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孕育下一代互联网
--与吴建平教授关于中国高速互联研究试验网的对话

  没有星级酒店的富丽堂皇,没有专业主持人磁性的嗓音,7月6日,"中国高速互联研究试验网"成果验收鉴定会在清华大学一个普通的会议室里"悄悄"地举行。

  与会议不事铺张的朴素风格形成鲜明对照,会议的规格相当之高。国家自然科学基金委主任陈佳洱出席,国家计委、科技部、教育部的领导到会,中国网络界著名的专家、学者齐齐出动,大功率的空调不能降低会场上的热烈气氛。一个将对中国互联网产生深远影响的成果-NSFCNET宣布诞生了。

  王志东出局,有人惊呼中国互联网的一面旗帜倒下了。其实,王志东们所代表的只是中国互联网的一种表象,中国互联网的深层仍积蓄着自己的力量,按照自己的轨道坚定不移地发展着。7月6日,中国高速互联研究试验网(NSFCNET)正式通过鉴定。

  鉴定委员会的专家对"中国高速互联研究试验网"评价极高:NSFCNET首次实现了我国与国际下一代互联网的连接。NSFCNET技术先进,在密集波分多路复用光传输技术、高速互联网互联及网络技术、高速网络应用技术等方面取得了一批重大研究成果,项目的总体水平达到了国际先进、国内领先水平。其中,将10Gbps  DWDM系统用于互联网及光子层的自愈保护水平处于国际领先水平。NSFCNET为我国积极参与国际下一代互联网络研究计划提供了必要手段和试验环境,为未来国家信息基础设施起到了示范作用,已经并将进一步推动我国高速互联网络关键技术实践和基础理论的研究。

  为什么专家们对NSFCNET有这么高的评价?NSFCNET对我国有怎样的意义?下一代互联网就是高速Internet吗?带着这一连串的问题,记者日前独家采访了中国高速互联研究试验网项目负责人吴建平教授。

  下一代互联网,中国必须占有一席之地

  记者:下一代互联网将为人类社会带来什么样的影响?中国是如何开始下一代互联网建设的?

  吴建平:第一代互联网对人类的生活、工作、学习产生了巨大的影响,有人认为这种革命在人类历史上只有两次。第一次是人类学会利?quot;火"。"火"的利用使人类从原始走向文明;第二次便是互联网,互联网彻底改变了人类生活、工作和学习的方式。下一代互联网对人类社会的影响将是空前的、前所未有的,它将把人类带入一个真正的"数字社会"。这是一个量变到质变的过程。

  早在1999年,从事CERNET建设的一些专家就开始探讨中国应不应该开展下一代高速互联网研究的问题。结果,大家一致认为:下一代互联网对中国来说至关重要。第一代互联网由美国人研究出来并掌握着,不仅是中国,世界其他国家都没有多少发言权。美国不仅在互联网带来的新经济中大获其利,而且牢牢地控制着从科研到经济,从政治到军事的各个关键领域。对于未来社会,网络是一个基础元素,如果在这一社会的基础元素上没有发言权,我们永远只能居从属地位。上一代互联网因种种原因,我们未能占有先机,下一代互联网给我们带来了机会,我们必须掌握主动,在下一代互联网规则的制定技术上要有中国的声音,在决定未来社会的控制领域占有一席之地。

  这种责任感与紧迫感促使互联网界的专家奔走于国家各有关机构之间。国家自然科学基金委的领导看到了这一未来的方向,果断地决定支持这个项目。经费不够,以致动用了基金委主任经费,特批了2000万元人民币。这也是基金委有史以来资助的最大的一个项目。为此,还破纪录地为这一项目成立了一个管委会。很不容易啊,这中间还经历了很多周折。在中国,人们对互联网的误解太多,认识不够,所以这个项目在当时是承担了很大的风险的。

  

  错将网站当网络,这是天大的错误

  记者:有些人认为,互联网没有什么技术,只是一些网络上的应用。对此您怎么看?

