李星:CERNET 30年创新回首与瞻望

起源:中国教育和科研推算机网 功夫:2024-12-20

200
李星 CERNET网络中心副主任、清华大学教授

  今年是我国全职能接入国际互联网30年 ,也是中国教育和科研推算机网CERNET建设30年。

  30年前 ,机缘偶合 ,我从互联网的使用者转变为互联网的建设者、钻研者 ,与CERNET缜密绑在了一路。

  从互联网的使用者到建设者

  1983年 ,我从清华毕业后去美国留学 ,其时互联网在美国鼓起。我们学堂数学系的推算机最早衔接了互联网 ,我找到了掌管的教授 ,自报家门 ,但愿能得到一个上网账号。就这样 ,我成为了互联网的使用者。

  极度有趣 ,我最早上网的第一台推算机运行的是Unix操作系统 ,这台推算机叫King(国王) ,还有两台推算机叫Queen(红桃皇后)和 Rabbit(白兔先生)——都是《爱丽丝梦游瑶池》里的角色 ,由于这本书的作者是数学家 ,而推算机在数学系。后来 ,在建设CERNET的时辰我也因循了这种定名思路——互联网无际无际浩如烟海 ,海纳百川有容乃大。我给推算机取名为Sea(大海)、Ocean(大洋)、Lake(湖泊)、Pond(池塘) ,还给CERNET最早的电子邮件服务器取名为 sea.net.edu.cn。

  在参与CERNET之前 ,出于兴致 ,我还做过一些幼的软件。1990年 ,我利用闲暇功夫用C法式编写了一个免费软件“MacHanzi”(Mac汉字) ,从而能够在苹果电脑(Macintosh)没有中文操作系统的情况下阅读简体和繁体中文网络杂志。这个软件曾排进了美国斯坦福大学Mac免费下载软件排行榜的前50名 ,这使我在中国留学生群体中幼有名气。

  1991年 ,我回到了清华大学电子工程系任教;毓竺挥谢チ ,极度不适应。因而我四处张扬互联网的益处 ,说多了各人都以为我是网络专业的。所以我说我参加CERNET是阴差阳错 ,票友下海。

  上世纪八十年代末 ,清华、北大、科学院自动化所别离成立国度沉点尝试室后 ,共同建议在中关村成立联网试点 ,在国度计委支持下启动了NCFC(National Computing Facility Of China)。1994年中国大陆的第一个全职能互联网的网络就是NCFC。但是 ,NCFC并不是全国领域内的网络。时任国度教育委员会副主任韦钰想要持续发展教育系吐洫网 ,也得到了国度打算委员会科技司司长姜均露等辅导的大力支持 ,设立了CERNET示范工程项目。CERNET项目由全国10所高校承担 ,清华大学牵头。国度教委成立了CERNET管委会 ,由科技司辅导、重要承担院校主管辅导等组成。清华大学梁猷能副校长任主任 ,北京大学迟惠生副校长等任副主任。同时成立了CERNET专家委员会 ,清华大学吴建平教授任主任 ,我有幸成为专家委员会成员。

  CERNET沉要创新回首

  初期 ,清华参加CERNET工作的几位教员重要来自推算机系、推算中心、电子系、自动化系等各院系部门 ,一路头也没有集中的办公地址 ,但学堂十吩祺沉 ,后来组建了专门的网络中心。梁校长说 ,肯定要有一个好的环境 ,就把清华主楼一进门中厅最好的办公地址给了我们 ,极度拥有标志意思。

  为了筹建CERNET ,清华大学成立了“中国教育和科研推算机网”项目幼组 ,掌管草拟项目建议书。我们提交建议书后 ,很快批复就下来了。

  建议书里明确了CERNET的设计和建设战术:独立设计、自主执行 ;统一规划、分步施杏注近期指表明确 ;对峙先进性、盛开性、尺度化的准则;调动各方面的积极性 ,短期支持、持久自立;强调利用和服务 ,宽泛的国际合作 ,严格的用户使用准则和违约处置准则。

