人才培養(yǎng)與技術創(chuàng)新的雙贏專訪清華大學教授李星

文/張彤

互聯網IPv4地址已分配完畢，全球各發(fā)達國家紛紛出臺下一代互聯網過渡計劃與時間表。我國積極應對互聯網發(fā)展的新形式，由國務院主持召開專門會議，確定了加快發(fā)展下一代互聯網產業(yè)的路線圖。2008年，由國家發(fā)改委等8部委聯合組織實施了“2008年下一代互聯網業(yè)務試商用及產業(yè)化專項”。作為專項中規(guī)模最大而且是第一個啟動的項目，“教育科研基礎設施IPv6升級和應用示范”項目由教育部領導，中國教育和科研計算機網網絡中心組織協調，清華大學、北京大學等100所學校承擔建設。日前該項目通過了國家發(fā)改委和教育部等政府相關部門的專項驗收。專家指出，此次項目驗收不僅使我國在下一代互聯網技術研究和商用領域走在了國際的前列，也成為中國下一代互聯網人才培養(yǎng)的搖籃。為此我們采訪了該項目負責人之一、清華大學教授李星，請他就我國下一代互聯網的發(fā)展和人才培養(yǎng)情況，談了自己的看法。

從全球下一代互聯網發(fā)展的情況看，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，大家都站在同樣的起跑線上，這是我們的機會，也同樣說明，中國發(fā)展下一代互聯網沒有現成的經驗可以借鑒，因此我們必須通過自己的努力，摸索發(fā)展。

清華大學網絡科學與網絡空間研究院副院長、教授 李星

IPv6發(fā)展的三大推手

《中國教育網絡》：當前，全球I P v 4地址資源已經枯竭，世界各國都在積極推進以I P v 6為核心的下一代互聯網建設，中國政府已經確立了下一代互聯網發(fā)展的明確時間表和路線圖，如何看待I P v 6在當前發(fā)展互聯網產業(yè)過程中的地位和作用？

李星：這要從兩個層面來分析，第一個層面是從中國的網民總數看，這是一個剛性的需求，中國的人口是世界最大的，這就決定了中國網民的潛在規(guī)模，而我們實際的上網普及率還不夠高，只有42%，而發(fā)達國家平均網民的普及率已經達到了75%，從這個角度看，我們還有相當大的發(fā)展空間。但是目前我們的互聯網使用的是第4代協議，也就是通常所說的IPv4。這個協議規(guī)定了IP地址是32位的，那么IP地址的總數就是2的32次方，43億個。目前從國際的地址分配狀況看，地址資源已經枯竭了。

第二，從當前業(yè)內新技術的發(fā)展層面看，IPv6也存在三大重要的技術推手。這三個技術都是當前全球網絡產業(yè)所共同關注的，首先是移動互聯網技術，無線網絡和移動終端的應用越來越普及，例如筆記本電腦、智能手機、iPad等等，每一個移動設備都需要有自己的IP地址，對于同一個用戶來說，使用的移動終端越多，他需要占有的IP地址就越多。這一應用趨勢將進一步導致地址資源的稀缺。其次是云計算和虛擬化技術，傳統(tǒng)的物理設備需要一個公有IP地址，但通過對物理機的虛擬，同一臺機器可能被虛擬成了幾臺甚至十幾臺、幾十臺設備，每一個虛擬機要訪問服務器、要發(fā)起服務都需要一個獨立的公有IP地址，也就是說，在云計算的環(huán)境中，對地址的需求將成倍地增長。地址資源的短缺是顯而易見的。第三個是物聯網技術，溫家寶總理提出了“感知中國”的概念，通過傳感器網絡，現在是計算機上網，將來電視、冰箱、洗衣機、汽車，各種東西都要上網，對IP地址的需要就是天文級的數字。因此IPv4顯然已經無法滿足互聯網技術發(fā)展對地址的需求。在這個背景下，國家提出發(fā)展下一代互聯網，搶占下一代互聯網技術制高點，爭取“第五疆域”的話語權。這是非常及時和必要的，是我國互聯網產業(yè)發(fā)展的必由之路。

《中國教育網絡》：您和很多專家都曾經多次提出應發(fā)展I P v 6產業(yè)鏈，以促進下一代互聯網產業(yè)的發(fā)展，如何理解I P v 6的產業(yè)鏈概念？

