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吳建平:千錘百煉迎來中國互聯(lián)網(wǎng)厚積薄發(fā)

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

中國工程院院士、中關(guān)村實驗室主任、清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)研究院院長吳建平參與了互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入中國之前15年的技術(shù)儲備,并在中國實現(xiàn)全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)后的30年里,作為建設(shè)者和開拓者之一,先后參與建成了我國第一個全國性互聯(lián)網(wǎng)中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET,以及全球規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)CERNET2。近年來,又基本建成國家未來互聯(lián)網(wǎng)試驗基礎(chǔ)設(shè)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)實現(xiàn)了從無到有、從小到大的發(fā)展奇跡,而且從一開始就著眼于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的研究探索”。

15年技術(shù)儲備帶來的厚積薄發(fā)

《中國網(wǎng)信》雜志:您參與了中國互聯(lián)網(wǎng)從無到有的建設(shè)過程。20世紀(jì)70年代末,您就已經(jīng)開始計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究。當(dāng)時都進(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學(xué)習(xí)和工作生涯,都與互聯(lián)網(wǎng)緊密“綁”在一起,我有幸參與并見證了中國互聯(lián)網(wǎng)的從無到有。

1979年,我考取了清華大學(xué)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)研究生,開啟了我的計算機網(wǎng)絡(luò)研究生涯。我應(yīng)該是在國內(nèi)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)歷史來看,20世紀(jì)60~90年代是至關(guān)重要的時期。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(jié)構(gòu)。1984年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出開放式系統(tǒng)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(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)思路,先建立連接后再傳數(shù)據(jù);另外一條則是基于“TCP/IP”思路,堅持采用無連接分組交換技術(shù)。當(dāng)時,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(dāng)時我們進(jìn)行計算機網(wǎng)絡(luò)研究的國際背景。

20世紀(jì)80年代初,由于當(dāng)時國外對包括計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在內(nèi)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(tuán)隊的學(xué)生就用這些資料學(xué)習(xí)、探索,嘗試根據(jù)這些資料中的國際標(biāo)準(zhǔn),自己摸索設(shè)計建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。

1984年,清華自主開發(fā)建設(shè)了一套符合OSI體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)。這個利用三臺節(jié)點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(使用電話或綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為硬件設(shè)備來架構(gòu)廣域網(wǎng)的ITU-T網(wǎng)絡(luò)協(xié)議),不久就被派上了大用場。以這個雛形網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)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年亞運會中得到應(yīng)用。

《中國網(wǎng)信》雜志:實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)做訪問學(xué)者。當(dāng)時美國第一個采用TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)國家科學(xué)基金會網(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(xiàn)代意義的互聯(lián)網(wǎng)。

當(dāng)時,全球OSI和TCP/IP這兩條技術(shù)線路正處于最激烈的競爭之中。我一用上當(dāng)時的互聯(lián)網(wǎng),就深刻體會到TCP/IP協(xié)議的優(yōu)點。首先,無連接分組交換保證了互聯(lián)網(wǎng)的高效傳輸。其次,在推廣實施方面,TCP/IP協(xié)議踐行開源、開放、共享的理念,這種低廉親民的路線,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(以下簡稱“國家計委”)組織世界銀行提供貸款的中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)(NCFC,中國國家計算與網(wǎng)絡(luò)設(shè)施)項目啟動。NCFC由中國科學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)共同建設(shè),具體由各單位先建自己的計算機網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上建立NCFC主干網(wǎng)。當(dāng)時三個單位組建了8位專家的總體組,完成項目的總體設(shè)計和技術(shù)線路決策,我是其中一員。

到了20世紀(jì)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(dá)全球的電子郵件功能,但還沒有全功能開通互聯(lián)網(wǎng)的其他功能。當(dāng)時,由NCFC牽頭與支持NSFNET的美國國家科學(xué)基金會交接洽談,申請中國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng),最終得到認(rèn)可。1994年4月20日,NCFC項目通過美國斯普林特公司(Sprint)的64K國際專線,實現(xiàn)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,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(zhàn)略CERNET應(yīng)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(shè)30周年。CERNET是我國第一個全國性的主干互聯(lián)網(wǎng),請您談?wù)凜ERNET是如何建設(shè)的。

吳建平:國家計委和國家教委商定,由清華大學(xué)牽頭,啟動建設(shè)中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程,建設(shè)中國第一個互聯(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(fù)責(zé)起草項目建議書。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》。1994年7月,開通了采用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”通過論證。同年11月2日,國家計委緊急批復(fù)啟動“中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET示范工程”項目建設(shè),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(dān)建設(shè)。

從規(guī)劃到落實,CERNET建設(shè)推進(jìn)的速度非常快。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(shè)任務(wù),通過了國家計委主持的項目驗收。我國第一個全國互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)CERNET采用64K DDN線路連接全國8個城市的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。正是有了這個時期的技術(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(yīng)用中快速選擇正確的技術(shù)路線和技術(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)展過程中發(fā)揮了怎樣的作用?

吳建平:現(xiàn)在看來,當(dāng)時我國全功能接入國際互聯(lián)網(wǎng)的決策無疑是非常明智和絕對正確的。正是因為我們沒有輸在起跑線上,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(wěn)居前列。

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

第一,對互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)。1996年,國家啟動“九五”國家重點科技攻關(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(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)展開研究。從此開始了對互聯(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,推動我國首批互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的研究與開發(fā)。1995年,CERNET在中國互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面取得顯著進(jìn)步,一系列標(biāo)志性的成果相繼問世,其中包括開通了中國第一個電子雜志《神州學(xué)人》的網(wǎng)頁服務(wù),建立了中國大陸首個大型BBS站點“水木清華”,以及研發(fā)了國內(nèi)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(shè)了下一代互聯(lián)網(wǎng)CERNET2,當(dāng)時主要是出于什么考慮?

