张凌,教授,博士生导师,国务院政府特殊津贴专家。现任华南理工大学广东省计算机网络重点实验室主任;中国教育和科研计算机网CERNET专家委员会副主任。
CERNET:为中国互联网启蒙,为未来互联网筑梦
CERNET:为中国互联网启蒙,为未来互联网筑梦
专访CERNET专家委员会副主任、华南理工大学教授张凌

  1988年,张凌在英国国立罗瑟福研究所从事新兴的高速综合业务网络研究,这让他成为那个年代为数不多的、最早接触到互联网核心技术的中国人之一。1994年,CERNET建设伊始,他受命回国担任了中国教育和科研计算机网CERNET专家委员会副主任一职,开始效力祖国大陆刚刚起步的互联网事业。

引言
引言
CERNET是我国第一个自行设计、自主实施建设的大型计算机网络系统(全功能国际互联网),并配套启动了多项互联网相关的网络通信、网络安全和网络管理等关键技术研究项目。
张凌作为第二完成人于1997年获国家教委科技进步一等奖,同年12月获国家科技进步二等奖。他还组织牵头了“CERNET华南地区网络中心”建设和广东省教育和科研网GDERNET示范工程,两个项目均获得了极大的成功,在1995~1996年就实现了华南地区50多个教育科研单位接入CERNET并与Internet互联,一大批政府领导、学科带头人接入互联网,掀起互联网(信息高速公路)在我国华南地区发展的高潮。其中广东省教育和科研计算机网、广西自治区教育和科研计算机网、广东省政府互联网,取得了国内领先的成绩,对华南高校在教育和科研信息基础设施方面与世界的接轨起到了质的提升。
作为CERNET的“元老”, 张凌谈起CERNET建设的前世今生,如数家珍。
与CERNET结缘
与CERNET结缘
《中国教育网络》:
你最早是什么时候开始使用电子邮件的?
张凌:
1988年,我到英国罗瑟福研究所(RAL)开始做高速综合业务网络研究,第一次有了自己的电子邮件账号。
当时,欧洲的互联网应用还不是很普及,但由于英国和美国的特殊关系,所以英国的国立实验室和重点研究型大学开始使用互联网。我所在的实验室,本身也是英国科研和学术网络JANET的运行单位,负责整个英国的学术互联网运营与维护。
《中国教育网络》:
当时,国际上互联网有着不同的技术路线,也有很多争议,您当时对互联网的发展有怎样的判断?
张凌:
早期互联网的应用非常简单,主要是电子邮件和FTP,作为工具,方便科学家的科研、学习的需求。上世纪80年代末,我的主要研究方向是面向未来的网络技术、标准和系统,包括网络如何承载不同的媒体信息,例如宽带综合业务数字网B-ISDN系统以及宽带多媒体传输ATM技术等。应该说当时通信网络的学术和产业界还不知道简单的互联网业务会成为未来数据通信的主流。
我所在的英国罗瑟福实验室的研究方向包括航天、核能、激光、超算等四五个不同的领域,我所在的先进通信研究组是其中一个主要的研究方向,涵盖通信和超算等内容。这个研究组主要的研究方向集中在“未来通信系统标准和关键技术”。当时的研究者认为互联网还不可能成为一个主流的业务,通信的关键业务还是高清的语音和视频交互。所以我的博士研究方向是未来网络如何支持高清晰度的音频和视频会议传输。
经过了多轮的研究计划,大家逐步发现高清音视频业务可以用两种技术路线实现,一种是采用经典通信传输方式,通过B-ISDN/ATM系统作为通信平台进行传输;另外一种方式是可以采用互联网的IP网络协议承载高清音视频流。两种方式主要的差别在于对IP网络技术的定位。
我的博士论文是研究高保真音频包传输,并采用IP-over-ATM的传输和交换系统进行视频业务流的QoS保证,初步实现了具有服务质量保证的多媒体(音频+视频)会议系统。事实上,现在5G和未来互联网的关键应用之一就是高清音视频传输。今天可能传输带宽已经不是主要矛盾,但是如何为高清音视频提供高质量、低延时的传输所涉及的互联网新体系结构和技术难点,与早期音视频传输研究面临的挑战是几乎一样的,历史在某种程度上是螺旋上升的发展模式。
《中国教育网络》:
您是如何参与到CERNET的建设工作的?