  吴建平:人们对互联网的认识确实存在误区,主要有两个方面,一是认为互联网没什么技术,就是购买一些路由器,将网络搭建起来即可,谈不上什么核心技术,这是一个很大的误区。这种认识有可能会严重延误我国对互联网技术的研究。二是错把网络当网站。网站是网络上的一种应用,因为它天生的弱点(缺少传统产业的依托),它需要吸引注意力,需要炒作"。但人们在"炒作"网站的时候,往往忽略了那些真正的英雄。互联网技术在我国已经发展了20多年,有一大批专家学者不计个人得失、默默奉献,他们才是真正的互联网中坚力量。正是有了这样一批人,中国互联网才有今天。当网站的泡沫烟消云散的时候,一些人错以为网络不行了,互联网没有生命力了,这真是个天大的错误!互联网技术仍然是个崭新的技术,其中充满机遇和挑战,蕴藏着巨大的商机。

  互联网技术远远没有成熟。从1996年起,以美国为代表的发达国家就在对它进行更深层次的研究,如由美国政府主导的NGI,以美国100多所大学、研究所为主导的Internet2(下一代互联网)等。随后,日本和一些欧洲国家也纷纷投入到下一代互联网的研究中。

  下一代互联网技术是崭新的,从光纤到路由、交换器,再到上层的服务器,甚至操作系统、各种系统软件,以及与此相关的各种标准,都将产生革命性的变革,业界将因此而重新"洗牌",游戏规则将重新制订。那时大家都站在同一起跑线上,对中国将是一个绝好的发展机会。

  

  宽带网不等于下一代互联网

  记者:目前,宽带网的建设在国内"炒"得火热,它同下一代高速互联网有什么区别?

  吴建平:宽带网与下一代互联网二者之间有着本质的区别。目前,市场上炒得很热的宽带网只是在硬件连接上解决了"宽"的问题,是对目前互联网的一种升级改造。当然,这种改造也是有意义的,但它还到不了划"代"的程度。宽带网不等于下一代互联网,但下一代互联网一定是宽带的,宽带是下一代互联网最基本的要求。

  下一代互联网具有五大特征。第一是更快。平均来看,下一代互联网比这一代互联网要快1000倍。第二是更大。目前互联网的地址空间是不够用的,下一代互联网需要使用IPv6技术,其地址空间将由32位扩展到128位,几乎是无限大。这就意味着互联网中许多核心设备需要更新,软件需要改写,这可不是一个简单的问题。美国有人做过估算,如果全球互联网改用IPv6协议的话,那么需要投入几千万亿美元的资金。第三是更安全。下一代互联网在IP协议中将考虑到安全问题,使网络安全得到有效的保证。第四是更及时,也就是解决服务质量保证的问题。第五是更方便。下一代互联网的应用将更方便、更简单,更符合普通人的使用习惯。

  记者:从世界范围来看,下一代互联网的研究处于怎样的阶段,各国的研究都有哪些共性?

  吴建平:都是在政府的资助下,由科研机构、大学牵头来实施的。在美国,下一代互联网技术也处于实验阶段,并没有开始商用。下一代互联网的诞生过程类似于第一代互联网。在90年代以前,互联网只是应用于国防、科研和教育,当网络技术成熟后,才能广泛进行商业应用。发达国家开展下一代互联网及其典型应用研究采用的模式基本上是在政府支持下,由大学和科研单位负责建设和运行高速试验网络,商业机构只能捐献设备和资金,它们可以作为合作伙伴,但不能介入其中。只有当下一代网络结构和技术成熟以后,才会出现大规模的商业应用。

  在中国,以CERNET为代表的中国教育和科研网中的大学、科研机构责无旁贷地挑起了这副重担,成为中国下一代高速互联网研究的先行者。今年3月份,NSFCNET正式与国际下一代互联网研究组织签订了法律协议,成为国际上下一代互联网研究大家庭中的一员。

  

  当速度提升1000倍时,必将引起一场应用的革命"

  记者:下一代互联网的应用前景如何?NSFCNET取得了哪些应用成果?

