,我们可以与发达国家齐步走,在一些方面甚至领先了。中国互联网研究与建设已经到了一个新阶段。”吴建平说。

  从上世纪80年代开始搞互联网研究,吴建平长期坚持互联网关键技术和基础理论研究,先后主持完成20多个国家大型科研项目和工程,做出了一批创造性的重要科研成果。1994年国际互联网接入中国后,吴建平主持完成了“中国教育和科研计算机网CERNET示范工程”,把CERNET建成为世界上最大的国家学术网。2000年前后,在国家“211工程”、“985工程”、“863项目”、“973项目”等重大科研项目的支持下,吴建平相继开展了关于下一代互联网建设的一系列实践与研究。通过与世界各国的下一代互联网组织及高层研究机构的密切联系,吴建平和他的同行们逐渐明确了自己的方向:那就是走纯IPv6的技术路线。

  “我们研究了国际上下一代互联网的研究和应用情况,发现他们都是走双栈路线,不是很纯洁的环境,有一些保守,实际很难实现纯粹的下一代互联网研究及应用。”吴建平说,“如果我们仍然跟随他们,就永远也超越不了他们。于是我们断然决定建纯IPv6网络,首先要有一个真实纯粹的网络环境,然后才能做出一些真实的东西。事实证明,我们这个技术路线走对了。”

  要突破就要立大志,就要创新,这是吴建平从事科研几十年来的切身体会。“我记得1999年前后,我们开始搞路由器的研究,很多人就打击我们,说困难太大,距离也太大了。但我们没有气馁,到2004年前后,我们基本上攻克了这个难题,其实连我们自己也没有想到,这么快就把这个关键技术拿下了。

  因为有这种大志,在下一代互联网的研究上,我们一开始就强调的是创新,而不是走老路。也正因为有这种大志,到目前为止,全世界还没有几个国家可以做到不依赖别人建设自己的互联网,中国人做到了。”

  与IPv4相比,IPv6有许多优点。然而从理论研究到实践应用,这中间还有漫长的路要走。比如,IPv6可扩张性强,理论上讲世界上每一个电器都可以联网,但真的要实现却很复杂。比如,传输速率的问题,一直是互联网发展中的瓶颈问题之一,如何传输更快,也是一个永恒的主题。“今天的成就,只是万里长征走完了第一步。在下一代互联网的研究与应用方面,我们仍然要坚持自己的方向,继续走下去。”

  展望未来,吴建平信心满怀。

  【案例文本】 第二代教育科研网的三项国际首创

  2006年9月24日,人民日报、中央电视台等媒体不约而同地在头条报道:中国在下一代互联网研究上获得重大突破。

  此前的一天,由总装备部科技委主任汪成为、中国科协副主席胡启恒、中国工程院副院长邬贺铨等10名院士及9名业界著名专家组成的鉴定验收委员会,对中国第二代教育和科研计算机网(CERNET2)进行了仔细审核后给出了鉴定意见:鉴定委员会一致认为,CNGI-CERNET2/6IX是目前世界上规模最大的纯IPv6大型互联网主干网。该项目立足于国产关键网络设备和自行研发的网络技术,设计和建设了以国产设备为主的大型下一代互联网主干网。该项目技术起点高、实现难度很大,已在国内外产生了重要影响。该项目有多项重大创新,特别是“建设纯IPv6大型互联网主干网”、“基于真实IPv6源地址的网络寻址体系结构”和IPv4overIPv6网状体系结构过渡技术”属国际首创,总体上达到世界领先水平。

  我国的互联网建设起步比较晚,1996年,时任美国总统的克林顿在其国情咨文中提出了美国下一代互联网发展规划NGI计划,希望在互联网发展上继续保持其领先地位。而此时,我国第一代互联网才刚刚建设完成。

  2003年,在美国启动其下一代互联网发展计划7年之后,我国由国家发改委牵头,8部委参与的下一代互联网示范工程CNGI正式启动,CERNET2作为其中的核心网之一,也同时启动建设。

  CNGI-CERNET2是中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络核心网的重要组成部分,也是我国第一个下一代互联网主干网,其主干网全面支持IPv6协议,以2.5Gbps-10Gbps连接了我国20个城市的25个核心节点。

  经过两年的运行及试验,在清华大学等全国25所高校300多名科研人员的的集体努力下,CERNET2终于结出了让世界侧目的硕果,使中国在全球下一代互联网的发展方面占据了领先地位。

  据悉,CERNET2项目组已经向世界互联网组织IETF提出了6项互联网标准草案,IETF也已经正式成立多个专门的工作小组,研究中国提出的这一系列标准。而此前,除了一两项涉及汉语语言文字传输的标准之外,该组织还没有建立过中国人提出的标准。

  【相关链接】

  1.下一代互联网

  下一代互联网,顾名思义是指不同于现在的互联网的新一代互联网,其核心的地址协议将采用IPv6地址协议。对下一代互联网的定义还有很多不同,但总体来说,下一代互联网将呈现出更大、更快、更安全、更便捷的特点,实现真正的数字化生活,随时、随地可以用任何一种方式高速上网,任何可能的东西都会成为网络化生活的一部分。

  2.IPv6与IPv4

  IP地址协议是互联网最重要的协议,互联网上的信息就是遵循这些地址协议传递信息的。

  IPv6的全称是“互联网协议第6版”。

  目前互联网协议为IPv4,其地址为32位编码,可提供的IP地址大约为40多亿,而且由美国掌握绝对控制权,目前全球将面临严重的IP地址枯竭的危机。

  以IPv6为核心的下一代互联网随之提上日程。IPv6的地址则是128位编码,能产生2的128次方个IP地址。地址资源极其丰富。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2006-12-01]
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