吳建平:千錘百煉迎來中國(guó)互聯網厚積薄發

來源:《中國(guó)網信》 時間:2024-05-04

  2024年是中國(guó)全功能(néng)接入國(guó)際互聯網30周年。30年來,互聯網深刻地改變了人們的生産生活方式,推動了社會變革。《中國(guó)網信》雜志(zhì)邀請國(guó)内外互聯網領域知名專家,推出一系列署名文(wén)章與訪談,共同回顧波瀾壯闊的30年。

  中國(guó)工程院院士、中關村實驗室主任、清華大學(xué)網絡研究院院長(cháng)吳建平參與了互聯網進入中國(guó)之前15年的技(jì )術儲備,并在中國(guó)實現全功能(néng)接入國(guó)際互聯網後的30年裏,作(zuò)為(wèi)建設者和開拓者之一,先後參與建成了我國(guó)第一個全國(guó)性互聯網中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET,以及全球規模最大的純IPv6下一代互聯網主幹網CERNET2。近年來,又基本建成國(guó)家未來互聯網試驗基礎設施FITI(CERNET3)。

  回顧互聯網進入中國(guó)的曆史,吳建平院士感慨良多(duō),“中國(guó)互聯網實現了從無到有、從小(xiǎo)到大的發展奇迹,而且從一開始就着眼于互聯網技(jì )術和應用(yòng)的研究探索”。

15年技(jì )術儲備帶來的厚積薄發

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):您參與了中國(guó)互聯網從無到有的建設過程。20世紀70年代末,您就已經開始計算機網絡技(jì )術的研究。當時都進行了哪些探索、取得了怎樣的成果?

  吳建平:回顧我五十年的整個學(xué)習和工作(zuò)生涯,都與互聯網緊密“綁”在一起,我有幸參與并見證了中國(guó)互聯網的從無到有。

  1979年,我考取了清華大學(xué)計算機系統結構專業研究生,開啓了我的計算機網絡研究生涯。我應該是在國(guó)内最早從事計算機網絡研究的科(kē)技(jì )人員之一。

  從互聯網曆史來看,20世紀60~90年代是至關重要的時期。1969年,互聯網的前身APARNET(阿帕網)在美國(guó)誕生。逐漸地,國(guó)際上很(hěn)多(duō)大公司開始研發自己的計算機網絡,也都推出了各自的計算機網絡體(tǐ)系結構。1984年,國(guó)際标準化組織(ISO)提出開放式系統互聯通信參考模型(OSI)。之後,國(guó)際上關于計算機網絡的研究逐漸彙集成兩條脈絡:一條是基于傳統電(diàn)信網絡思路,先建立連接後再傳數據;另外一條則是基于“TCP/IP”思路,堅持采用(yòng)無連接分(fēn)組交換技(jì )術。當時,基于電(diàn)信思路的OSI是計算機網絡界推崇的主流。這是當時我們進行計算機網絡研究的國(guó)際背景。

  20世紀80年代初,由于當時國(guó)外對包括計算機網絡技(jì )術在内的高科(kē)技(jì )産品施行禁運,我們隻能(néng)看到零星的技(jì )術資料。我和團隊的學(xué)生就用(yòng)這些資料學(xué)習、探索,嘗試根據這些資料中的國(guó)際标準,自己摸索設計建設網絡。

  1984年,清華自主開發建設了一套符合OSI體(tǐ)系結構的計算機網絡。這個利用(yòng)三台節點機加上六七台微型計算機組成的“計算機網絡雛形”采用(yòng)X.25協議(使用(yòng)電(diàn)話或綜合業務(wù)網絡設備作(zuò)為(wèi)硬件設備來架構廣域網的ITU-T網絡協議),不久就被派上了大用(yòng)場。以這個雛形網絡為(wèi)基礎的計算機網絡技(jì )術成果先後在國(guó)家某重要工程、清華大學(xué)校園網、1990年亞運會中得到應用(yòng)。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):實際上在我國(guó)全功能(néng)連接到國(guó)際互聯網之前,就已經有很(hěn)多(duō)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(ná)大不列颠哥(gē)倫比亞大學(xué)(UBC)做訪問學(xué)者。當時美國(guó)第一個采用(yòng)TCP/IP的互聯網主幹網國(guó)家科(kē)學(xué)基金會網絡(NSFNET)剛剛建立,而UBC正是加拿(ná)大計算機網絡研究之祖和連接到NSFNET國(guó)家學(xué)術網的發源地。在這裏,我第一次接觸到現代意義的互聯網。