  吴建平:美国社会是十分商业化的,如果下一代互联网不能带来巨大的商业利益、对社会产生巨大的影响,美国人是不会掏钱的。因此,下一代互联网的研究从一开始就很重视应用的开发。人们相信,当网络的速度提升1000倍,网络规模延伸到社会各个角落之后,一定会引起一场应用的革命。这场革命首先会影响到远程医疗和远程教学,如果没有高速网的承载,高质量的远程医疗是不可能实现的。另一个重要的革命就是使科学技术的研究手段发生重要的变化。

  前几年,克林顿政府顾问、华人学者田长霖访问清华大学,当时清华大学的校长向他咨询:清华有如此之多的学科,怎样能很快赶上国际水平呢?田教授回答,哪个学科的研究能充分利用互联网这个工具,紧密地与互联网相结合,哪个学科就能与世界同行。清华大学因此更加重视校园网的建设,并鼓励大家将研究搬到互联网上进行。

  由此得到启示,宽带网的应用并不局限于目前业界"爆炒"的VOD、互动游戏之类,它是与人们生活、工作息息相关的。可以设想,如果今后人们的科研、设计工作都在网上进行,这将给带宽的需求带来多么大的刺激,对应用将是个多么大的促进!

  NSFCNET在高速网络环境下的应用研究取得了可喜的成绩。这个网目前开辟了四大应用:一是高速实时视频传输;二是高速网科学数据库;三是远程教育系统;四是地理信息系统。研究试验也取得了令人满意的效果。

  例如,在高速网络环境下建立的中国重要生物学数据库映像点,使我国从事新药设计和算法研究的科学家可以在不用支付国际网络通信费用的情况下,从国际核酸序列数据库中得到最新的序列信息。这对节约科研费用、提升我国的科学研究能力和水平,具有重要的现实意义。

  再如基于天文数据库的太阳活动预报的研究。在该高速网络环境下,北京天文台怀柔太阳观测站、美国大熊湖天文台、云南天文台、西班牙坎拉里岛天文台观测站,组成了一个全球太阳色球观测网,可以实现数据共享。利用这一条件,我国天文工作者在2000年进行的16次太阳质子事件的预报中,成功预报9次,成功率高出国际同行近一倍。

  

  NSFCNET建设体现了互联网精神记者:NSFCNET项目研究涉及多个研究机构,在项目的协调、管理以及网络建设方面有哪些经验值得借鉴?

  吴建平:这个项目可以说是国家自然科学基金委资助的最大的一个联合研究项目,国家自然科学基金委十分重视该项目的进程。

  在国家自然科学基金委的直接领导下,第一次成立了项目管理委员会,定期召开会议,对项目实施过程中的重大问题进行决策,协调项目经费、各单位的人员、条件配备等方面的关系;定期检查项目进展情况,解决项目工程实施中的各种困难,形成重要决议,指导项目的顺利进展。

  还成立了一个项目学术领导小组。学术领导小组不定期召开会议,随时决策和解决项目实施过程中遇到的重大技术难题,协调解决各参加单位在网络基础建设和应用技术研究中遇到的各种问题。还特别设立了一个项目监理组。项目监理随时检查、督促项目的执行,定期参加管理委员会和学术领导小组会议,从项目监理的角度提出各种建议,协助管理委员会和学术领导小组完成对项目的管理,确保项目各个环节的顺利实施,从而保证了整个项目的执行进度,并提前三个月完成了任务。

  NSFCNET还得到了中国电信、中国网通和武汉邮电研究院的大力支持。2000万元的项目经费只够将网络搭建起来,而实现与国际下一代互联网的互联的经费却还没有着落。如果不能实现互联,NSFCNET就不能称为真正意义上的下一代高速互联网。经过国家信息产业部副部长张春江多方协调,2000年8月中国网通捐赠了一条10M的线路到位于美国的全球下一代网络交换中心STAR  TAP,中国电信捐赠了一条10M的线路到位于日本的亚太地区下一代互联网络APAN交换中心,三年免费,当时价值约合1亿元人民币。这在中国互联网发展史上还是第一次,可算得上中国互联网历史上的重要里程碑。

  

  NSFCNET在短短的9个月里便搭建完成了,这正是互联网精神--协作、联合、开放的体现。

  

