吳建平:千錘百煉迎來(lái)中國互聯(lián)網(wǎng)厚積薄發(fā)

來(lái)源:《中國網(wǎng)信》 時(shí)間:2024-04-29

  2024年是中國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)30周年。30年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)深刻地改變了人們的生產(chǎn)生活方式,推動(dòng)了社會(huì )變革?!吨袊W(wǎng)信》雜志邀請國內外互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域知名專(zhuān)家,推出一系列署名文章與訪(fǎng)談,共同回顧波瀾壯闊的30年。

  中國工程院院士、中關(guān)村實(shí)驗室主任、清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò )研究院院長(cháng)吳建平參與了互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入中國之前15年的技術(shù)儲備,并在中國實(shí)現全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)后的30年里,作為建設者和開(kāi)拓者之一,先后參與建成了我國第一個(gè)全國性互聯(lián)網(wǎng)中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET,以及全球規模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)CERNET2。近年來(lái),又基本建成國家未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗基礎設施FITI(CERNET3)。

  回顧互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入中國的歷史,吳建平院士感慨良多,“中國互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展奇跡,而且從一開(kāi)始就著(zhù)眼于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用的研究探索”。

15年技術(shù)儲備帶來(lái)的厚積薄發(fā)

  《中國網(wǎng)信》雜志:您參與了中國互聯(lián)網(wǎng)從無(wú)到有的建設過(guò)程。20世紀70年代末,您就已經(jīng)開(kāi)始計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的研究。當時(shí)都進(jìn)行了哪些探索、取得了怎樣的成果?

  吳建平:回顧我五十年的整個(gè)學(xué)習和工作生涯,都與互聯(lián)網(wǎng)緊密“綁”在一起,我有幸參與并見(jiàn)證了中國互聯(lián)網(wǎng)的從無(wú)到有。

  1979年,我考取了清華大學(xué)計算機系統結構專(zhuān)業(yè)研究生,開(kāi)啟了我的計算機網(wǎng)絡(luò )研究生涯。我應該是在國內最早從事計算機網(wǎng)絡(luò )研究的科技人員之一。

  從互聯(lián)網(wǎng)歷史來(lái)看,20世紀60~90年代是至關(guān)重要的時(shí)期。1969年,互聯(lián)網(wǎng)的前身APARNET(阿帕網(wǎng))在美國誕生。逐漸地,國際上很多大公司開(kāi)始研發(fā)自己的計算機網(wǎng)絡(luò ),也都推出了各自的計算機網(wǎng)絡(luò )體系結構。1984年,國際標準化組織(ISO)提出開(kāi)放式系統互聯(lián)通信參考模型(OSI)。之后,國際上關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò )的研究逐漸匯集成兩條脈絡(luò ):一條是基于傳統電信網(wǎng)絡(luò )思路,先建立連接后再傳數據;另外一條則是基于“TCP/IP”思路,堅持采用無(wú)連接分組交換技術(shù)。當時(shí),基于電信思路的OSI是計算機網(wǎng)絡(luò )界推崇的主流。這是當時(shí)我們進(jìn)行計算機網(wǎng)絡(luò )研究的國際背景。

  20世紀80年代初,由于當時(shí)國外對包括計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在內的高科技產(chǎn)品施行禁運,我們只能看到零星的技術(shù)資料。我和團隊的學(xué)生就用這些資料學(xué)習、探索,嘗試根據這些資料中的國際標準,自己摸索設計建設網(wǎng)絡(luò )。

  1984年,清華自主開(kāi)發(fā)建設了一套符合OSI體系結構的計算機網(wǎng)絡(luò )。這個(gè)利用三臺節點(diǎn)機加上六七臺微型計算機組成的“計算機網(wǎng)絡(luò )雛形”采用X.25協(xié)議(使用電話(huà)或綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )設備作為硬件設備來(lái)架構廣域網(wǎng)的ITU-T網(wǎng)絡(luò )協(xié)議),不久就被派上了大用場(chǎng)。以這個(gè)雛形網(wǎng)絡(luò )為基礎的計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)成果先后在國家某重要工程、清華大學(xué)校園網(wǎng)、1990年亞運會(huì )中得到應用。

  《中國網(wǎng)信》雜志:實(shí)際上在我國全功能連接到國際互聯(lián)網(wǎng)之前,就已經(jīng)有很多探索了。其中有哪些讓您印象深刻的事?