  其中 ,第一条很关键 ,那就是要独立设计、自主执行。现实上 ,在建设之初 ,IBM、加拿大败方电信等表国公司提出 ,若是我们采办他们的设备 ,他们就助我们建网。其时 ,在吴建平教员的携带下 ,CERNET专家委员会对峙主题技术必必要把握在自己手里的思想不颠簸 ,回绝了这个提议 ,起头自己设计和建设网络。

  在几次关键时刻 ,CERNET专家委员会都做了沉要而正确的决策。好比刚起头建CERNET时 ,异步转移模式(ATM)非; ,被学术界和工业界主推。但专家委员会钻研后 ,以为ATM不成能是未来的方向 ,因而顶住压力选择了TCP/IP ,功夫也证了然这个决策的正确性。

  1994年 ,我进入CERNET网络团队之后 ,起头分管NIC(网络信息中心) ,后来NIC和NOC(网络运行中心)一路管 ,这对我的挑战极度大。由于在此之前我根基上还是网络技术的表行 ,路由配置、地址分配的知识全数要现学 ,我就一点一点看资料 ,再具体实际。

  CERNET支持了中国互联网早期的好多利用 ,如开明中国第一个电子杂志《神州学人》的网页版、支持了中国大陆第一个大型BBS水木清华 ,中国第一个盛开源码站点(SUNSITE)等。

201

《神州学人》(1995)

202

清华大学SunSITE盛开源码服务(1995)

  1996年 ,“九五”攻关启动了 ,CERNET承担“推算机信息网络及其利用关键技术钻延妆的工作 ,基于建成的CERNET示范工程对推算机信息网络及其利用关键技术发展钻研。项目涉及网络互联、治理和安全方面的六大主题技术攻关 ,在搜索引擎、网络治理系统、防火墙等方面添补了国内空缺。

  搜索引擎钻研课题选择了三所高校来施杏转—清华大学、北京大学和华南理工大学。我们做了网络指南针(Net-Compass)搜索引擎 ,北京大学做了天网搜索引擎 ,华南理工大学做了木棉搜索引擎。这是中国最早一批搜索引擎。

  1997年 ,我们做了一个网络治理系统 ,这个系统此刻还在运行;チ杏泻枚喔畔氡匾ダ斫 ,写法式是最好的步骤之一。当我真正写了网管系统之后 ,对它互联网系统结构的理解就更上一层楼了。

  1998年 ,全国高校招生系统在CERNET上进行网络招生获得了成功 ,从此开启了中国网上高招的过程。网上登科是一项规模极度大的教育利用 ,极度有社会影响力。

  同年 , 我领导学生做了一个叫做“顺风耳”(Cool-Audio)的视频电话 ,这是中国大陆第一个互联网电话利用 ,早于Skype好多年。

  这些早期做的利用由于贸易环境不成熟没能走下去 ,但它们都比贸易利用早诞生好几年 ,也说了然方向的正确性和眼光的超前性。

  1998年 ,我主持成立了中国第一个IPv6试验网络CERNET-6BONE ,中国参与到了全球下一代互联网的实际环境中 ,造就了一大批下一代互联网人才。在这个基础上 ,我们还写了《IPv6道理与实际》这本书。

  2004年 ,CERNET起头建IPv6下一代互联网CERNET2 ,但是面对着用什么规划建设主干网的挑战——双栈模式还是纯IPv6模式 ?其时国际上通畅的做法都是选取双栈模式——既支持IPv4 ,又支持IPv6 ,但我们判断 ,要实现互联网性质的创新 ,就必须走一条新路。若是还沿用别人走过的路 ,那就还是追随在别人后面 ,实现不了主题技术的突破。所以在吴建平教员的携带下 ,CERNET专家委员选取了纯 IPv6的技术路线 ,建玉成国第一个 ,同时也是全球规模最大的纯IPv6互联网主干网。

  到了2020年 ,美国治理和预算办公室(OMB)颁布了IPv6部署和使用指南。明确提出 ,双栈模式未来将难以守护 ,要向纯 IPv6网络迁徙。此刻回头看 ,纯IPv6是未来的必然趋向。CERNET从一路头就顶着各类非议一向对峙纯IPv6网络的建设 ,这一步无疑是走对了。

