張凌,教授,博士生導師,國務院政府特殊津貼專家。現任華南理工大學廣東省計算機網絡重點實驗室主任;中國教育和科研計算機網CERNET專家委員會副主任。
CERNET:為中國互聯網啟蒙,為未來互聯網筑夢
CERNET:為中國互聯網啟蒙,為未來互聯網筑夢
專訪CERNET專家委員會副主任、華南理工大學教授張凌

  1988年,張凌在英國國立羅瑟福研究所從事新興的高速綜合業務網絡研究,這讓他成為那個年代為數不多的、最早接觸到互聯網核心技術的中國人之一。1994年,CERNET建設伊始,他受命回國擔任了中國教育和科研計算機網CERNET專家委員會副主任一職,開始效力祖國大陸剛剛起步的互聯網事業。

引言
引言
CERNET是我國第一個自行設計、自主實施建設的大型計算機網絡系統(全功能國際互聯網),并配套啟動了多項互聯網相關的網絡通信、網絡安全和網絡管理等關鍵技術研究項目。
張凌作為第二完成人于1997年獲國家教委科技進步一等獎,同年12月獲國家科技進步二等獎。他還組織牽頭了“CERNET華南地區網絡中心”建設和廣東省教育和科研網GDERNET示范工程,兩個項目均獲得了極大的成功,在1995~1996年就實現了華南地區50多個教育科研單位接入CERNET并與Internet互聯,一大批政府領導、學科帶頭人接入互聯網,掀起互聯網(信息高速公路)在我國華南地區發展的高潮。其中廣東省教育和科研計算機網、廣西自治區教育和科研計算機網、廣東省政府互聯網,取得了國內領先的成績,對華南高校在教育和科研信息基礎設施方面與世界的接軌起到了質的提升。
作為CERNET的“元老”, 張凌談起CERNET建設的前世今生,如數家珍。
與CERNET結緣
與CERNET結緣
《中國教育網絡》:
你最早是什么時候開始使用電子郵件的?
張凌:
1988年,我到英國羅瑟福研究所(RAL)開始做高速綜合業務網絡研究,第一次有了自己的電子郵件賬號。
當時,歐洲的互聯網應用還不是很普及,但由于英國和美國的特殊關系,所以英國的國立實驗室和重點研究型大學開始使用互聯網。我所在的實驗室,本身也是英國科研和學術網絡JANET的運行單位,負責整個英國的學術互聯網運營與維護。
《中國教育網絡》:
當時,國際上互聯網有著不同的技術路線,也有很多爭議,您當時對互聯網的發展有怎樣的判斷?
張凌:
早期互聯網的應用非常簡單,主要是電子郵件和FTP,作為工具,方便科學家的科研、學習的需求。上世紀80年代末,我的主要研究方向是面向未來的網絡技術、標準和系統,包括網絡如何承載不同的媒體信息,例如寬帶綜合業務數字網B-ISDN系統以及寬帶多媒體傳輸ATM技術等。應該說當時通信網絡的學術和產業界還不知道簡單的互聯網業務會成為未來數據通信的主流。
我所在的英國羅瑟福實驗室的研究方向包括航天、核能、激光、超算等四五個不同的領域,我所在的先進通信研究組是其中一個主要的研究方向,涵蓋通信和超算等內容。這個研究組主要的研究方向集中在“未來通信系統標準和關鍵技術”。當時的研究者認為互聯網還不可能成為一個主流的業務,通信的關鍵業務還是高清的語音和視頻交互。所以我的博士研究方向是未來網絡如何支持高清晰度的音頻和視頻會議傳輸。
經過了多輪的研究計劃,大家逐步發現高清音視頻業務可以用兩種技術路線實現,一種是采用經典通信傳輸方式,通過B-ISDN/ATM系統作為通信平臺進行傳輸;另外一種方式是可以采用互聯網的IP網絡協議承載高清音視頻流。兩種方式主要的差別在于對IP網絡技術的定位。
我的博士論文是研究高保真音頻包傳輸,并采用IP-over-ATM的傳輸和交換系統進行視頻業務流的QoS保證,初步實現了具有服務質量保證的多媒體(音頻+視頻)會議系統。事實上,現在5G和未來互聯網的關鍵應用之一就是高清音視頻傳輸。今天可能傳輸帶寬已經不是主要矛盾,但是如何為高清音視頻提供高質量、低延時的傳輸所涉及的互聯網新體系結構和技術難點,與早期音視頻傳輸研究面臨的挑戰是幾乎一樣的,歷史在某種程度上是螺旋上升的發展模式。
《中國教育網絡》:
您是如何參與到CERNET的建設工作的?