李星：與IPv4相比較，IPv6的技術優(yōu)勢在于其可以提供的地址資源近乎無限，對移動互聯網、物聯網、云計算而言，IPv6無疑能夠提供更大的支持。據工信部2012年所作的調研報告，未來5年，中國IP地址需求總量可能高達345億。在IPv4地址告罄的背景下，作為IPv4的替代者，IPv6商用的現實價值和戰(zhàn)略意義更加凸顯出來。國家已經制定了明確的IPv6發(fā)展時間表，在2013年年底前，將開展IPv6網絡小規(guī)模商用試點，形成成熟的商業(yè)模式和技術演進路線，2014年至2015年，實現商用的基本普及，IPv6寬帶接入用戶數超過2500萬，實現IPv4和IPv6主流業(yè)務互通。這就不只是一個技術問題，或者是網絡設備是否支持IPv6的問題，它是一個系統(tǒng)工程，涉及到終端、網絡、應用、管理和運維，每一個部分都有可能帶動IPv6的爆炸性發(fā)展。

現在，運營商都在推動實現三網融合，那么在IPv6的基礎上實現三網融合更加適應互聯網發(fā)展的趨勢，因此，運營商目前也在積極實施IPv6的部署和更新，國內三大運營商均已明確了各自IPv6規(guī)劃。中國電信將在長沙、無錫等地試點的基礎上，增加新的省市啟動互聯網基礎設施改造，目標發(fā)展300萬用戶；中國聯通計劃投入8億元資金推進下一代互聯網產業(yè)；中國移動則計劃5年內實現IPv6的全面應用。從產業(yè)鏈的源頭和基礎設施的層面上，IPv6的發(fā)展條件已經成熟。

IPv6的產業(yè)鏈除了設備層面，還有操作系統(tǒng)的層面和應用軟件，目前新開發(fā)的操作系統(tǒng)都已經支持IPv6，如Windows8、iOS6等大部分主流的操作系統(tǒng)廠商都在積極推進對IPv6的支持。

終端是IPv6產業(yè)鏈的另一個關鍵環(huán)節(jié)，目前新出廠的智能終端，比如筆記本電腦、智能手機、平板電腦等基本都能夠對IPv6有很好的支持。在產業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)上，許多互聯網公司已經建立起兼容IPv6的網站。國外，如Facebook等頂級互聯網公司均陸續(xù)開放IPv6協議支持，國內主流廠商如中興、華為等，其產品已經支持IPv6；此外，一些軟件廠商和服務提供商也已做好了準備，可以隨時過渡到支持IPv6的新版本。

從這個角度看，中國在IPv6整個產業(yè)鏈的發(fā)展空間是非常大的，特別是我們此次專項驗收中包括了IPv6網絡的支撐技術和應用示范，這也為IPv6的商用和整個產業(yè)鏈的發(fā)展提供了借鑒。

人才培養(yǎng)大提速

《中國教育網絡》：此次C N G I教育基礎設施I P v 6升級和應用示范項目，中國的教育信息化和下一代互聯網建設取得了哪些成果，該項目對于我國下一大互聯網人才培養(yǎng)的重要意義是什么？

李星：從全球下一代互聯網發(fā)展的情況看，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，大家都站在同樣的起跑線上，這是我們的機會也同樣說明，中國發(fā)展下一代互聯網沒有現成的經驗可以借鑒，因此我們必須通過自己的努力，摸索發(fā)展。此次CNGI教育基礎設施IPv6升級和應用示范項目建設的實施，為我們的科技工作者提供了一個難得的在實踐中學習鍛煉的機會，通過這些實際的研究和研發(fā)工作，我國下一代互聯網領域的專業(yè)人才得到了大量在實際工作中學習和提升的機會，這些都為我國培養(yǎng)大批下一代互聯網人才，為我國下一代互聯網商用人才儲備發(fā)揮了巨大的作用。

此次CNGI教育基礎設施IPv6升級和應用示范項目建設取得的成果，與我國下一代互聯網人才培養(yǎng)工作的開展是相輔相成，共同發(fā)展的。可以說是一次人才培養(yǎng)與技術創(chuàng)新的雙贏。

在高等教育信息化基礎環(huán)境建設方面，通過該項目，我們建設完成了中美下一代互聯網10G高速互聯，為國內外科技人員在全球范圍內開展下一代互聯網合作研究提供了開放性的試驗環(huán)境。中美兩國之間基于IPv6下一代互聯網的10G高速互聯，保證了CNGI與國際主要下一代互聯網學術網的高速連接，使得CNGI-6IX國際互聯網帶寬增加至13.5G，成功支持了一批下一代互聯網領域的重大技術試驗和國際合作。

通過中美之間更加有效的合作，我們不但能夠更迅速地提升CNGI-CERNET2主干網的接入能力，更增加了中國和美國在下一代互聯網研究方面的溝通與合作，支持了200多萬IPv6用戶訪問全球的網絡資源的能力和效率，支持了上千個信息資源和應用系統(tǒng)面向全球的IPv6服務，使我國高校師生能夠更加方便快捷，也更及時準確地獲取全球最新教育和科技資源信息，為我國科技人員掌握當前世界最先進技術發(fā)展趨勢和國家高科技人才的培養(yǎng)提供了更加有效的途徑和手段。