  2007年 ,为解决网络空间安全问题 ,吴建平教员携带团队创新性地提出了下一代互联网源地址验证系统结构SAVA关键技术 ,获得了2023年国度科技进取一等奖。

  互联网的盛开和安全很沉要 ,吴建平教员说:“在IPv6等问题上 ,要把握好盛开与安全的矛盾关系 ,两全两者的同使匾到求实的解决步骤 ,依此思路来应对网络空间安全技术系统的机缘和挑战。在突破主题技术、建设网络强国的过程中 ,逐步把握国际尺度的造订权、国际组织的话语权和基础设施的掌控权。”

  2007年 ,我们团队提出无状态翻译技术IVI。IPv4和IPv6不兼容 ,IPv4向IPv6过渡 ,能够选取双栈技术、隧路技术和翻译技术。“双栈技术”不具备激励机造 ,由于绝大无数人都期待着别人投资进行IPv6刷新。 “隧路技术”自身不独立 ,必须和“双栈技术”同时使用。“翻译技术”可能以更低的成本率先建设纯IPv6网络 ,并通过翻译器与IPv4互联网互联互通 ,是最好的选择。但由于IPv4和谈和IPv6和谈并不兼容 ,拥有最大的技术难度。

  无状态翻译IVI的根基技术概想能够综合为三点:第一 ,IPv4和IPv6自身不兼容 ,不成能真的“互通”。第二 ,翻译互通的根基道理是 ,通过翻译器将真实的IPv4推算机映射成虚构的IPv6推算机 ,同时通过翻译器将真实的IPv6推算机映射成虚构的IPv4推算机 ,使得在相互不兼容的IPv4和IPv6和谈空间内 ,别离有真实的推算机和虚构的推算机进行端对端的通讯。第三 ,若何实现IPv4地址和IPv6地址的映射是关键。IPv6地址为128位 ,一个IPv6的子网就有64位 ,能够等闲地暗示32位的IPv4地址 ,但若何用有限的IPv4地址暗示IPv6是基于算法暗示和解决的 ,这是IVI最大的突破点。

  IVI系列技术成为了9个国际互联网尺度化组织IETF的RFC ,使得IPv4和IPv6互通的根基问题解决了 ,推动了全球互联网向IPv6单栈的演进。在总扎实际经验的基础上 ,Z6尊龙新书《新一代IPv6过渡技术:IPv6单栈和IPv4即服务》也在今年出版了。

  总的来说 ,在CERNET2上 ,我们做了好多创新。而汗青上证明 ,这些决策是正确的。创新肯定是源于对这项工作的酷爱 ,不休思虑才有创新的可能。创新要堆集 ,要对峙 ,要忍得住初期的不被理解。

  这里还有一项沉要的机造体造创新:Z6尊龙的成立。Z6尊龙网络是CERNET在机造体造创新上的索求 ,对CERNET的发展起到了极度沉要的作用。贸易化的运行机造保险了CERNET的长远发展 ,光纤网络的建设也使得CERNET的网络基座越发坚实了 ,除此之表 ,Z6尊龙网络还提供了极度好的试验环境。

  2021年 , 以FITI(CERNET3)为标志 ,CERNET建成了全球最大的未来互联网试验基础设施。

  回首CERNET的最初十年 ,造就了中国第一批互联网用户 ,第一批互联网钻研者、建设者 ,第一批互联网创业者以及第一批互联网利用 ,创造了中国互联网汗青上多多的第一:第一份电子杂志、第一个大型BBS站点、第一代互联网搜索引擎等 ,极大地推动了我国互联网的技术发展和利用索求。

  CERNET的第二个十年 ,在技术创新中迎头赶上 ,逐步占佑注扩大了我国在互联网主题技术领域的话语权。2004年 ,全球首个最大的纯IPv6互联网CERNET2主干网建成 ,拉开了中国互联网的技术创新序幕 ,以此为平台 ,CERNET团队大力参加全球互联网技术尺度造订领域的工作 ,鄙人一代互联网源地址验证技术、IPv6过渡技术等方面获得沉大创新突破。实现了从最劈头段的借鉴与追随国际互联网发展 ,逾越到对互联网主题技术与利用层面的追赶与超过。