  吳建平:1987年,我赴加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。當時(shí)美國第一個(gè)采用TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)國家科學(xué)基金會(huì )網(wǎng)絡(luò )(NSFNET)剛剛建立,而UBC正是加拿大計算機網(wǎng)絡(luò )研究之祖和連接到NSFNET國家學(xué)術(shù)網(wǎng)的發(fā)源地。在這里,我第一次接觸到現代意義的互聯(lián)網(wǎng)。

  當時(shí),全球OSI和TCP/IP這兩條技術(shù)線(xiàn)路正處于最激烈的競爭之中。我一用上當時(shí)的互聯(lián)網(wǎng),就深刻體會(huì )到TCP/IP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。首先,無(wú)連接分組交換保證了互聯(lián)網(wǎng)的高效傳輸。其次,在推廣實(shí)施方面,TCP/IP協(xié)議踐行開(kāi)源、開(kāi)放、共享的理念,這種低廉親民的路線(xiàn),就是互聯(lián)網(wǎng)的基因所在,與清華大學(xué)自建的X.25校園網(wǎng)有很大不同。

  1989年12月回國后,正趕上國家計劃委員會(huì )(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國家計委”)組織世界銀行提供貸款的中關(guān)村地區教育與科研示范網(wǎng)絡(luò )(NCFC,中國國家計算與網(wǎng)絡(luò )設施)項目啟動(dòng)。NCFC由中國科學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)共同建設,具體由各單位先建自己的計算機網(wǎng)絡(luò ),在此基礎上建立NCFC主干網(wǎng)。當時(shí)三個(gè)單位組建了8位專(zhuān)家的總體組,完成項目的總體設計和技術(shù)線(xiàn)路決策,我是其中一員。

  到了20世紀90年代初期,盡管中國科學(xué)院高能所、清華校園網(wǎng)等都能使用通達全球的電子郵件功能,但還沒(méi)有全功能開(kāi)通互聯(lián)網(wǎng)的其他功能。當時(shí),由NCFC牽頭與支持NSFNET的美國國家科學(xué)基金會(huì )交接洽談,申請中國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng),最終得到認可。1994年4月20日,NCFC項目通過(guò)美國斯普林特公司(Sprint)的64K國際專(zhuān)線(xiàn),實(shí)現了與國際互聯(lián)網(wǎng)的全功能連接。

  回顧這一段歷史,可以說(shuō),我們很幸運地趕在1995年互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化的前夕全功能接入了國際互聯(lián)網(wǎng),基本跟上了國際步伐。

服務(wù)國家戰略CERNET應運而生

  《中國網(wǎng)信》雜志:今年是我國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)30周年,也是CERNET建設30周年。CERNET是我國第一個(gè)全國性的主干互聯(lián)網(wǎng),請您談?wù)凜ERNET是如何建設的。

  吳建平:國家計委和國家教委商定,由清華大學(xué)牽頭,啟動(dòng)建設中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程,建設中國第一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。

  1994年2月,清華大學(xué)成立“中國教育和科研計算機網(wǎng)”項目小組,負責起草項目建議書(shū)。3月底,清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等6所大學(xué)經(jīng)由國家教委向國家計委呈交了《中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程項目建議書(shū)》。1994年7月,開(kāi)通了采用X.25通信技術(shù)連接北京、上海、南京、廣州和西安5個(gè)城市6所高校的CERNET試驗網(wǎng)。

