“種子基金”，助我播種ＡＰＰＬＥ

項目背景：為穩定地支持信息領域基礎科學的前沿性探索，鼓勵具有創新能力的人才和群體，微軟亞洲研究院設立創新研究基金。基金資助對象為以優秀科學家為學術帶頭人、中青年科學家為骨干的研究群體，他們圍繞某一重要研究方向提出項目計劃書，研究院提供相應的支持，并指定研究員與高校教師聯合開展項目工作。微軟創新研究基金設立以來，已經支持上百個項目，涉及近40所高校或研究機構。

了解更多信息，請訪問以下網站：http://research.microsoft.com/asia/ur/InnoFund.aspx

2008年6月18日，我們在大連開會，實驗室P2P組的博士生姚宏說大家一致建議搞個組里的文化衫，并且，要把組里幾年來的工作都銘刻在這件文化衫上，如前胸布滿我們成功或者失敗開發的系統的名字，后面寫上“P2P@CGCLSCTS(注：注：華中科技大學集群與網格計算湖北省重點實驗室暨服務計算技術與系統教育部重點實驗室的簡稱)，Since 2003”。聽完后，我感慨萬千，是啊，若在文化衫的前面印上一個個鮮紅誘人的“蘋果”，再加上黑黃搭配的PKTown等等，那該是多么的炫酷與意義非凡啊！回想P2P組的發展歷程，這幾年大家在一起經歷的酸甜苦辣，我們從初識“種子基金”到與其結下不解之緣，這一切仿佛又不斷浮現在眼前……

結緣“種子基金”

實驗室的研究工作涵蓋了計算系統虛擬化、網格計算、對等計算、系統安全等四個方向。其中，對等計算研究方向是在2003年的實驗室暑期工作會議（自20001年起，每年7、8月間召開一次實驗室全體師生參加的創新項目研討與工作總結會）上正式確立的，而其發展興起卻要從AnySee和APPLE說起。這項被譽為“種子基金”的微軟亞洲研究院創新研究基金，從播種那天起，就承載了大量研究者的期望。而我們與它的結緣，要追溯到2004年。那年，我還是一名博士研究生，隨導師金海教授一起去清華大學參加一個項目申報討論會。會議討論的主題是對等計算及廣域網虛擬平臺，這是一個國家自然科學基金委與微軟亞洲研究院聯合資助的重點項目，也是國家層面部署在對等計算領域較高級別的一個研究類課題。會上，我們有幸結識了時任微軟亞洲研究院系統研究組主任研究員的張崢博士（現為微軟亞洲研究院副院長）。在這之前，我們P2P組的同學們利用一個暑期的時間開發了一個對等直播流媒體系統AnySee，它在校園網里支持了幾個大的賽事直播。我們的團隊年輕且富有研究的激情，我們的研究方向圍繞當前的最新熱點，這與“專門支持以優秀優秀科學家為學術帶頭人、中青年科學家為骨干，圍繞某一重要研究方向進行基礎研究或應用基礎研究的研究群體”的“微軟亞洲研究院創新研究基金”的要求十分吻合。因此，憑借著“AnySee”這個項目，我們研究團隊爭取到了微軟亞洲研究院創新研究基金的支持。事實上，正是以這個“對各項目實施特別、專門的支持，提供研究員輔助指導、資金設備等人力、物力的資源”基金計劃的支持為契機，我們實驗室的對等計算研究小組得以逐步發展壯大。

拓源引水，吾家APPLE初長成

在我們的第一個對等直播系統AnySee開發并使用了半年后，我們發現傳統的E-Learning系統大多數是一種信息傳輸的模式，該模式只能對提出請求的學生提供基于WEB的靜態內容。這樣，不僅老師和學生之間就缺少了交互，而且學生之間也不能交流學習心得。另外，一方面，由于E-Learning內容服務器的局限性，學生們常常得不到所需要的動態資源或實時資源；另一方面，由于缺少全局教育資源視圖，學生們很難找到他們所需要的資源。于是我們大膽采用了P2P的拓撲結構來構造媒體、音頻以及白板數據的大規模分發，并加入了節點交互機制。這種結合了P2P技術與網格技術的全新E-learning系統既很好地滿足了低成本的動態知識交流，又能盡可能訪問現存教學資源并快速定位。我們的項目基于微軟的Microsoft.NET框架作了基本實現，利用P2P技術實現了在Internet上實時課堂的直播，使得在同一時間不同地方的學生可以同時參與一個課堂的教學后，同時利用WSRF.NET來創建其網格服務，借此來提供用戶統一的資源視圖，達到整合學習資源的目的。

這就是APLLE系統，即“A Novel P2P based E-learning Environment”的簡稱。在資助我們的同時，微軟亞洲研究院還通過其巨大的國際影響力與學術地位為我們的項目爭取更多的資助；另外，微軟亞洲研究院的相關資深研究員們還多次與我們進行誠懇的交流，給予我們關于研究熱點及重點上的指導和幫助；并熱情地邀請我們的學生赴京參觀實習，與我們共同培養人才。在微軟亞洲研究院的幫助下，我們的研究隊伍不斷壯大，研究水平也不斷提高。