通過我們的自主研發(fā)，我們完成了6項IPv6網絡支撐技術試商用系統(tǒng)及產品，這些技術項目已經成功地在100個校園網以及CNGI-CERNET2主干網實現了大規(guī)模聯合部署與試商用，形成了較為完整的下一代互聯網公共技術與公共服務支撐平臺，在IPv6管控、IPv4/IPv6過渡、IPv6網絡服務等方面試驗驗證了下一代互聯網的可管理性、可控制性和安全性。其中包括：“基于真實IPv6源地址認證的跨域統(tǒng)一標識、認證和信譽服務系統(tǒng)”，在100個校園網部署基于真實源地址驗證的用戶識別與管理系統(tǒng)，可獲取和記錄<用戶身份標識、IP地址、端系統(tǒng)標識、上網時間>等用戶上網行為關鍵數據，為安全事件追溯、實行網絡用戶實名制管理奠定了技術基礎；“支持全網漫游的校園網接入業(yè)務管理系統(tǒng)”，基于IPv4/IPv6支持全網漫游的校園網接入業(yè)務試商用，實現在CNGI-CERNET2學校網絡中的接入計費、漫游計費、賬務結算和用戶管理等功能；“IPv4/IPv6的校園網網絡管理與安全監(jiān)控系統(tǒng)”，率先實現了對IPv4/IPv6校園網的管理和安全監(jiān)控服務，為IPv6校園網提供了運行所需的網絡管理、安全監(jiān)控和保障功能；“IPv6主干網的運行管理與安全監(jiān)控系統(tǒng)”，實現了對主干網流量的精細測量，以及數據的融合與分析，并通過主干網運行管理系統(tǒng)向網管人員提供網絡管理功能；“IPv4/IPv6過渡系統(tǒng)”，采用自主發(fā)明的無狀態(tài)翻譯過渡技術IVI和網狀隧道4over6過渡技術，在100所學校部署了100套過渡技術產品，實現了100個校園網的IPv4與IPv6互聯互通，驗證了兩類技術的可行性，解決了當前IPv6網絡面臨的重大障礙。為IPv4到IPv6的平穩(wěn)過渡積累寶貴的技術基礎和運行經驗；“IPv6可控大規(guī)模組播服務系統(tǒng)”，通過自主研制的組播網關、組播網管、可控組播交換機等關鍵軟硬件設備，實現了主干網上的組播控制，并首次利用ASM/SSM/單播協議之間轉換把可控組播服務延伸到100個IPv6校園網。

IPv6存在三大技術推手，首先是移動互聯網技術；其次是云計算和虛擬化技術；第三是物聯網技術。

以上這些針對下一代互聯網應用可管、可控、安全、運營等領域的技術創(chuàng)新系統(tǒng)的研制成功，使全國100多所高校數千名科技人員共同努力的結果，部分技術還成為了IEEE的RFC國際標準。通過此次的項目建設和研究，100多所學校組建了自己的下一代互聯網研究、開發(fā)和建設隊伍，據不完全統(tǒng)計，參加項目建設的研發(fā)人員共計2669名，還有大量尚未統(tǒng)計的本科生和研究生參與其中。

在IPv6網絡應用的開發(fā)和研究方面，CNGI教育基礎設施IPv6升級和應用示范項目實現了10項重要教育科研網絡信息資源和應用的IPv6升級。開發(fā)和推廣了10項新的下一代互聯網教育科研重大應用示范，推動了下一代互聯網在教育和科研領域的應用。這些應用很多是在校師生自主開發(fā)的具有自主知識產權的應用系統(tǒng)。他們已經在全國100所高校的校園網中得到了部署和應用，其中很多已經成為非常受老師和學生歡迎的應用，這不但為我國的IPv6應用系統(tǒng)開發(fā)打下了一個堅實的基礎，使我國高校中形成了一個巨大的IPv6應用群體，目前這一用戶群的規(guī)模已經達到200萬以上。這就為我國下一代互聯網應用型人才的培養(yǎng)提供了一個基礎環(huán)境和市場規(guī)模。

可以說，通過此次CNGI教育基礎設施IPv6升級和應用示范項目建設，我們實現了在大范圍、多層次、高水平、切實際的下一大互聯網人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的一次有益嘗試，通過該項目培養(yǎng)起來的眾多IPv6專業(yè)人才將長久支持我國下一代互聯網事業(yè)的發(fā)展。而項目建設和科學研究積累起來的知識、技術和經驗，也將成為我國下一代互聯網研究和建設事業(yè)發(fā)展的寶貴財富。