  同年9月,“中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程可行性研究報告”通過(guò)論證。同年11月2日,國家計委緊急批復啟動(dòng)“中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程”項目建設,由國家教委主持,清華大學(xué)牽頭,北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等10所高校承擔建設。

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1994年6月CERNET實(shí)驗網(wǎng)拓撲圖。

  從規劃到落實(shí),CERNET建設推進(jìn)的速度非???。1995年12月20日,“中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程”提前一年完成建設任務(wù),通過(guò)了國家計委主持的項目驗收。我國第一個(gè)全國互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)CERNET采用64K DDN線(xiàn)路連接全國8個(gè)城市的10所高校,共連接了108所高校。

  互聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展不是“平地起高樓”,一蹴而就,正因為千錘百煉,才迎來(lái)厚積薄發(fā)?;仡欀袊ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展的歷史,一定不能忘記互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前的15年。正是有了這個(gè)時(shí)期的技術(shù)儲備和人才積淀,我們才能不斷在計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)探究和應用中快速選擇正確的技術(shù)路線(xiàn)和技術(shù)方案,互聯(lián)網(wǎng)才能在中國快速發(fā)展。

  《中國網(wǎng)信》雜志:CERNET在我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了怎樣的作用?

  吳建平:現在看來(lái),當時(shí)我國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)的決策無(wú)疑是非常明智和絕對正確的。正是因為我們沒(méi)有輸在起跑線(xiàn)上,我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展才能一直保持強勁態(tài)勢,在國際競爭格局中穩居前列。

  作為中國首個(gè)全國性互聯(lián)網(wǎng),CERNET不僅見(jiàn)證了中國互聯(lián)網(wǎng)從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展奇跡,而且從一開(kāi)始就著(zhù)眼于互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和應用的研究探索。

  第一,對互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的持續攻關(guān)。1996年,國家啟動(dòng)“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項目?;诮ǔ傻腃ERNET示范工程,國家撥款支持我們圍繞計算機信息網(wǎng)絡(luò )及其應用關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。從此開(kāi)始了對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全方位剖析,力求徹底理解和掌握互聯(lián)網(wǎng)的基本工作原理和關(guān)鍵核心技術(shù)。

  第二,推動(dòng)我國首批互聯(lián)網(wǎng)應用的研究與開(kāi)發(fā)。1995年,CERNET在中國互聯(lián)網(wǎng)應用方面取得顯著(zhù)進(jìn)步,一系列標志性的成果相繼問(wèn)世,其中包括開(kāi)通了中國第一個(gè)電子雜志《神州學(xué)人》的網(wǎng)頁(yè)服務(wù),建立了中國大陸首個(gè)大型BBS站點(diǎn)“水木清華”,以及研發(fā)了國內第一代互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器、搜索引擎和防火墻等。

  《中國網(wǎng)信》雜志:在CERNET之后,您又主持建設了下一代互聯(lián)網(wǎng)CERNET2,當時(shí)主要是出于什么考慮?

  吳建平:CERNET第一個(gè)十年取得了不少成就,我們也同樣密切關(guān)注著(zhù)國際下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

  20世紀90年代初期,互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)學(xué)術(shù)網(wǎng)向全世界迅速蔓延,以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò )在全球取得巨大成功。但是,互聯(lián)網(wǎng)設計初期的一些技術(shù)缺陷也逐漸顯現,其中最典型的問(wèn)題是IP地址嚴重不足。1996年起,美國、日本、歐洲等國家開(kāi)始研究下一代互聯(lián)網(wǎng),提出了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版IPv6。從IPv4到IPv6,互聯(lián)網(wǎng)的格局面臨重新洗牌。我國科技人員立刻敏銳地捕捉到下一代互聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展契機,推動(dòng)國家開(kāi)始加緊研究部署中國的下一代互聯(lián)網(wǎng)。

