人才培养与技术创新的双赢专访清华大学教授李星

文/张彤

互联网IPv4地址已分配完毕，全球各发达国家纷纷出台下一代互联网过渡计划与时间表。我国积极应对互联网发展的新形式，由国务院主持召开专门会议，确定了加快发展下一代互联网产业的路线图。2008年，由国家发改委等8部委联合组织实施了“2008年下一代互联网业务试商用及产业化专项”。作为专项中规模最大而且是第一个启动的项目，“教育科研基础设施IPv6升级和应用示范”项目由教育部领导，中国教育和科研计算机网网络中心组织协调，清华大学、北京大学等100所学校承担建设。日前该项目通过了国家发改委和教育部等政府相关部门的专项验收。专家指出，此次项目验收不仅使我国在下一代互联网技术研究和商用领域走在了国际的前列，也成为中国下一代互联网人才培养的摇篮。为此我们采访了该项目负责人之一、清华大学教授李星，请他就我国下一代互联网的发展和人才培养情况，谈了自己的看法。

从全球下一代互联网发展的情况看，无论是发达国家还是发展中国家，大家都站在同样的起跑线上，这是我们的机会，也同样说明，中国发展下一代互联网没有现成的经验可以借鉴，因此我们必须通过自己的努力，摸索发展。

清华大学网络科学与网络空间研究院副院长、教授 李星

IPv6发展的三大推手

《中国教育网络》：当前，全球I P v 4地址资源已经枯竭，世界各国都在积极推进以I P v 6为核心的下一代互联网建设，中国政府已经确立了下一代互联网发展的明确时间表和路线图，如何看待I P v 6在当前发展互联网产业过程中的地位和作用？

李星：这要从两个层面来分析，第一个层面是从中国的网民总数看，这是一个刚性的需求，中国的人口是世界最大的，这就决定了中国网民的潜在规模，而我们实际的上网普及率还不够高，只有42%，而发达国家平均网民的普及率已经达到了75%，从这个角度看，我们还有相当大的发展空间。但是目前我们的互联网使用的是第4代协议，也就是通常所说的IPv4。这个协议规定了IP地址是32位的，那么IP地址的总数就是2的32次方，43亿个。目前从国际的地址分配状况看，地址资源已经枯竭了。

第二，从当前业内新技术的发展层面看，IPv6也存在三大重要的技术推手。这三个技术都是当前全球网络产业所共同关注的，首先是移动互联网技术，无线网络和移动终端的应用越来越普及，例如笔记本电脑、智能手机、iPad等等，每一个移动设备都需要有自己的IP地址，对于同一个用户来说，使用的移动终端越多，他需要占有的IP地址就越多。这一应用趋势将进一步导致地址资源的稀缺。其次是云计算和虚拟化技术，传统的物理设备需要一个公有IP地址，但通过对物理机的虚拟，同一台机器可能被虚拟成了几台甚至十几台、几十台设备，每一个虚拟机要访问服务器、要发起服务都需要一个独立的公有IP地址，也就是说，在云计算的环境中，对地址的需求将成倍地增长。地址资源的短缺是显而易见的。第三个是物联网技术，温家宝总理提出了“感知中国”的概念，通过传感器网络，现在是计算机上网，将来电视、冰箱、洗衣机、汽车，各种东西都要上网，对IP地址的需要就是天文级的数字。因此IPv4显然已经无法满足互联网技术发展对地址的需求。在这个背景下，国家提出发展下一代互联网，抢占下一代互联网技术制高点，争取“第五疆域”的话语权。这是非常及时和必要的，是我国互联网产业发展的必由之路。