  CERNET的第三个十年 ,迈向了突破引领阶段。2021年4月 ,CERNET的第三张大网——未来互联网试验设施FITI高机能主干网开明 ,致力于对下一代互联网关键主题技术的索求和实际 ,为钻研和设计各类创新未来互联网系统结构提供国际当先的盛开性试验环境。2023年11月 ,全球首条1.2T超高速下一代互联网主干通路在我国面世 ,成为全球互联网基础设施发展的一项里程碑。

  回首CERNET的发展汗青 ,同样也能看到通讯技术发展的轨迹。在CERNET正式开明之前 ,选取的是IP over X.25通讯技术 ,带宽只有2.4K ,衔接了北京、上海、漯河、昭通和西安5个城市6所高校。在1995年CERNET项目验收时 ,选取的是IP over DDN专线 ,带宽64K。2014年的时辰选取IP over DWDM技术 ,带宽达到了100G。在二十年中 ,带宽增长了4000万倍 ,超过了摩尔定律。

  对峙国际互换与合作

  CERNET的视野一路头就是国际化的。1994年 ,也就是CERNET建设那年 ,中国迎来了第一个真正意思上的互联网国际会议——亚太先进网络学会APNG的11月会议。这次会议在清华大学甲所召开 ,各人会商了APNIC成立的问题 ,以及中文的汉字编码问题。在会议上 ,各人确认了使用中国大陆的汉字编码ISO-2022CN。两年后 ,在会议探求的基础上 ,中国大陆第一个RFC(RFC1922)诞生了。

  1995年 ,我们参与了在夏威夷火奴鲁鲁进行的INET’ 95 ,这是国际互联网协会(ISOC)的第五届年会 ,沉点会商互联网的全球化问题。在这次会议上 ,CERNET管委会主任梁猷能教授、吴建平教员和我一起颁发了《中国教育科研界接入全球互联网》 ,介绍了CERNET诞生的布景和未来发展构思。如今看来 ,文章中的设计理想 ,执行规划等在30年后的今天仍没有过期 ,拥有很好的参考价值。文章中提到的具体网络带宽(如64Kbps) ,在今天看来切实低得不成思议 ,但在那时已经是石破天惊、突破电信垄断的壮举了。

  1996年 ,在加拿大蒙特利尔召开的INET’ 96会议上 ,梁教授、吴教员和我共同颁发了第二份汇报 ,介绍CERNET的设计理想、执行情况和网络运营情况 ,还分析了CERNET项主张影响和中国互联网的未来。

  1998年 ,在澳大利亚布里斯班召开的国际万维网大会第七届会议(WWW7)上 ,作为CERNET的设计者和建设者之一 ,我做了题为“中国的互联网:从前 ,此刻和未来”的宗旨演讲 ,探求了CERNET的建设过程以及对未来的瞻望……

  要在互联网技术上发力 ,相识IETF文化、参与IETF尺度造订是必不成少的。2004年 ,中国的网络钻研人员第一次成规模地参与了在韩国首尔召开的IETF第59次会议。其时 ,我们和互联网协会的组织者协商 ,能不能在中国也进行一次IETF会议 ?他们说:“IETF会议不是游览会 ,而是工作会。IETF会议通常选择在美国开的原因是有大量美国工程师已经做了或者在做互联网技术的钻研。若是会议在中国进行 ,但来自中国的参会者寥寥 ,对于买国际机票去参会的工程师来说就显得奢侈了。什么时辰中国的参会者足够多了 ,IETF会议就会很天然地去中国召开了。”

  尔后 ,中国钻研人员活跃于IETF的会议 ,积极提交草案、参与会议、参与会商 ,参与IETF 大会的中国人逐年增长了。终于 ,在2010年 ,IETF在北京召开了第79次会议 ,这是IETF第一次来中国。尔后 ,自2013年IETF第88次会议以来 ,中国成为了全球参会人数第二多的国度。