APPLE熟了，孩子大了

“APPLE”的出現，解決了一些面向系統化網絡學習的問題，比如網絡學校中的在線考試、在線作業批改、課后問題解答等都成為了可能。該平臺的誕生對當今“知識就是引擎”的社會無疑是一個極大的喜訊。我們期待著這顆承載著希望的蘋果越成長越豐碩，讓每一個處于信息時代的人都品嘗到它的香甜。

在“APPLE”成熟的同時，我們也欣慰地看到了我們“孩子”的長大：由我們和微軟亞洲研究院聯合培養的博士研究生程斌在系統領域的頂級國際會議ACM Eurosys（2008）上發表了《Towards Cinematic Internet Video-on-Demand》一文，這是我校有史以來第一次在此會議上發表論文；另外，他還在《ACM Transactions on Multimedia Computing， Communications and Applications》、NOSSDAV2008 等重要的國際雜志和國際會議上發表了數篇優秀論文。同在微軟亞洲研究院實習過的尹佐寧也在“IEEE International Region 10 Conference”、“第六屆分布式計算國際研討會”、“第11屆亞太區通信會議”等會議上發表了數篇論文。參與項目的尹佐寧、張超、袁泉、劉三民等人也收到了Texas AM University等高校的錄取通知書進行進一步的深造。這幾年來，我們的學術隊伍不斷壯大，現在已經達到了十余名博士研究生和二十余名碩士研究生的規模。

一路高歌，百花齊放

我們這個積極奮進的研究團體夜以繼日地努力，除開發了對等直播系統AnySee、對等遠程教育系統APLLE外，我們還開發出了對等高性能計算平臺P2HP、對等點播系統Gridcast、對等游戲平臺PKTown、對等無線媒體系統MoSee、對等VoIP系統CutePhone、對等平臺Ripple等。一路走來，讓我們倍感這些成果的來之不易，同時我們也深深地體會到了微軟亞洲研究院發揮其平臺作用為中國高校作出的巨大努力。

2006年，組里的幾個新系統同時上線，包括了GridCast的新版本和PKTown的第一個版本。基于P2P模式提供媒體點播服務的Gridcast系統生不逢時，沒有足夠帶寬、足夠穩定部署環境的支持，以及在遍布BT的教育網，該系統注定不會獲得大量用戶的立即喜愛。因為，在教育網下載一部電影只是幾分鐘的事情。但是，我們也驚奇的發展，系統在線用戶一度突破了800多人。由此，我們收集了許多日志數據，但是如何改善系統性能？如何發掘出一些典型性的規律？在這最關鍵的時刻，微軟亞洲研究院的張崢博士給予了我們大量的幫助。博士生程斌帶著許多想法、日志去了微軟亞洲研究院，在張崢博士及Lex Stein博士那里獲得了許多幫助與解決問題的靈感。

PKTown系統則是另外一個故事。仔細調研了現有包括浩方等游戲平臺的問題后，同學們提出了基于P2P技術來構架一個新的游戲平臺的想法。經過多次驗證、分析，該系統的設計是可行的。從2007年5月開始，該系統的在線人數一路攀升，如今每天人數波動都在幾百到1500之間。PKTown能夠得到這樣的肯定，其決定性的因素在于它設計了一套延遲敏感的聚集算法，俗語即是“游戲玩家的撮合率高”，能使那些具有較小延遲的玩家自動聚集。2007年，我們的研究重點轉向P2P平臺，嘗試設計一種對上面應用可控可管且可提供拓撲設計支持的底層公用平臺，它能夠減小每一種應用對底層網絡的采樣壓力，簡化每一種應用的開發流程，提高系統對不同應用中的用戶節點的監控與管理能力。這個美好的愿望，取名為Ripple。Ripple已經于2008年初開發完成了一個簡單的原型系統，可以支持幾種典型應用，初步實現了設計初衷。

在我們沿著P2P的技術路線前行的時候，微軟亞洲研究院多次給予了無私的幫助。為了擴展Gridcast系統的使用規模，實驗室又獲得了微軟亞洲研究院新的項目支持，此項目的宗旨是把Gridcast做到國家精品課程共享系統中去。經過努力，目前一個基本的系統已經完成了。

幾年來，微軟亞洲研究院給予了我們多個項目的支持，使得我們有精力去實現一些具體的系統、關鍵的算法。并在微軟亞洲研究院多位資深研究員悉心指導下，我們發表了一系列高水平論文。事實上，在“創新研究基金計劃”下，微軟亞洲研究院支持了國內很多高校擁有創新性想法的項目，從資金、技術指導、人才培養等方面為項目的啟動創造了良好的氛圍，為其逐步發展壯大起到了巨大的推動作用。作為該計劃的受益者之一，我覺得這種支持應不斷持續下去，為中國的高校搭建一條通往國際研究高峰的成功之路。