張凌:
華南理工大學是教育部部屬的六所具有通信重點學科的高校之一,所以當時國家相關部門在選擇高校參與CERNET網絡示范工程的過程中,華南理工大學入選是順理成章的。早在1991年,我在導師徐秉錚教授的推薦下作為候選人,參與了國家第一屆通信863專家選拔,參加了國家在通信領域的一些研究工作。
由于自己在國外網絡領域的科研工作情況,在學校的召喚下,我帶領華南理工大學的團隊“自帶糧票”參加了1994年初的“CERNET示范工程”的立項準備工作并在全國六所大學的聯合攻關團隊中發揮了較好的作用。我們在以清華大學為首的CERNET攻關集體中努力拼搏,共同贏得了國家發改委對“CERNET示范工程”的立項。其后,清華大學吳建平教授被任命為CERNET專家委員會主任,我擔任副主任開始深入地參加了CERNET建設的初創工作。
華南理工大學比較早就開展了網絡技術研究,我們通過世界銀行進口的Honeywell大型計算機開展了基于TCP/IP的互聯網應用系統開發,1994年初,學校與香港理工大學建立了X.25通信連接,并由此接入國際互聯網。在此基礎上,學校開始廣泛地接觸到互聯網的各種服務,華南理工大學成為繼北京大學、清華大學之后的第三所直接從APNIC申請到校園網獨立IPv4大地址塊的學校。
北大申請了一個B類地址:162,清華是166,華南理工大學最早申請了32個C類地址,202.38地址。通過這次完整的申請IP地址的過程,我與APNIC建立了非常好的交流與合作關系。互聯網的管理和技術研究當時主要是西方主導,因此,CERNET早期的發展需要我們對互聯網文化有所了解,值得一提的是當時參與CERNET建設的專家都有在海外留學的經驗,也熟悉西方文化,因此彼此交流和溝通非常容易。可以說,“中國人的勤奮+熟悉西方文化”是我們叩開互聯網大門的重要能力。
華南理工大學的IP地址申請工作是我負責的,這為我們后續開展CERNET服務工作提供了經驗。CERNET成立后,馬上就面臨著要為很多學校的IP地址申請提供服務。一所高校,能不能申請到IP地址,影響因素非常多,清華、北大申請得早,當時的IP地址數量多,地址的分配策略比較寬松,一所一流大學,就能夠獲得一個B類地址。
而到華南理工大學申請時,IP地址的分配已經趨緊,地址資源越來越少,一所學校要獨立申請大規模的IP地址已經不太可能。我們與吳建平老師和李星老師商量,向APNIC提出,CERNET作為一個覆蓋整個中國的大網,負責所有接入教育網高校的IP地址申請和分配。這種模式是對當時互聯網IP地址分配方式一個非常大的突破。這個突破的取得很不容易,因為ICANN規定各個地區的NIC需要直接面向最終客戶提供服務,比如MIT或者微軟申請IP地址,不需要通過運營商,它可以直接向北美的地址管理組織去申請一塊地址。
CERNET既要符合中國的實際需求,又要符合整個互聯網的管理慣例,是一個非常復雜的交涉過程。要完成這樣一個任務,需要我們不但深入理解互聯網的關鍵技術,又要熟練把握英語的溝通技巧。當時APNIC的負責人,他對中國是不是真的擁有設計和建設一個覆蓋全國主干網的能力仍然心存疑慮。因此我們將APNIC的負責人請到清華大學實地考察,直接接觸和了解CERNET的設計規劃和建設情況,在吃飯的時候,我還專門將我們設計的主干網結構畫了一個簡圖,向他們做詳細的說明,最終使他們打消了疑慮,同意了我們的運作模式。
這個CERNET首創的核心網絡設計和CERNET地址管理運作模式,后來影響到中國電信的第一個商用主干網絡,以及中國各大運營商。可以說,在全世界的教育網絡中,CERNET所創造的地址管理和網絡運行模式是一種巨大的突破。
中國互聯網的啟蒙者和探路者
中國互聯網的啟蒙者和探路者
《中國教育網絡》:
您認為CERNET在建設和發展的25年中,還取得了什么突出的成就?