吳建平:CERNET第一個十年取得了不少成就,我們也同樣密切關(guān)注著國際下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展動態(tài)。

20世紀(jì)90年代初期,互聯(lián)網(wǎng)通過學(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(shè)計初期的一些技術(shù)缺陷也逐漸顯現(xiàn),其中最典型的問題是IP地址嚴(yán)重不足。1996年起,美國、日本、歐洲等國家開始研究下一代互聯(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,推動國家開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)基金委員會的支持下,CERNET主導(dǎo)參與的中國第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)地區(qū)試驗網(wǎng)——“中國高速互連研究試驗網(wǎng)絡(luò)NSFCNET”通過驗收。這是我國第一個下一代互聯(lián)試驗網(wǎng)絡(luò),首次實現(xiàn)了與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet2的IPv6互聯(lián),標(biāo)志著我國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究建設(shè)取得重要突破。

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

CERNET2不僅拉開了中國互聯(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(biāo)準(zhǔn)制定等方面贏得了更多的話語權(quán)。2008年,北京奧運會采用了我們提供的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,您又主持了未來互聯(lián)網(wǎng)試驗設(shè)施FITI項目,請您介紹一下這個項目的建設(shè)背景和情況。

吳建平:下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展面臨很多挑戰(zhàn),比如擴展性、安全性、實時性、移動性和高性能等技術(shù)挑戰(zhàn)。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(rèn)真思考的問題,也是我們建設(shè)未來互聯(lián)網(wǎng)試驗設(shè)施FITI的初衷。

十多年以來,全球未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展總的來看有兩種技術(shù)路線。第一種技術(shù)路線號稱是“革命性”的,就是重新設(shè)計互聯(lián)網(wǎng),典型代表是美國的GENI和FIND研究計劃,結(jié)果表明推倒現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng),重新設(shè)計一個新互聯(lián)網(wǎng)并未成功。而第二種路線就是基于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行“演進(jìn)性”技術(shù)創(chuàng)新。其實互聯(lián)網(wǎng)誕生50多年來,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(jù)國內(nèi)外未來互聯(lián)網(wǎng)研究的成果和CERNET2項目的建設(shè)經(jīng)驗,我們認(rèn)為,現(xiàn)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(zhàn),保持不斷演進(jìn)和迭代,一定可以把未來互聯(lián)網(wǎng)做大做強,滿足建設(shè)人類命運共同體的遠(yuǎn)大理想。

我們堅持用演進(jìn)的路線來建設(shè)未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗驗證基礎(chǔ)設(shè)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(dān)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“未來互聯(lián)網(wǎng)試驗設(shè)施(簡稱FITI)”項目的一個重大技術(shù)試驗成果,又是FITI高性能主干網(wǎng)的重要組成部分。

堅決打贏互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)

《中國網(wǎng)信》雜志:2024年全國兩會期間,您圍繞以互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)支撐網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)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(yīng)該如何實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破?

吳建平:掌握核心技術(shù)是獲取未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)言權(quán)和話語權(quán)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(jié)構(gòu),互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是支撐互聯(lián)網(wǎng)運行和發(fā)展的最根本結(jié)構(gòu),其中包含互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)RFC,處于世界領(lǐng)先地位。

其次要充分認(rèn)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),就意味著我們掌握了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主動權(quán),掌握了自己互聯(lián)網(wǎng)的命脈。互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)要不來、買不來、討不來。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年全國兩會期間,習(xí)近平總書記明確指出“要實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化,互聯(lián)網(wǎng)這一關(guān)必須要過”。總書記的講話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,同時也深感責(zé)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。

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

《中國網(wǎng)信》雜志:您參與建設(shè)了我國網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科,請您介紹下當(dāng)前我國在網(wǎng)絡(luò)空間人才培養(yǎng)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與期待?

吳建平:網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科的設(shè)立對我國互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)來說是一個重要的戰(zhàn)略性舉措。

2014年,黨中央明確提出了設(shè)立網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科的目標(biāo),旨在系統(tǒng)性地培養(yǎng)高端專業(yè)技術(shù)人才。當(dāng)時,教育部指派我擔(dān)任專家論證組長,負(fù)責(zé)牽頭論證網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科的設(shè)立。專家團(tuán)隊全力以赴,攻堅克難,在短短一年時間內(nèi)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(fù)了我國網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科的設(shè)置,2016年1月,國家批準(zhǔn)了首批29家一級學(xué)科和博士點高校。

多年來,我也指導(dǎo)過不少年輕的科研人員,感觸很深。中國科研環(huán)境變得越來越好,特別是對年輕科研人員的支持力度在加大。但數(shù)字時代快速發(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(zhàn)者、敢做數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的創(chuàng)新者、能做造福人類社會的引領(lǐng)者、善做全球合作互鑒的踐行者。

《中國網(wǎng)信》雜志:從全球范圍來看,您覺得中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于什么樣的階段?您對未來中國互聯(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(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出蓬勃生機,行業(yè)內(nèi)部競爭激烈、你追我趕,呈現(xiàn)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?nèi)匀挥泻荛L的路要走。當(dāng)前主要面臨三大挑戰(zhàn):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(jié)構(gòu)和關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)言權(quán)、話語權(quán)仍然不多,尤其體現(xiàn)在國際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定上。

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

[責(zé)任編輯:潘旺旺]