  當時,全球OSI和TCP/IP這兩條技(jì )術線(xiàn)路正處于最激烈的競争之中。我一用(yòng)上當時的互聯網,就深刻體(tǐ)會到TCP/IP協議的優點。首先,無連接分(fēn)組交換保證了互聯網的高效傳輸。其次,在推廣實施方面,TCP/IP協議踐行開源、開放、共享的理(lǐ)念,這種低廉親民(mín)的路線(xiàn),就是互聯網的基因所在,與清華大學(xué)自建的X.25校園網有很(hěn)大不同。

  1989年12月回國(guó)後,正趕上國(guó)家計劃委員會(以下簡稱“國(guó)家計委”)組織世界銀行提供貸款的中關村地區(qū)教育與科(kē)研示範網絡(NCFC,中國(guó)國(guó)家計算與網絡設施)項目啓動。NCFC由中國(guó)科(kē)學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)共同建設,具體(tǐ)由各單位先建自己的計算機網絡,在此基礎上建立NCFC主幹網。當時三個單位組建了8位專家的總體(tǐ)組,完成項目的總體(tǐ)設計和技(jì )術線(xiàn)路決策,我是其中一員。

  到了20世紀90年代初期,盡管中國(guó)科(kē)學(xué)院高能(néng)所、清華校園網等都能(néng)使用(yòng)通達全球的電(diàn)子郵件功能(néng),但還沒有全功能(néng)開通互聯網的其他(tā)功能(néng)。當時,由NCFC牽頭與支持NSFNET的美國(guó)國(guó)家科(kē)學(xué)基金會交接洽談,申請中國(guó)全功能(néng)接入國(guó)際互聯網,最終得到認可(kě)。1994年4月20日,NCFC項目通過美國(guó)斯普林特公司(Sprint)的64K國(guó)際專線(xiàn),實現了與國(guó)際互聯網的全功能(néng)連接。

  回顧這一段曆史,可(kě)以說,我們很(hěn)幸運地趕在1995年互聯網商業化的前夕全功能(néng)接入了國(guó)際互聯網,基本跟上了國(guó)際步伐。

服務(wù)國(guó)家戰略CERNET應運而生

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):今年是我國(guó)全功能(néng)接入國(guó)際互聯網30周年,也是CERNET建設30周年。CERNET是我國(guó)第一個全國(guó)性的主幹互聯網,請您談談CERNET是如何建設的。

  吳建平:國(guó)家計委和國(guó)家教委商定,由清華大學(xué)牽頭,啓動建設中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET示範工程,建設中國(guó)第一個互聯網主幹網。

  1994年2月,清華大學(xué)成立“中國(guó)教育和科(kē)研計算機網”項目小(xiǎo)組,負責起草(cǎo)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)經由國(guó)家教委向國(guó)家計委呈交了《中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET示範工程項目建議書》。1994年7月,開通了采用(yòng)X.25通信技(jì )術連接北京、上海、南京、廣州和西安(ān)5個城市6所高校的CERNET試驗網。

  同年9月,“中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET示範工程可(kě)行性研究報告”通過論證。同年11月2日,國(guó)家計委緊急批複啓動“中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET示範工程”項目建設,由國(guó)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實驗網拓撲圖。

  從規劃到落實,CERNET建設推進的速度非常快。1995年12月20日,“中國(guó)教育和科(kē)研計算機網CERNET示範工程”提前一年完成建設任務(wù),通過了國(guó)家計委主持的項目驗收。我國(guó)第一個全國(guó)互聯網主幹網CERNET采用(yòng)64K DDN線(xiàn)路連接全國(guó)8個城市的10所高校,共連接了108所高校。

  互聯網在中國(guó)的發展不是“平地起高樓”,一蹴而就,正因為(wèi)千錘百煉,才迎來厚積薄發。回顧中國(guó)互聯網發展的曆史,一定不能(néng)忘記互聯網發展前的15年。正是有了這個時期的技(jì )術儲備和人才積澱,我們才能(néng)不斷在計算機網絡技(jì )術探究和應用(yòng)中快速選擇正确的技(jì )術路線(xiàn)和技(jì )術方案,互聯網才能(néng)在中國(guó)快速發展。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):CERNET在我國(guó)互聯網發展過程中發揮了怎樣的作(zuò)用(yòng)?

  吳建平:現在看來,當時我國(guó)全功能(néng)接入國(guó)際互聯網的決策無疑是非常明智和絕對正确的。正是因為(wèi)我們沒有輸在起跑線(xiàn)上,我國(guó)互聯網發展才能(néng)一直保持強勁态勢,在國(guó)際競争格局中穩居前列。

  作(zuò)為(wèi)中國(guó)首個全國(guó)性互聯網,CERNET不僅見證了中國(guó)互聯網從無到有、從小(xiǎo)到大的發展奇迹,而且從一開始就着眼于互聯網關鍵技(jì )術和應用(yòng)的研究探索。