  吴建平,清华大学计算机系教授,清华大学信息网络工程研究中心主任。吴建平是我国计算机互联网络科技领域的开拓者之一,我国下一代互联网络技术研究的主要发起者和组织者之一。他从事计算机网络领域科研和教学工作20多年,主持完成"中国教育和科研计算机网络CERNET示范工程"等20多个大型科研和工程项目,特别是主持完成了国家自然科学基金重大联合项目"中国高速互联研究试验网NSFCNET",率先实现与国际下一代互联网络的连接。他曾获得"国家级有突出贡献的中、青年专家"等荣誉称号,是教育部"长江学者奖励计划"特聘教授。

  

  采访后记:

  兴举国之力成就大业

  NSFCNET 2000万元的科研项目经费只能搭起一个国内的高速网络,无法解决与国?quot;接轨"的问题。"不能与国际网络互联互通还叫什么下一代互联网!"作为项目负责人的吴建平教授不甘心只做到这一步。为此,他奔走呼吁、八方"化缘"。最终,在信息产业部领导的鼎力支持下,得到了国内两家电信运营商对通信线路的资助,中国高速互联研究试验网得以建成。

  在下一代互联网的建设中,NSFCNET仅仅是开了个头。目前它只连接了6个点,而且只限于北京地区。NSFCNET下一步的目标是连接100所大学和科研机构,真正成为覆盖全国的高速网络。要建成这样的网络,最大的难题是资金-对网络传输线路、高速网络设备等的大量需求,不是几亿元人民币就能打住的,仅靠像国家自然科学基金这样的一般项目经费投入是远远不够的,这也正是吴建平等中国网络"基建"者们心中的最痛。吴建平真诚地希望:国家能从战略角度出发,制定有效的规划,像研制两弹一星那样,兴举国之力支持中国下一代互联网的研究与建设。因为它将改变世界,它决定着中国的未来。

  

  中国高速互联研究试验网NSFCNET

  中国高速互联研究试验网(NSFCNET)是国家自然科学基金重大项目,它首次实现了与国际下一代互联网络Internet 2的连接,标志着我国下一代互联网研究建设取得了重大突破。

  

  陈佳洱和吴建平交流中国高速互联研究试验网的建设情况

  该项目由清华大学、中国科学院计算机信息中心、北京大学、北京航空航天大学和北京邮电大学联合承担建设。NSFCNET采用200Gbps密集波分多路复用光传输技术,在北京建立了连接六个节点的2.5~10Gbps高速计算机互联研究试验网,并分别与中国教育和科研计算机网CERNET、中国科技网CSTNET,以及国际下一代互联网络Internet2和亚太地区高速网APAN互联,是我国第一个与Internet 2实现互联的计算机互联网。

  NSFCNET研究内容及成果主要包含了三个方面的内容。一是密集波分多路复用光纤传输系统(通信基础设施),二是高速计算机互联网络(网络),三是高速网络的典型应用(网络应用)。在这三个方面,NSFCNET均创下了多项国内第一。在通信基础设施方面,建成了我国第一个200Gbps,长400公里的密集波分多路复用光传输系统,实现了10Gbps的全光波长转换。在网络方面,自主研制成功中国第一个2.5~10Gbps的高速计算机互联网,下一代互联网交换中心DRAGONTAP,并首次实现了与国际下一代互联网络Internet 2的连接;在国内首次建成了IPv6试验网络,并与国际IPv6试验网连接;取得了一批高水平的高速计算机网络理论研究成果。在应用方面,研制完成了高速实时交互远程多媒体教学和学术研讨系统,在国内首次实现同时支持50~100路多媒体流的大规模多媒体实时协同应用,以及高速互联网交互式VOD点播等。

  NSFCNET的研制成功,意义不亚于当初计算机互联网络引入中国,它为我国积极参与国际下一代互联网络研究计划提供了必要手段,为未来国家信息基础设施建设起到了示范作用,推动了我国高速互联网络关键技术和基础理论的研究,为我国开展基于高速互联网络及其应用的各类基础研究提供了与世界接轨的试验环境,发挥了我国计算机和光通信学科的交叉优势,对我国实施"科教兴国"战略、实现中华民族的伟大复兴具有重要意义。

  
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