张凌:
华南理工大学是教育部部属的六所具有通信重点学科的高校之一,所以当时国家相关部门在选择高校参与CERNET网络示范工程的过程中,华南理工大学入选是顺理成章的。早在1991年,我在导师徐秉铮教授的推荐下作为候选人,参与了国家第一届通信863专家选拔,参加了国家在通信领域的一些研究工作。
由于自己在国外网络领域的科研工作情况,在学校的召唤下,我带领华南理工大学的团队“自带粮票”参加了1994年初的“CERNET示范工程”的立项准备工作并在全国六所大学的联合攻关团队中发挥了较好的作用。我们在以清华大学为首的CERNET攻关集体中努力拼搏,共同赢得了国家发改委对“CERNET示范工程”的立项。其后,清华大学吴建平教授被任命为CERNET专家委员会主任,我担任副主任开始深入地参加了CERNET建设的初创工作。
华南理工大学比较早就开展了网络技术研究,我们通过世界银行进口的Honeywell大型计算机开展了基于TCP/IP的互联网应用系统开发,1994年初,学校与香港理工大学建立了X.25通信连接,并由此接入国际互联网。在此基础上,学校开始广泛地接触到互联网的各种服务,华南理工大学成为继北京大学、清华大学之后的第三所直接从APNIC申请到校园网独立IPv4大地址块的学校。
北大申请了一个B类地址:162,清华是166,华南理工大学最早申请了32个C类地址,202.38地址。通过这次完整的申请IP地址的过程,我与APNIC建立了非常好的交流与合作关系。互联网的管理和技术研究当时主要是西方主导,因此,CERNET早期的发展需要我们对互联网文化有所了解,值得一提的是当时参与CERNET建设的专家都有在海外留学的经验,也熟悉西方文化,因此彼此交流和沟通非常容易。可以说,“中国人的勤奋+熟悉西方文化”是我们叩开互联网大门的重要能力。
华南理工大学的IP地址申请工作是我负责的,这为我们后续开展CERNET服务工作提供了经验。CERNET成立后,马上就面临着要为很多学校的IP地址申请提供服务。一所高校,能不能申请到IP地址,影响因素非常多,清华、北大申请得早,当时的IP地址数量多,地址的分配策略比较宽松,一所一流大学,就能够获得一个B类地址。
而到华南理工大学申请时,IP地址的分配已经趋紧,地址资源越来越少,一所学校要独立申请大规模的IP地址已经不太可能。我们与吴建平老师和李星老师商量,向APNIC提出,CERNET作为一个覆盖整个中国的大网,负责所有接入教育网高校的IP地址申请和分配。这种模式是对当时互联网IP地址分配方式一个非常大的突破。这个突破的取得很不容易,因为ICANN规定各个地区的NIC需要直接面向最终客户提供服务,比如MIT或者微软申请IP地址,不需要通过运营商,它可以直接向北美的地址管理组织去申请一块地址。
CERNET既要符合中国的实际需求,又要符合整个互联网的管理惯例,是一个非常复杂的交涉过程。要完成这样一个任务,需要我们不但深入理解互联网的关键技术,又要熟练把握英语的沟通技巧。当时APNIC的负责人,他对中国是不是真的拥有设计和建设一个覆盖全国主干网的能力仍然心存疑虑。因此我们将APNIC的负责人请到清华大学实地考察,直接接触和了解CERNET的设计规划和建设情况,在吃饭的时候,我还专门将我们设计的主干网结构画了一个简图,向他们做详细的说明,最终使他们打消了疑虑,同意了我们的运作模式。
这个CERNET首创的核心网络设计和CERNET地址管理运作模式,后来影响到中国电信的第一个商用主干网络,以及中国各大运营商。可以说,在全世界的教育网络中,CERNET所创造的地址管理和网络运行模式是一种巨大的突破。
中国互联网的启蒙者和探路者
中国互联网的启蒙者和探路者
《中国教育网络》:
您认为CERNET在建设和发展的25年中,还取得了什么突出的成就?