  第一,對互聯網核心技(jì )術的持續攻關。1996年,國(guó)家啓動“九五”國(guó)家重點科(kē)技(jì )攻關項目。基于建成的CERNET示範工程,國(guó)家撥款支持我們圍繞計算機信息網絡及其應用(yòng)關鍵技(jì )術展開研究。從此開始了對互聯網技(jì )術的全方位剖析,力求徹底理(lǐ)解和掌握互聯網的基本工作(zuò)原理(lǐ)和關鍵核心技(jì )術。

  第二,推動我國(guó)首批互聯網應用(yòng)的研究與開發。1995年,CERNET在中國(guó)互聯網應用(yòng)方面取得顯著進步,一系列标志(zhì)性的成果相繼問世,其中包括開通了中國(guó)第一個電(diàn)子雜志(zhì)《神州學(xué)人》的網頁服務(wù),建立了中國(guó)大陸首個大型BBS站點“水木(mù)清華”,以及研發了國(guó)内第一代互聯網浏覽器、搜索引擎和防火牆等。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):在CERNET之後,您又主持建設了下一代互聯網CERNET2,當時主要是出于什麽考慮?

  吳建平:CERNET第一個十年取得了不少成就,我們也同樣密切關注着國(guó)際下一代互聯網的發展動态。

  20世紀90年代初期,互聯網通過學(xué)術網向全世界迅速蔓延,以互聯網為(wèi)代表的計算機網絡在全球取得巨大成功。但是,互聯網設計初期的一些技(jì )術缺陷也逐漸顯現,其中最典型的問題是IP地址嚴重不足。1996年起,美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家開始研究下一代互聯網,提出了互聯網協議第六版IPv6。從IPv4到IPv6,互聯網的格局面臨重新(xīn)洗牌。我國(guó)科(kē)技(jì )人員立刻敏銳地捕捉到下一代互聯網的新(xīn)發展契機,推動國(guó)家開始加緊研究部署中國(guó)的下一代互聯網。

  2001年,在國(guó)家自然科(kē)學(xué)基金委員會的支持下,CERNET主導參與的中國(guó)第一個下一代互聯網地區(qū)試驗網——“中國(guó)高速互連研究試驗網絡NSFCNET”通過驗收。這是我國(guó)第一個下一代互聯試驗網絡,首次實現了與國(guó)際下一代互聯網絡Internet2的IPv6互聯,标志(zhì)着我國(guó)下一代互聯網研究建設取得重要突破。

  2003年,國(guó)務(wù)院批準國(guó)家發展和改革委員會等八個部委組織實施中國(guó)下一代互聯網CNGI示範工程,CERNET承擔了其中最大的IPv6試驗網絡CERNET2/6IX建設。2004年12月,全球規模最大的純IPv6主幹網CERNET2正式開通運行。

  CERNET2不僅拉開了中國(guó)互聯網的技(jì )術創新(xīn)序幕,還為(wèi)中國(guó)在全球互聯網治理(lǐ)和技(jì )術标準制定等方面赢得了更多(duō)的話語權。2008年,北京奧運會采用(yòng)了我們提供的IPv6技(jì )術,這在國(guó)外産生了巨大的影響力。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):之後,您又主持了未來互聯網試驗設施FITI項目,請您介紹一下這個項目的建設背景和情況。

  吳建平:下一代互聯網體(tǐ)系結構的創新(xīn)發展面臨很(hěn)多(duō)挑戰,比如擴展性、安(ān)全性、實時性、移動性和高性能(néng)等技(jì )術挑戰。在這樣的創新(xīn)背景下,怎麽去發展新(xīn)一代互聯網,是全球互聯網界都在認真思考的問題,也是我們建設未來互聯網試驗設施FITI的初衷。

  十多(duō)年以來,全球未來互聯網的發展總的來看有兩種技(jì )術路線(xiàn)。第一種技(jì )術路線(xiàn)号稱是“革命性”的,就是重新(xīn)設計互聯網,典型代表是美國(guó)的GENI和FIND研究計劃,結果表明推倒現在的互聯網,重新(xīn)設計一個新(xīn)互聯網并未成功。而第二種路線(xiàn)就是基于現在的互聯網進行“演進性”技(jì )術創新(xīn)。其實互聯網誕生50多(duō)年來,一直是在演進中不斷創新(xīn)發展的。曆史證明,互聯網的創新(xīn)和發展始終是相互依存的。根據國(guó)内外未來互聯網研究的成果和CERNET2項目的建設經驗,我們認為(wèi),現在的互聯網,特别是下一代互聯網仍然具有強大的生命力,隻要不斷解決它的各種技(jì )術挑戰,保持不斷演進和叠代,一定可(kě)以把未來互聯網做大做強,滿足建設人類命運共同體(tǐ)的遠(yuǎn)大理(lǐ)想。