張凌:
在推動國家的網絡化和數字化進程方面,CERNET發揮了不可替代的作用。
首先在國家戰略層面,CERNET 是我國網絡基礎設施建設最早的推動者。現在高校建設校園網可能比較簡單,有較為成熟的整套方案,把設備買來、連上就可以了。但早期我們面臨著很多困難,主要的網絡模塊不配套,可能有了高級的交換機,卻沒有相應水平的路由器,也沒有關鍵的網絡管理和網絡安全系統;網絡帶寬更是重要的制約,如何高效利用昂貴的長途線路和國際線路,更是巨大的挑戰。因此,國家基于CERNET組織開展了多次重大科技攻關,項目涵蓋了互聯網的網絡層和應用層等各個主要的技術領域,這對我國互聯網核心技術研究和后來的互聯網應用規模發展具有非常重要的意義。
在技術研究和攻關方面,CERNET取得的成就也非常豐富。
第一是網絡管理項目的研究。開展網管項目的包括三個高校,清華大學負責全國主干網的網管系統,華南理工大學和北郵負責校級網管系統的研發。我們開展網絡管理技術研究是非常早的,當時在國外這一領域產品極少,特別是作為軟件產品極為昂貴。當校園網規模逐漸發展,應用日益復雜化后,網絡管理的重要性越來越受到重視。我們的網絡管理產品都在CERNET的各級網絡(特別是學校網絡)的管理中發揮了較大的作用,我們為中國電信等網絡管理培養了大量相關人才。
第二是搜索引擎技術研究。華南理工大學和北京大學、清華大學,分別開展了搜索引擎技術的研究和開發。華南理工的“木棉”搜索引擎和清華的“網絡指南針”等都是在1995年就開始研發的科技項目,其中北大“天網”搜索引擎是比較成功的產業化例證。
第三是開展了重點學科應用系統的鏡像研究和部署。我自己也算是鏡像和互聯網開源軟件的“老祖宗”。當時,華南理工大學建立了整個中國大陸第一個互聯網軟件鏡像站點SunSite,其中許多軟件屬于開源軟件(Open Source),硬件由美國SUN公司捐贈給我校的大型UNIX服務器Sun 1000E承擔。這個鏡像最早是在斯坦福大學建立,其后香港建立了一個鏡像。這個鏡像支持了我國早期很多互聯網軟件的使用,以及Linux開源軟件的開發和共享,這也是為什么廣州民間成立起國內比較早的Linux愛好者俱樂部,早期的電子郵件系統開發都是從廣州慢慢成長起來。
《中國教育網絡》:
CERNET作為核心骨干網之一,為中國互聯網的發展做出了哪些貢獻?
張凌:
首先,CERNET是我國互聯網實現彎道超車的一個主要平臺。沒有CERNET,中國不可能在高新技術領域取得這么快的發展。改革開放實現了國家的生產力解放,而互聯網是實現我國整個產業升級的關鍵基礎設施和推動力量。有了互聯網,我們就可以在世界科技發展的肩膀上,做創新研究。互聯網(互聯網化)進入中國在推動經濟總體規模和發展質量上臺階的過程中,發揮了不可替代的作用。
第二,CERNET是我國高科技人才工作和培養的重要支撐。鄧小平同志提出“科學技術是第一生產力”,科學技術的核心是什么?是人才。沒有互聯網,海外回來的人才就無法在大學穩定下來開展高科技項目的研究和教學。我自己就是個例子,我早在1991年應學校要求回國效力。但實際上從1991年到1994年之間,我是在英國和中國之間來來回回工作,英國的研究項目有問題,就飛到英國,中國的項目有需要,就回到中國。對于科技人員來說,這樣的工作方式不能形成一個有效的合作,人才也就穩定不下來。但是1994年中國有了互聯網,我再也沒有必要長期留在海外,大多數項目研究的工作,都可以通過互聯網得到有效的解決。如果高校沒有CERNET,海外人才的大規模回歸是不可想象的。
第三,CERNET的建立為我國互聯網建設和開展網絡關鍵技術研究發揮了開拓者和引領者的作用。1995年,CERNET全國主干網逐步成型。華南理工大學成為核心節點,并逐漸向廣東全省輻射發展。首先接觸到互聯網的是政府的各級領導,包括廣東省政府領導、廣州市領導以及部分相關單位(省信息中心等)。許多科研院所也開始嘗試采用電話撥號上網(Modem)接入華南理工大學的節點,政府領導和科學家們最早開始了電子郵件的使用。例如原廣州市委書記林樹森以及廣電部的很多領導,都有華南理工大學的電子郵件賬號。領導是信息化的核心推動力,領導對互聯網的準確把握至關重要。
CERNET為我國經濟、技術騰飛提供了最基礎的保障,為高科技人才的培養提供了基礎的環境,是中國互聯網從無到有,最終走向應用普及的先驅。
可以想象CERNET使互聯網對中國的高層管理體制和社會經濟發展沖擊巨大,CERNET的專家受到各地政府的邀請,介紹信息高速公路的理念。一旦有了互聯網,信息高速公路就變成一個真實的概念,每個地方政府的領導必須認真考慮,互聯網與當地的經濟和社會如何實現結合與發展。
