初次见到刘韵洁院士,他正匆匆离开院士大会的会场赶着参加一场电话会议;不久前在中国联通大厦采访完他后,他的助手告知刘院士马上又要主持一个网络会议。虽然已经年过七旬,但他工作的劲头完全不逊年轻人,而且讲起自己的研究来,身上的热情和执着似乎要溢出来,与表面看起来的严肃,不苟言笑形成了鲜明的对比。
作为中国“互联网之父”,刘韵洁从上个世纪60年代就开始投身通信和网络研究,曾经成功主导了中国联通的“多业务统一网络平台”,率先实现在一个物理网络平台上提供语音、数据、视频和互联网等各种不同质量的不同业务,为日后网络的创新融合奠定了基础。
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。从2005年开始,刘韵洁敏锐察觉到互联网变革在即,迅疾厉兵秣马,开始了新的征程。尽管困难重重,但他一直保持乐观的心态,从未想过放弃。他反复强调,“在传统互联网的研发上中国已经走了跟随的道路,而未来的互联网之役,国际国内基本在同一条起跑线上,这正是中国自主创新、掌握核心技术和发出自己声音的重要机会,一旦错失,很可能再次受制于人”。
发展催生变革
本刊记者:互联网自发明以来大大推动了经济社会的发展,改变了人们的生活方式。在业务量不断增加的情况下,现在的网络还能支撑多久?
刘韵洁:互联网对人类社会的贡献怎样高估也不过分,它不仅大大推动了经济社会的发展,而且改变了人们的生活方式乃至思维方式,催生了大量的互联网业务创新。但目前的互联网确实还存在扩展性差,灵活性不够,安全性低等多方面的问题,难以可持续发展。具体来说,有以下几个方面的原因:
首先是仅仅依赖芯片性能的提升已经不能支持网络的快速发展。大家知道支持信息技术不断发展的摩尔定律,即18个月芯片的性能翻一番,但芯片发展正逐步遇到瓶颈,18个月性能翻一番的预期除非有革命性的技术突破,否则已经很难维持。
第二是网络流量的爆炸式增长。有数据调查显示,2011年互联网的流量比2010年翻了一番,照这个趋势发展下去,等到10年以后互联网的流量将达到现在的1000倍,现在的网络已经拥塞不堪,依靠现有技术难以应付未来爆炸式增长的流量。
第三是互联网承载物物连接带来的挑战。传统互联网主要还是信息交流、消费和娱乐的工具,它的真正价值还没有完全发挥出来。未来互联网更多的是要与物理世界、社会实体紧密融合,与实体经济紧密联系,成为智慧交通、智慧物流、智慧城市的灵魂。美国经济学家称其为“第二经济”,充分说明物联网产生的价值会比互联网IT行业更大。但就目前的网络架构来说,存在安全性低、网络延迟、服务质量不佳等问题,这些都会成为阻碍互联网发挥更大作用的瓶颈。
因此,从事互联网构架研究的专家提出网络架构要重新设计,以适应因各种新业务出现以及流量迅猛增加带来的一系列问题。
本刊记者:OTT业务就是一个很好的例子,大大增加了网络流量,使得网络瘫痪。
刘韵洁:OTT等新业务的出现会使得不论是运营商还是服务商都将目光转向上层应用。OTT表面上是跨过运营商为客户提供(免费)服务,实际上是占用了运营商的网络资源但越过运营商的计费系统,从而导致“羊毛出在猪身上”。从目前来看,服务提供商做OTT,网络运营商也在大力投入OTT业务,长此以往,如果网络运营商忽略基础网络建设,网络发展肯定将会出现危机,进而也会使得OTT业务发展不可持续。另外,运营商认为出现OTT的原因是不按流量收费,而是按月收费,如果按流量收费就可以避免“替人做嫁衣”,但实际上这是行不通的,正是由于传统互联网不按流量收费才有这么多的业务和创新涌现。随着业务快速增长和呈现多元化,如果不考虑改变网络架构,内容服务商也不可能向网络运营商无差异化的、低质量的网络服务付费,而是转向自建网络,比如Google公司。因此,从现实意义上来看,只有能够为内容服务商提供满意的网络服务,网络运营商才能从根本上摆脱困境,实现网络运营商和服务提供商的双赢。调查显示,超过85%的企业愿意为更好的业务体验支付最高25%的溢价。
本刊记者:也就是说,网络架构的变革是上层业务创新的保证,而且必须要有人愿意做底层的基础网络才能有互联网持续欣欣向荣的发展。
刘韵洁:是这样。中国的网络建设是垄断的,但如果运营商不看到发展的瓶颈,没有危机意识,也不是没有被淘汰的可能。
抓住新的机遇
本刊记者:在网络架构的研发方面,国内外是从什么时候开始重视的?
刘韵洁:因为大家都意识到了传统网络的问题,所以国外大概从2005年开始未来网络架构的研究,研究新的技术、标准、设备等等,美国、欧盟都部署了未来网络的研究计划。我们国内基本上同时起步,我当时提出的口号是,既要瞄准国际前沿,又要解决中国网络的实际问题,用现在流行的话来说叫“接地气”。
为什么要提出这样的要求呢?因为在传统互联网的发展过程中,基本上是美国在主导,中国在跟随,国内的自有技术很少,比较被动。在棱镜门事件爆发之前,我们国内金融等许多重要部门的网络设备都是思科等国外厂商的,并没有意识到其中存在“后门”,有安全问题,究其原因就是中国没有自主创新,没有原创成果。在2005年的时候我们就看到互联网可能出现变革,在变革来临之前,如果我们中国还不抓住机会就还可能受制于人。于是在2005年信息港论坛上,我就提出要提早部署下一代网络,并做好相关准备,并向国家提了建议。
本刊记者:都做了哪些准备?