  2001年,在國家自然科學(xué)基金委員會(huì )的支持下,CERNET主導參與的中國第一個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)地區試驗網(wǎng)——“中國高速互連研究試驗網(wǎng)絡(luò )NSFCNET”通過(guò)驗收。這是我國第一個(gè)下一代互聯(lián)試驗網(wǎng)絡(luò ),首次實(shí)現了與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )Internet2的IPv6互聯(lián),標志著(zhù)我國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究建設取得重要突破。

  2003年,國務(wù)院批準國家發(fā)展和改革委員會(huì )等八個(gè)部委組織實(shí)施中國下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI示范工程,CERNET承擔了其中最大的IPv6試驗網(wǎng)絡(luò )CERNET2/6IX建設。2004年12月,全球規模最大的純IPv6主干網(wǎng)CERNET2正式開(kāi)通運行。

  CERNET2不僅拉開(kāi)了中國互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng )新序幕,還為中國在全球互聯(lián)網(wǎng)治理和技術(shù)標準制定等方面贏(yíng)得了更多的話(huà)語(yǔ)權。2008年,北京奧運會(huì )采用了我們提供的IPv6技術(shù),這在國外產(chǎn)生了巨大的影響力。

  《中國網(wǎng)信》雜志:之后,您又主持了未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗設施FITI項目,請您介紹一下這個(gè)項目的建設背景和情況。

  吳建平:下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結構的創(chuàng )新發(fā)展面臨很多挑戰,比如擴展性、安全性、實(shí)時(shí)性、移動(dòng)性和高性能等技術(shù)挑戰。在這樣的創(chuàng )新背景下,怎么去發(fā)展新一代互聯(lián)網(wǎng),是全球互聯(lián)網(wǎng)界都在認真思考的問(wèn)題,也是我們建設未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗設施FITI的初衷。

  十多年以來(lái),全球未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展總的來(lái)看有兩種技術(shù)路線(xiàn)。第一種技術(shù)路線(xiàn)號稱(chēng)是“革命性”的,就是重新設計互聯(lián)網(wǎng),典型代表是美國的GENI和FIND研究計劃,結果表明推倒現在的互聯(lián)網(wǎng),重新設計一個(gè)新互聯(lián)網(wǎng)并未成功。而第二種路線(xiàn)就是基于現在的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行“演進(jìn)性”技術(shù)創(chuàng )新。其實(shí)互聯(lián)網(wǎng)誕生50多年來(lái),一直是在演進(jìn)中不斷創(chuàng )新發(fā)展的。歷史證明,互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng )新和發(fā)展始終是相互依存的。根據國內外未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)研究的成果和CERNET2項目的建設經(jīng)驗,我們認為,現在的互聯(lián)網(wǎng),特別是下一代互聯(lián)網(wǎng)仍然具有強大的生命力,只要不斷解決它的各種技術(shù)挑戰,保持不斷演進(jìn)和迭代,一定可以把未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)做大做強,滿(mǎn)足建設人類(lèi)命運共同體的遠大理想。

  我們堅持用演進(jìn)的路線(xiàn)來(lái)建設未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗驗證基礎設施。2023年11月13日,全球首條1.2T超高速下一代互聯(lián)網(wǎng)主干通路在我國面世。這條通路既是清華大學(xué)承擔國家重大科技基礎設施“未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗設施(簡(jiǎn)稱(chēng)FITI)”項目的一個(gè)重大技術(shù)試驗成果,又是FITI高性能主干網(wǎng)的重要組成部分。

堅決打贏(yíng)互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)攻堅戰

  《中國網(wǎng)信》雜志:2024年全國兩會(huì )期間,您圍繞以互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)支撐網(wǎng)絡(luò )強國建設和高質(zhì)量發(fā)展發(fā)言。什么是互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)?我們應該如何實(shí)現關(guān)鍵核心技術(shù)的突破?