  我們堅持用(yòng)演進的路線(xiàn)來建設未來互聯網技(jì )術試驗驗證基礎設施。2023年11月13日,全球首條1.2T超高速下一代互聯網主幹通路在我國(guó)面世。這條通路既是清華大學(xué)承擔國(guó)家重大科(kē)技(jì )基礎設施“未來互聯網試驗設施(簡稱FITI)”項目的一個重大技(jì )術試驗成果,又是FITI高性能(néng)主幹網的重要組成部分(fēn)。

堅決打赢互聯網核心技(jì )術攻堅戰

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):2024年全國(guó)兩會期間,您圍繞以互聯網核心技(jì )術支撐網絡強國(guó)建設和高質(zhì)量發展發言。什麽是互聯網核心技(jì )術?我們應該如何實現關鍵核心技(jì )術的突破?

  吳建平:掌握核心技(jì )術是獲取未來互聯網技(jì )術發言權和話語權的關鍵所在。

  首先要弄清什麽是互聯網核心技(jì )術。互聯網核心技(jì )術就是互聯網體(tǐ)系結構,互聯網體(tǐ)系結構是支撐互聯網運行和發展的最根本結構,其中包含互聯網傳送數據的格式定義IPv6等。

  在這些年的研究中,我們在兩代互聯網過渡技(jì )術、下一代互聯網源地址驗證技(jì )術上都獲得了重大突破,先後獲得了20餘項互聯網标準RFC,處于世界領先地位。

  其次要充分(fēn)認識掌握互聯網核心技(jì )術的重大意義。掌握了核心技(jì )術,就意味着我們掌握了互聯網發展的主動權,掌握了自己互聯網的命脈。互聯網的核心技(jì )術要不來、買不來、讨不來。隻有保持互聯網創新(xīn)發展中的自立自強,才能(néng)真正掌握互聯網關鍵核心技(jì )術。

  2024年全國(guó)兩會期間,習近平總書記明确指出“要實現中國(guó)式現代化,互聯網這一關必須要過”。總書記的講話給予我們很(hěn)強的信心。作(zuò)為(wèi)互聯網研究工作(zuò)者,我備感振奮,同時也深感責任重大,堅定信念一定要把互聯網技(jì )術創新(xīn)的這條路走下去。

  事實也證明,中國(guó)人完全有能(néng)力、有信心打赢下一代互聯網關鍵核心技(jì )術攻堅戰。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):您參與建設了我國(guó)網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē),請您介紹下當前我國(guó)在網絡空間人才培養方面的情況。此外,您對投身中國(guó)互聯網事業的年輕人有什麽寄語與期待?

  吳建平:網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē)的設立對我國(guó)互聯網人才培養來說是一個重要的戰略性舉措。

  2014年,黨中央明确提出了設立網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē)的目标,旨在系統性地培養高端專業技(jì )術人才。當時,教育部指派我擔任專家論證組長(cháng),負責牽頭論證網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē)的設立。專家團隊全力以赴,攻堅克難,在短短一年時間内高效地完成了網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē)的論證工作(zuò)。2015年6月,國(guó)務(wù)院正式批複了我國(guó)網絡空間安(ān)全一級學(xué)科(kē)的設置,2016年1月,國(guó)家批準了首批29家一級學(xué)科(kē)和博士點高校。

  多(duō)年來,我也指導過不少年輕的科(kē)研人員,感觸很(hěn)深。中國(guó)科(kē)研環境變得越來越好,特别是對年輕科(kē)研人員的支持力度在加大。但數字時代快速發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(jì )術高峰的挑戰者、敢做數字經濟時代的創新(xīn)者、能(néng)做造福人類社會的引領者、善做全球合作(zuò)互鑒的踐行者。

  《中國(guó)網信》雜志(zhì):從全球範圍來看,您覺得中國(guó)互聯網發展處于什麽樣的階段?您對未來中國(guó)互聯網的發展有怎樣的期待?

  吳建平:我國(guó)在互聯網應用(yòng)領域展現出蓬勃生機,行業内部競争激烈、你追我趕,呈現出繁榮景象。這也是中國(guó)互聯網處于世界前列的重要原因。

  然而,在互聯網核心技(jì )術攻關上,我們仍然有很(hěn)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後;我國(guó)還需在互聯網通用(yòng)技(jì )術領域下大力氣;我國(guó)在互聯網體(tǐ)系結構和關鍵核心技(jì )術領域的發言權、話語權仍然不多(duō),尤其體(tǐ)現在國(guó)際互聯網标準的制定上。

  因此,在互聯網領域,我們面臨一場艱巨的關鍵核心技(jì )術攻堅戰,但我們一定會打赢,把互聯網的創新(xīn)主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中!

  作(zuò)者:陳曆鳳 袁媛 馮玉超

  來源:《中國(guó)網信》2024年第4期