《中国教育网络》：您和很多专家都曾经多次提出应发展I P v 6产业链，以促进下一代互联网产业的发展，如何理解I P v 6的产业链概念？

李星：与IPv4相比较，IPv6的技术优势在于其可以提供的地址资源近乎无限，对移动互联网、物联网、云计算而言，IPv6无疑能够提供更大的支持。据工信部2012年所作的调研报告，未来5年，中国IP地址需求总量可能高达345亿。在IPv4地址告罄的背景下，作为IPv4的替代者，IPv6商用的现实价值和战略意义更加凸显出来。国家已经制定了明确的IPv6发展时间表，在2013年年底前，将开展IPv6网络小规模商用试点，形成成熟的商业模式和技术演进路线，2014年至2015年，实现商用的基本普及，IPv6宽带接入用户数超过2500万，实现IPv4和IPv6主流业务互通。这就不只是一个技术问题，或者是网络设备是否支持IPv6的问题，它是一个系统工程，涉及到终端、网络、应用、管理和运维，每一个部分都有可能带动IPv6的爆炸性发展。

现在，运营商都在推动实现三网融合，那么在IPv6的基础上实现三网融合更加适应互联网发展的趋势，因此，运营商目前也在积极实施IPv6的部署和更新，国内三大运营商均已明确了各自IPv6规划。中国电信将在长沙、无锡等地试点的基础上，增加新的省市启动互联网基础设施改造，目标发展300万用户；中国联通计划投入8亿元资金推进下一代互联网产业；中国移动则计划5年内实现IPv6的全面应用。从产业链的源头和基础设施的层面上，IPv6的发展条件已经成熟。

IPv6的产业链除了设备层面，还有操作系统的层面和应用软件，目前新开发的操作系统都已经支持IPv6，如Windows8、iOS6等大部分主流的操作系统厂商都在积极推进对IPv6的支持。

终端是IPv6产业链的另一个关键环节，目前新出厂的智能终端，比如笔记本电脑、智能手机、平板电脑等基本都能够对IPv6有很好的支持。在产业链其他环节上，许多互联网公司已经建立起兼容IPv6的网站。国外，如Facebook等顶级互联网公司均陆续开放IPv6协议支持，国内主流厂商如中兴、华为等，其产品已经支持IPv6；此外，一些软件厂商和服务提供商也已做好了准备，可以随时过渡到支持IPv6的新版本。

从这个角度看，中国在IPv6整个产业链的发展空间是非常大的，特别是我们此次专项验收中包括了IPv6网络的支撑技术和应用示范，这也为IPv6的商用和整个产业链的发展提供了借鉴。

人才培养大提速

《中国教育网络》：此次C N G I教育基础设施I P v 6升级和应用示范项目，中国的教育信息化和下一代互联网建设取得了哪些成果，该项目对于我国下一大互联网人才培养的重要意义是什么？

李星：从全球下一代互联网发展的情况看，无论是发达国家还是发展中国家，大家都站在同样的起跑线上，这是我们的机会也同样说明，中国发展下一代互联网没有现成的经验可以借鉴，因此我们必须通过自己的努力，摸索发展。此次CNGI教育基础设施IPv6升级和应用示范项目建设的实施，为我们的科技工作者提供了一个难得的在实践中学习锻炼的机会，通过这些实际的研究和研发工作，我国下一代互联网领域的专业人才得到了大量在实际工作中学习和提升的机会，这些都为我国培养大批下一代互联网人才，为我国下一代互联网商用人才储备发挥了巨大的作用。

此次CNGI教育基础设施IPv6升级和应用示范项目建设取得的成果，与我国下一代互联网人才培养工作的开展是相辅相成，共同发展的。可以说是一次人才培养与技术创新的双赢。

在高等教育信息化基础环境建设方面，通过该项目，我们建设完成了中美下一代互联网10G高速互联，为国内外科技人员在全球范围内开展下一代互联网合作研究提供了开放性的试验环境。中美两国之间基于IPv6下一代互联网的10G高速互联，保证了CNGI与国际主要下一代互联网学术网的高速连接，使得CNGI-6IX国际互联网带宽增加至13.5G，成功支持了一批下一代互联网领域的重大技术试验和国际合作。

通过中美之间更加有效的合作，我们不但能够更迅速地提升CNGI-CERNET2主干网的接入能力，更增加了中国和美国在下一代互联网研究方面的沟通与合作，支持了200多万IPv6用户访问全球的网络资源的能力和效率，支持了上千个信息资源和应用系统面向全球的IPv6服务，使我国高校师生能够更加方便快捷，也更及时准确地获取全球最新教育和科技资源信息，为我国科技人员掌握当前世界最先进技术发展趋势和国家高科技人才的培养提供了更加有效的途径和手段。