  吳建平:掌握核心技術(shù)是獲取未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)言權和話(huà)語(yǔ)權的關(guān)鍵所在。

  首先要弄清什么是互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)?;ヂ?lián)網(wǎng)核心技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)體系結構,互聯(lián)網(wǎng)體系結構是支撐互聯(lián)網(wǎng)運行和發(fā)展的最根本結構,其中包含互聯(lián)網(wǎng)傳送數據的格式定義IPv6等。

  在這些年的研究中,我們在兩代互聯(lián)網(wǎng)過(guò)渡技術(shù)、下一代互聯(lián)網(wǎng)源地址驗證技術(shù)上都獲得了重大突破,先后獲得了20余項互聯(lián)網(wǎng)標準RFC,處于世界領(lǐng)先地位。

  其次要充分認識掌握互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的重大意義。掌握了核心技術(shù),就意味著(zhù)我們掌握了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主動(dòng)權,掌握了自己互聯(lián)網(wǎng)的命脈?;ヂ?lián)網(wǎng)的核心技術(shù)要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)。只有保持互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展中的自立自強,才能真正掌握互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù)。

  2024年全國兩會(huì )期間,習近平總書(shū)記明確指出“要實(shí)現中國式現代化,互聯(lián)網(wǎng)這一關(guān)必須要過(guò)”??倳?shū)記的講話(huà)給予我們很強的信心。作為互聯(lián)網(wǎng)研究工作者,我備感振奮,同時(shí)也深感責任重大,堅定信念一定要把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng )新的這條路走下去。

  事實(shí)也證明,中國人完全有能力、有信心打贏(yíng)下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰。

  《中國網(wǎng)信》雜志:您參與建設了我國網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科,請您介紹下當前我國在網(wǎng)絡(luò )空間人才培養方面的情況。此外,您對投身中國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的年輕人有什么寄語(yǔ)與期待?

  吳建平:網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科的設立對我國互聯(lián)網(wǎng)人才培養來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的戰略性舉措。

  2014年,黨中央明確提出了設立網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科的目標,旨在系統性地培養高端專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。當時(shí),教育部指派我擔任專(zhuān)家論證組長(cháng),負責牽頭論證網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科的設立。專(zhuān)家團隊全力以赴,攻堅克難,在短短一年時(shí)間內高效地完成了網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科的論證工作。2015年6月,國務(wù)院正式批復了我國網(wǎng)絡(luò )空間安全一級學(xué)科的設置,2016年1月,國家批準了首批29家一級學(xué)科和博士點(diǎn)高校。

  多年來(lái),我也指導過(guò)不少年輕的科研人員,感觸很深。中國科研環(huán)境變得越來(lái)越好,特別是對年輕科研人員的支持力度在加大。但數字時(shí)代快速發(fā)展也對年輕人提出了更高的要求,希望廣大青年勇做攀登技術(shù)高峰的挑戰者、敢做數字經(jīng)濟時(shí)代的創(chuàng )新者、能做造福人類(lèi)社會(huì )的引領(lǐng)者、善做全球合作互鑒的踐行者。

  《中國網(wǎng)信》雜志:從全球范圍來(lái)看,您覺(jué)得中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于什么樣的階段?您對未來(lái)中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有怎樣的期待?

  吳建平:我國在互聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域展現出蓬勃生機,行業(yè)內部競爭激烈、你追我趕,呈現出繁榮景象。這也是中國互聯(lián)網(wǎng)處于世界前列的重要原因。

  然而,在互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān)上,我們仍然有很長(cháng)的路要走。當前主要面臨三大挑戰:計算機芯片的研究仍然落后;我國還需在互聯(lián)網(wǎng)通用技術(shù)領(lǐng)域下大力氣;我國在互聯(lián)網(wǎng)體系結構和關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)言權、話(huà)語(yǔ)權仍然不多,尤其體現在國際互聯(lián)網(wǎng)標準的制定上。

  因此,在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,我們面臨一場(chǎng)艱巨的關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰,但我們一定會(huì )打贏(yíng),把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng )新主動(dòng)權、發(fā)展主動(dòng)權牢牢掌握在自己手中!

  作者:陳歷鳳 袁媛 馮玉超

  來(lái)源:《中國網(wǎng)信》2024年第4期