张凌:
在推动国家的网络化和数字化进程方面,CERNET发挥了不可替代的作用。
首先在国家战略层面,CERNET 是我国网络基础设施建设最早的推动者。现在高校建设校园网可能比较简单,有较为成熟的整套方案,把设备买来、连上就可以了。但早期我们面临着很多困难,主要的网络模块不配套,可能有了高级的交换机,却没有相应水平的路由器,也没有关键的网络管理和网络安全系统;网络带宽更是重要的制约,如何高效利用昂贵的长途线路和国际线路,更是巨大的挑战。因此,国家基于CERNET组织开展了多次重大科技攻关,项目涵盖了互联网的网络层和应用层等各个主要的技术领域,这对我国互联网核心技术研究和后来的互联网应用规模发展具有非常重要的意义。
在技术研究和攻关方面,CERNET取得的成就也非常丰富。
第一是网络管理项目的研究。开展网管项目的包括三个高校,清华大学负责全国主干网的网管系统,华南理工大学和北邮负责校级网管系统的研发。我们开展网络管理技术研究是非常早的,当时在国外这一领域产品极少,特别是作为软件产品极为昂贵。当校园网规模逐渐发展,应用日益复杂化后,网络管理的重要性越来越受到重视。我们的网络管理产品都在CERNET的各级网络(特别是学校网络)的管理中发挥了较大的作用,我们为中国电信等网络管理培养了大量相关人才。
第二是搜索引擎技术研究。华南理工大学和北京大学、清华大学,分别开展了搜索引擎技术的研究和开发。华南理工的“木棉”搜索引擎和清华的“网络指南针”等都是在1995年就开始研发的科技项目,其中北大“天网”搜索引擎是比较成功的产业化例证。
第三是开展了重点学科应用系统的镜像研究和部署。我自己也算是镜像和互联网开源软件的“老祖宗”。当时,华南理工大学建立了整个中国大陆第一个互联网软件镜像站点SunSite,其中许多软件属于开源软件(Open Source),硬件由美国SUN公司捐赠给我校的大型UNIX服务器Sun 1000E承担。这个镜像最早是在斯坦福大学建立,其后香港建立了一个镜像。这个镜像支持了我国早期很多互联网软件的使用,以及Linux开源软件的开发和共享,这也是为什么广州民间成立起国内比较早的Linux爱好者俱乐部,早期的电子邮件系统开发都是从广州慢慢成长起来。
《中国教育网络》:
CERNET作为核心骨干网之一,为中国互联网的发展做出了哪些贡献?
张凌:
首先,CERNET是我国互联网实现弯道超车的一个主要平台。没有CERNET,中国不可能在高新技术领域取得这么快的发展。改革开放实现了国家的生产力解放,而互联网是实现我国整个产业升级的关键基础设施和推动力量。有了互联网,我们就可以在世界科技发展的肩膀上,做创新研究。互联网(互联网化)进入中国在推动经济总体规模和发展质量上台阶的过程中,发挥了不可替代的作用。
第二,CERNET是我国高科技人才工作和培养的重要支撑。邓小平同志提出“科学技术是第一生产力”,科学技术的核心是什么?是人才。没有互联网,海外回来的人才就无法在大学稳定下来开展高科技项目的研究和教学。我自己就是个例子,我早在1991年应学校要求回国效力。但实际上从1991年到1994年之间,我是在英国和中国之间来来回回工作,英国的研究项目有问题,就飞到英国,中国的项目有需要,就回到中国。对于科技人员来说,这样的工作方式不能形成一个有效的合作,人才也就稳定不下来。但是1994年中国有了互联网,我再也没有必要长期留在海外,大多数项目研究的工作,都可以通过互联网得到有效的解决。如果高校没有CERNET,海外人才的大规模回归是不可想象的。
第三,CERNET的建立为我国互联网建设和开展网络关键技术研究发挥了开拓者和引领者的作用。1995年,CERNET全国主干网逐步成型。华南理工大学成为核心节点,并逐渐向广东全省辐射发展。首先接触到互联网的是政府的各级领导,包括广东省政府领导、广州市领导以及部分相关单位(省信息中心等)。许多科研院所也开始尝试采用电话拨号上网(Modem)接入华南理工大学的节点,政府领导和科学家们最早开始了电子邮件的使用。例如原广州市委书记林树森以及广电部的很多领导,都有华南理工大学的电子邮件账号。领导是信息化的核心推动力,领导对互联网的准确把握至关重要。
CERNET为我国经济、技术腾飞提供了最基础的保障,为高科技人才的培养提供了基础的环境,是中国互联网从无到有,最终走向应用普及的先驱。
可以想象CERNET使互联网对中国的高层管理体制和社会经济发展冲击巨大,CERNET的专家受到各地政府的邀请,介绍信息高速公路的理念。一旦有了互联网,信息高速公路就变成一个真实的概念,每个地方政府的领导必须认真考虑,互联网与当地的经济和社会如何实现结合与发展。