通过我们的自主研发，我们完成了6项IPv6网络支撑技术试商用系统及产品，这些技术项目已经成功地在100个校园网以及CNGI-CERNET2主干网实现了大规模联合部署与试商用，形成了较为完整的下一代互联网公共技术与公共服务支撑平台，在IPv6管控、IPv4/IPv6过渡、IPv6网络服务等方面试验验证了下一代互联网的可管理性、可控制性和安全性。其中包括：“基于真实IPv6源地址认证的跨域统一标识、认证和信誉服务系统”，在100个校园网部署基于真实源地址验证的用户识别与管理系统，可获取和记录<用户身份标识、IP地址、端系统标识、上网时间>等用户上网行为关键数据，为安全事件追溯、实行网络用户实名制管理奠定了技术基础；“支持全网漫游的校园网接入业务管理系统”，基于IPv4/IPv6支持全网漫游的校园网接入业务试商用，实现在CNGI-CERNET2学校网络中的接入计费、漫游计费、账务结算和用户管理等功能；“IPv4/IPv6的校园网网络管理与安全监控系统”，率先实现了对IPv4/IPv6校园网的管理和安全监控服务，为IPv6校园网提供了运行所需的网络管理、安全监控和保障功能；“IPv6主干网的运行管理与安全监控系统”，实现了对主干网流量的精细测量，以及数据的融合与分析，并通过主干网运行管理系统向网管人员提供网络管理功能；“IPv4/IPv6过渡系统”，采用自主发明的无状态翻译过渡技术IVI和网状隧道4over6过渡技术，在100所学校部署了100套过渡技术产品，实现了100个校园网的IPv4与IPv6互联互通，验证了两类技术的可行性，解决了当前IPv6网络面临的重大障碍。为IPv4到IPv6的平稳过渡积累宝贵的技术基础和运行经验；“IPv6可控大规模组播服务系统”，通过自主研制的组播网关、组播网管、可控组播交换机等关键软硬件设备，实现了主干网上的组播控制，并首次利用ASM/SSM/单播协议之间转换把可控组播服务延伸到100个IPv6校园网。

IPv6存在三大技术推手，首先是移动互联网技术；其次是云计算和虚拟化技术；第三是物联网技术。

以上这些针对下一代互联网应用可管、可控、安全、运营等领域的技术创新系统的研制成功，使全国100多所高校数千名科技人员共同努力的结果，部分技术还成为了IEEE的RFC国际标准。通过此次的项目建设和研究，100多所学校组建了自己的下一代互联网研究、开发和建设队伍，据不完全统计，参加项目建设的研发人员共计2669名，还有大量尚未统计的本科生和研究生参与其中。

在IPv6网络应用的开发和研究方面，CNGI教育基础设施IPv6升级和应用示范项目实现了10项重要教育科研网络信息资源和应用的IPv6升级。开发和推广了10项新的下一代互联网教育科研重大应用示范，推动了下一代互联网在教育和科研领域的应用。这些应用很多是在校师生自主开发的具有自主知识产权的应用系统。他们已经在全国100所高校的校园网中得到了部署和应用，其中很多已经成为非常受老师和学生欢迎的应用，这不但为我国的IPv6应用系统开发打下了一个坚实的基础，使我国高校中形成了一个巨大的IPv6应用群体，目前这一用户群的规模已经达到200万以上。这就为我国下一代互联网应用型人才的培养提供了一个基础环境和市场规模。

可以说，通过此次CNGI教育基础设施IPv6升级和应用示范项目建设，我们实现了在大范围、多层次、高水平、切实际的下一大互联网人才培养模式创新的一次有益尝试，通过该项目培养起来的众多IPv6专业人才将长久支持我国下一代互联网事业的发展。而项目建设和科学研究积累起来的知识、技术和经验，也将成为我国下一代互联网研究和建设事业发展的宝贵财富。