刘韵洁:在人才队伍、研究方向和研究可行性等多方面都必须做好充分的准备。如果只有一纸建议没有人来做的话不是“忽悠”国家吗?当时我希望联合企业的力量共同来做,毕竟我们的研究工作是要落地的、工程化的,因此我邀请了国内信息技术领域内一个大型民营企业的领导和相关科研人员一共几十人一起坐下来谈这个事情。但是当时这个民企还没有摆脱困境,还看不清楚未来,他们说只做超前两三年的事情,再超前的事情他们不做,最后迫不得已,我们组织了北京邮电大学一个团队,中国科学院计算技术研究所一个团队,清华大学一个团队,共三个团队共同来做这件事情。
本刊记者:那研究的经费怎样筹集,有保证吗?
刘韵洁:我们这三个团队开始做这个事情到现在已经有7、8年了,开始也是很困难的,国家一分钱也没有投入,因为大家不知道未来网络是什么,怎么发展,为什么要投。所以我们就把横向项目结余的钱拿来做科研,这些钱原本是可以用来给科研人员发奖金的,实际上就是拿自己的钱来做科研。
本刊记者:为什么大家能够这样做?
刘韵洁:我想最重要的原因是大家对这个事情的高度认同。我自己也没有私利,就是希望跟大家共同做好事情,能够很好地协调大家,鼓励大家。随着团队的发展,也有人质疑我是否真能让大家继续齐心协力踏实做事,但我从来都没有怀疑过,事实证明也是如此。我就是为团队提供服务,不跟大家争名夺利,这样的老头儿大家还是喜欢的。
服务为中心的网络架构
本刊记者:在这种艰苦的环境中还能够坚持做下来非常了不起,更重要的是您的研究项目已经在南京有了很不错的发展。
刘韵洁:我从来没有想过自己究竟了不起还是了得起,基本上我一辈子都在通信互联网领域做研究,只是觉得如果中国再错失机会将非常可惜。
2011年,南京市政府了解到我们的项目后非常感兴趣,愿意为我们提供条件和环境让项目落地,我们有了前几年的积累,也正好有了产业化的需求,双方很快达成了协议,因此就有了江苏省未来网络创新研究院。最初几个月,由于资金到位还需要一个过程,我和周围的工作人员甚至拿出自己的钱来给员工发工资,当然慢慢情况好了很多,现在研究院已经从当初的100多人发展到500多人,不乏海归等高水平人才辞掉原来的工作到这里干事情。我想这也是大家逐渐认识到未来网络已经成为不可阻挡的趋势。
经过多方努力,江苏省未来网络创新研究院在2013年8月8日开通了我国首个可编程未来网络小规模试验设施,该设施覆盖南京、北京、西安、重庆4个城市7个节点,网络管控中心设在中国(南京)未来网络谷,并通过联邦机制与美国GENI、欧盟OneLab等平台实现了互联,实现了跨实验床的资源调配与大规模实验部署,相关技术设备也逐步在运营商网络、CCTV广电系统、行业专网中得到实际应用验证。
本刊记者:这样可编程的网络就是你不久之前提到的以服务定制网络(servicecenterednetworkSCN)吗?
刘韵洁:是这样。根据我之前提到的网络三大挑战和研究积累,我们提出了服务定制网络架构(SCN),大概的思想是根据每个用户所需要的服务来定制一套最省、质量最好、最方便、最快捷的网络资源。这样的服务系统就像全球的交通网络系统,是一个立体网络,我们用普通公路、高速公路、火车、高铁、水运、航空代表着不同的服务类别和服务质量,用户可以自由选择服务,支付不同的费用。
SCN构架由三个平台组成,分别是SDN(software-defined network)平台,智能信息中心网络平台和基于大数据的功能平台。SDN在支持新业务方面非常灵活和方便,适应不同业务的需要;智能信息中心网络平台可以智能地调度、分配、控制信息资源,贴近用户部署资源,减少资源重复传输对于网络资源的消耗;另外一个平台是基于大数据的功能平台,是能够测量、感知的平台。除了网络本身需要测量以外,通过对网络大量信息和数据的挖掘,对于流量的分配、控制部署,包括安全决策都有很大的价值。另外,SCN也可以成为服务商数据的集中地和出口,现在大家都讲大数据,实际大数据应该是共享数据,如果大家都来建立自己独享的平台,形成数据孤岛就很难实现数据的互通和最大价值的实现。
这三个平台构成的网络架构就是我们提出的SCN的网络架构,我们也跟国外一些知名的专家包括SDN技术的美国发明者交流过,他们非常赞赏。
本刊记者:您是国内最早研究未来网络构架的科学家,从最开始不被看好到现在大家都争着研究,您有什么感想?
刘韵洁:要真正实现SCN的产业化还需要更多的人投入其中,还有很长的路要走,我希望更多的年轻人能够加入到团队中,联合全国的力量,为中国抓住这次机会而努力。现在全世界都在发力,Cisco、Juniper这些以往的既得利益者都在发力部署SDN,Cisco一年收购6个关于SDN的公司,Juniper花1.7亿美金收购就二十几个人的创业公司,为什么?他们都觉得这是一个方向,都在大力布局。实际上,2011年以来中国也意识到这个重要的方向,2013年国务院8号文件把未来网络试验设施项目列入《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012—2030年)》,考虑到全球未来网络发展进程在加快,为了未来网络发展制高点,建议国家要尽快启动该项目,做好协调工作,促进资源基金的合理分配。同时,建议相关参与单位要从国家整体战略利益出发,协同创新,合力攻关,为中国在未来网络领域取得话语权而共同努力。
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