廣東省以前是一個管理制度相對落后的省份。改革開放后,受到香港、臺灣的影響注重發展經濟。但對于以互聯網為代表的高新科技還不是很了解。隨著CERNET的建成并在政府、科技和教育界開花,廣東省政府在全國率先建立信息化領導小組和信息化專家委員會,政府和運營商也開始了互聯網的建設,我負責的信息化專家委員會主要成員由政府部門和運營商領導組成,有力地推動了廣東省互聯網的發展,隨后我們還建立了廣東省五網互聯系統,進一步推動了廣東省信息化的普及收益,廣東省和廣州市的電子政務水平,一直在全國保持前列。這就是互聯網時代彎道超車的典型案例。
第四,CERNET實現了中國高校學生的互聯網啟蒙。華南理工大學是最早將互聯網接入學生宿舍的高校,我認為這是一個特別重要的工作。學校開始正式接入CERNET的前幾年,經費非常緊張,PC機也限于少量的教師實驗室;我在學校的支持下,通過偉易達公司的捐贈,在學校計算中心建立了一個面向學生的互聯網實驗室,同學們可以真實地通過互聯網觸摸到世界一流強校的臉龐。從1997年開始,我們在學校的支持下,從管理、技術和資金籌措方面嘗試將我校的無線電系和計算機系的學生宿舍接入校園網和互聯網;通過摸索和研發,我們成立了創業公司,自籌一部分資金,逐步將所有的學生宿舍聯網,讓當時的學生可以充分接觸到世界最前沿的互聯網技術。
CERNET使中國的很多一流大學的學生,能夠像美國斯坦福大學等世界名校的學生一樣,在一個起跑線上開展互聯網的應用和研究。華南理工大學的學生進入社會(甚至有些還在上學)就成長為互聯網創新應用的主力。網易公司的主要技術創始人、微信的主要設計師等,都是華南理工的學生。互聯網打破了地理的界限,給我們的師生提供了一個與世界平等的科研創新環境。讓我國除了“農民工紅利”以外,還可以收獲“工程師紅利”。因為有了CERNET,我們才有基礎能培養出世界一流的工程師。
CERNET:世界級的平臺
CERNET:世界級的平臺
《中國教育網絡》:
CERNET在互聯網關鍵技術研究上,有什么貢獻?
張凌:
早期CERNET在填補國內空白的互聯網原創技術方面做了非常多的工作,CERNET有明確的科研攻關計劃,支持網絡基礎研究,工程技術,集成技術,應用技術等,是國內唯一全面開展互聯網核心技術研究的集體。2000年后,CERNET在國家的互聯網技術研究領域,形成了大量的科研成果,為各個行業培養了大批互聯網科技人才,對工業界和社會經濟發展發揮了非常重要的支持作用。
當前,習近平總書記強調加強核心技術研究,CERNET可以專注在互聯網的基礎技術(如互聯網的體系結構研究),范圍變窄了,但我們希望抓住最基礎的領域,抓住相對比較困難的未來網絡前沿技術去深入研究,這個過程需要有耐心,一個一個的計劃,一步一步的迭代。
在未來網絡的研究方面,CERNET在清華大學吳建平院士的領導下,在國內和國際上已經取得了一定的影響,下一步CERNET的每所接入學校都應該參與到互聯網的核心技術研究中來,將下一代互聯網核心技術的科研與學科建設、學生培養相互結合,做大做強。
《中國教育網絡》:
吳建平院士指出,互聯網核心技術是互聯網體系結構。您對此有何看法,CERNET下一步應該在互聯網體系結構研究方面做哪些貢獻?
張凌:
我同意吳老師的說法,下一步互聯網核心技術研究的重點領域就是互聯網體系結構的未來發展趨勢。吳老師去年主辦了第一屆互聯網體系結構研討會,我在這個會議上做了一個關鍵發言。我認為,未來的互聯網核心網絡體系將是多樣化的,不再是單一的路由技術支持不同業務,而可能出現復合結構的調整。比如,5G支持下的傳感網絡,需要獨立的低能耗處理系統。互聯網體系結構可能會根據不同的業務需求進行調整,類似于軟件定義的核心網絡。
在面向未來的互聯網核心體系結構研究中,CERNET將做出兩大貢獻:第一是新的體系結構研究需要好的試驗平臺,讓從事相關研究的教授、學生能夠進行充分的實驗,嘗試新的技術,因此一個能夠支撐互聯網體系結構研究的實驗床是非常關鍵的條件。第二是CERNET的科研地位非常的突出,比如5G以外的互聯網核心網是什么呢?這就是CERNET義不容辭需要回答的問題。
《中國教育網絡》:
對于CERNET的未來,您有怎樣的期待?
張凌:
習近平總書記說“不忘初心”,在互聯網比較成熟的環境下,我們要超前并進一步提升CERNET服務水平和科研平臺能力,為高校的老師和學生的科研和創新,提供一個世界級的平臺,希望CERNET為我國互聯網核心技術突破提供世界一流的研究環境。
黑马人工计划客户端