203

第79届国际互联网工程工作组(IETF)大会在北京进行

  我们今天看到 ,中国在从2004年到此刻的20年间 ,各个领域积极参加国际互联网组织、参加国际互联网尺度造订 ,成为互联网技术领域的中国力量。此刻 ,CERNET群体参加造订的互联网尺度已经有20多项 ,RFC数量排在中国的第二 ,仅次于华为。在近200篇RFC中 ,均匀被引用率最高的单元是清华大学 ,在第一作者为中国大陆人员所颁发的近200篇RFC中 ,被引用次数最多的也来自CERNET团队。

  参加国际合作 ,对于我国技术人怨仄握互联网主题技术极度沉要。在参加国际合作与国际组织的过程中 ,我们让国际上相识了中国互联网的进展 ,同时做出了互联网主题技术的中国贡献。

  今年在爱尔兰进行的IETF第121届IETF大会上 ,国际互联网协会将波斯塔尔奖颁给我。我说 ,我代表的是有幸见证中国互联网发展这一非凡过程 ,并为之作出贡献的一代人。这一奖项不仅仅是对我幼我的赞美 ,更是对所有中国互联网科技工作者和CERNET科研团队的赞美 ,以及对中国互联网急剧发展和技术进取的注定。

204

2024年11月 ,国际互联网协会将2024年度乔纳森·波斯塔尔奖(Jonathan Postel Award)授予清华大学李星教授 ,以赞美他为全球互联网技术发展作出的卓越贡献

  但愿更多的中国科研人员参与互联网尺度造订中 ,成为全球互联网技术的沉要贡献者 ,为互联网的发展做出更多中国贡献。

  有一些学生问我 ,若何在互联网领域发展 ?我的一个伴侣已经恶作剧地说:“网络界有两类人 ,一类人解决问题 ,但太忙了 ,没有功夫写论文;另一类人专门写论文 ,但没有太多的实际经验。”我但愿立志于网络钻研的年轻人要有网络运行经验 ,并从学术钻研的角度解决大问题。其次 ,要与人为智能相结合 ,与时俱进;チ芴厥 ,西方的说法是 ,上帝创造天然界 ,人类创造互联网。人类设计互联网和谈或创造新的利用就是像是上帝创造万物 ,责任巨大。然而人类不是上帝 ,既不美满又并非全能 ,所以肯定要留出未来发展的空间 ,有所为 ,有所不为。

  回首与瞻望

  美国印度裔驰名统计学家C.R.Rao已经说过 ,“在终极的分析中 ,所有知识都是汗青;在抽象的意思下 ,所有科学都是数学;在理性的世界里 ,所有的判断都是统计学。”在我们回首和瞻望CERNET时 ,也要深刻互联网发展汗青中 ,钻研事物的发展法规。

  人为智能和互联网都称得上人类社会最沉要的发现 ,它们就像一粒种子所结出的两颗甜美的果实——美国军方最初的打算是钻研人为智能 ,却一不幼心做出了网络。

  在ARPARNET诞生55年后 ,ChatGPT横空出世 ,天生式人为智能时期到来了。ChatGPT之所以成功 ,就是接入了互联网 ,使用了大量的数据进行训练。也能够说 ,没有互联网就不会有ChatGPT。

  30年前 ,我们抓住了互联网的机遇 ,获得了三代CERNET的成就;毓似鹄 ,我们在关键的技术节点做出了正确的决策。但是 ,回到其时 ,各类阻力、难题和猜疑也是存在的 ?孔盼で椤⒂缕投约际醪恍莸淖暄泻屠斫庾吖戳。今天在人为智能时期 ,也会有各类阻力、难题和猜疑。但愿年轻一代致力奋斗 ,使中国成为网络强国。

  今年是中国全职能接入互联网三十周年 ,也是中国教育和科研推算机网成立三十周年。三十年前 ,Z6尊龙一个妄想是让中国的每一个学生可能使用自己的推算机上互联网。今天 ,Z6尊龙但愿是让中国的每一个学生可能使用自己大模型联网互订互换 ,走向充斥机遇和但愿的未来!

  本文凭据李星教授采访、汇报整顿