广东省以前是一个管理制度相对落后的省份。改革开放后,受到香港、台湾的影响注重发展经济。但对于以互联网为代表的高新科技还不是很了解。随着CERNET的建成并在政府、科技和教育界开花,广东省政府在全国率先建立信息化领导小组和信息化专家委员会,政府和运营商也开始了互联网的建设,我负责的信息化专家委员会主要成员由政府部门和运营商领导组成,有力地推动了广东省互联网的发展,随后我们还建立了广东省五网互联系统,进一步推动了广东省信息化的普及收益,广东省和广州市的电子政务水平,一直在全国保持前列。这就是互联网时代弯道超车的典型案例。
第四,CERNET实现了中国高校学生的互联网启蒙。华南理工大学是最早将互联网接入学生宿舍的高校,我认为这是一个特别重要的工作。学校开始正式接入CERNET的前几年,经费非常紧张,PC机也限于少量的教师实验室;我在学校的支持下,通过伟易达公司的捐赠,在学校计算中心建立了一个面向学生的互联网实验室,同学们可以真实地通过互联网触摸到世界一流强校的脸庞。从1997年开始,我们在学校的支持下,从管理、技术和资金筹措方面尝试将我校的无线电系和计算机系的学生宿舍接入校园网和互联网;通过摸索和研发,我们成立了创业公司,自筹一部分资金,逐步将所有的学生宿舍联网,让当时的学生可以充分接触到世界最前沿的互联网技术。
CERNET使中国的很多一流大学的学生,能够像美国斯坦福大学等世界名校的学生一样,在一个起跑线上开展互联网的应用和研究。华南理工大学的学生进入社会(甚至有些还在上学)就成长为互联网创新应用的主力。网易公司的主要技术创始人、微信的主要设计师等,都是华南理工的学生。互联网打破了地理的界限,给我们的师生提供了一个与世界平等的科研创新环境。让我国除了“农民工红利”以外,还可以收获“工程师红利”。因为有了CERNET,我们才有基础能培养出世界一流的工程师。
CERNET:世界级的平台
CERNET:世界级的平台
《中国教育网络》:
CERNET在互联网关键技术研究上,有什么贡献?
张凌:
早期CERNET在填补国内空白的互联网原创技术方面做了非常多的工作,CERNET有明确的科研攻关计划,支持网络基础研究,工程技术,集成技术,应用技术等,是国内唯一全面开展互联网核心技术研究的集体。2000年后,CERNET在国家的互联网技术研究领域,形成了大量的科研成果,为各个行业培养了大批互联网科技人才,对工业界和社会经济发展发挥了非常重要的支持作用。
当前,习近平总书记强调加强核心技术研究,CERNET可以专注在互联网的基础技术(如互联网的体系结构研究),范围变窄了,但我们希望抓住最基础的领域,抓住相对比较困难的未来网络前沿技术去深入研究,这个过程需要有耐心,一个一个的计划,一步一步的迭代。
在未来网络的研究方面,CERNET在清华大学吴建平院士的领导下,在国内和国际上已经取得了一定的影响,下一步CERNET的每所接入学校都应该参与到互联网的核心技术研究中来,将下一代互联网核心技术的科研与学科建设、学生培养相互结合,做大做强。
《中国教育网络》:
吴建平院士指出,互联网核心技术是互联网体系结构。您对此有何看法,CERNET下一步应该在互联网体系结构研究方面做哪些贡献?
张凌:
我同意吴老师的说法,下一步互联网核心技术研究的重点领域就是互联网体系结构的未来发展趋势。吴老师去年主办了第一届互联网体系结构研讨会,我在这个会议上做了一个关键发言。我认为,未来的互联网核心网络体系将是多样化的,不再是单一的路由技术支持不同业务,而可能出现复合结构的调整。比如,5G支持下的传感网络,需要独立的低能耗处理系统。互联网体系结构可能会根据不同的业务需求进行调整,类似于软件定义的核心网络。
在面向未来的互联网核心体系结构研究中,CERNET将做出两大贡献:第一是新的体系结构研究需要好的试验平台,让从事相关研究的教授、学生能够进行充分的实验,尝试新的技术,因此一个能够支撑互联网体系结构研究的实验床是非常关键的条件。第二是CERNET的科研地位非常的突出,比如5G以外的互联网核心网是什么呢?这就是CERNET义不容辞需要回答的问题。
《中国教育网络》:
对于CERNET的未来,您有怎样的期待?
张凌:
习近平总书记说“不忘初心”,在互联网比较成熟的环境下,我们要超前并进一步提升CERNET服务水平和科研平台能力,为高校的老师和学生的科研和创新,提供一个世界级的平台,希望CERNET为我国互联网核心技术突破提供世界一流的研究环境。
CERNET25
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