當今世界,信息網絡技術發(fā)展日新月異,對國際政治、經濟、文化、軍事等領域的發(fā)展產生了深刻的影響。近30年來,我國信息網絡技術雖已取得長足進步,但面對當前信息領域的新需求和新挑戰(zhàn),急需理論與技術創(chuàng)新,引領網絡技術發(fā)展。
那么,如何加強信息網絡領域核心技術的自主創(chuàng)新和基礎設施建設?
就此問題,科技日報記者近日采訪了中國工程院院士、北京交通大學移動專用網絡國家工程研究中心主任張宏科。20多年來,他帶領團隊成員致力于構筑維護國家網絡安全、具有自主知識產權的新型網絡體系,破解該領域的核心技術難題。
“我們要打破國外技術壟斷,為全球新型網絡發(fā)展提供中國方案?!睆埡昕票硎尽?/p>
我國需構建新型網絡體系
記者:目前,我國的網絡規(guī)模、網民數(shù)量都居于世界第一位。可以說,我國在信息網絡領域取得了一定的成績。您認為,我國在該領域目前還存在哪些問題呢?
張宏科:從行業(yè)發(fā)展角度來看,近年來我國信息網絡技術發(fā)展已經取得巨大的成功,不過也面臨著特殊行業(yè)應用帶來的新挑戰(zhàn)。
具體來說,我國在信息網絡領域主要存在兩個問題。
首先,隨著通信網絡的發(fā)展,多形態(tài)網絡相互連接已成為行業(yè)趨勢,但現(xiàn)階段由于網絡深度融合受限、跨網資源調度困難,造成網絡利用率和傳輸效率較低。
舉例來說,在手機聯(lián)網前,我們要選擇網絡運營商,但選擇是具有排他性的,選運營商A就選不了運營商B。這在一定程度上造成了網絡資源的浪費,相關服務質量也受到限制。而造成該問題的主要原因是,現(xiàn)有網絡未被深度融合起來,無法實現(xiàn)跨網資源的調度。
其次,我國正進入數(shù)字經濟快速發(fā)展時期,用戶對智能化網絡需求迫切,但現(xiàn)在網絡智能化水平仍有待提升。
比如,一些工業(yè)制造領域的企業(yè)希望網絡能夠實現(xiàn)低時延甚至超低時延,以滿足生產需要。而經常觀看超高清視頻(4K/8K)的用戶,他們則需要網絡能具有高帶寬。另外,金融領域的一些企業(yè),需要網絡具備較高的安全性。怎么能夠使網絡同時滿足如此多的需求呢?這就需要讓網絡變得更智能化,也就是更靈活多變,以符合不同用戶對于網絡的期待。
記者:您一直在研究的新型網絡體系,能否解決上述問題?該體系對于我國未來信息網絡發(fā)展有何深遠意義?
張宏科:網絡體系是整個網絡的核心與基礎,就好比一棟房子的鋼架結構,其作用非常重要。在原來的網絡體系中,用戶只能被動地適應網絡,即有什么樣的網絡就用什么樣的網絡,而這難以滿足當前用戶愈發(fā)多樣的網絡使用需求。
我和團隊成員多年來致力于研發(fā)的新型網絡體系,正是為了解決上面提到的問題。這種新型網絡相當于給原有網絡增加了一個“大腦”,其可以智能、統(tǒng)一地調度各種網絡資源,即讓網絡按需適應用戶,用戶有什么需求,網絡就主動去滿足什么需求,實現(xiàn)網絡資源的按需分配。
信息網絡是國家重要的戰(zhàn)略資源,已經成為大國博弈的核心,是經濟發(fā)展、社會進步的決定性因素。國內外針對信息網絡體系與技術創(chuàng)新已經開展了許多研究,但尚未形成較為完善、實用的新型網絡體系。
我們要把握住這一時機,在建設新型網絡體系的過程中,實現(xiàn)相關技術的自主可控。
建設算力網絡要分三步走
記者:在新型網絡體系的研發(fā)中,您為什么格外強調算力網絡的建設?
張宏科:通俗地講,狹義上的算力泛指計算能力,即數(shù)據處理能力。算力大小代表數(shù)據處理能力的強弱。在數(shù)字經濟時代,算力是驅動經濟社會數(shù)字化轉型的重要引擎。
但目前算力資源還無法像傳統(tǒng)水、電、氣等資源那樣,實現(xiàn)統(tǒng)一調度和管理、可被隨時隨地按需取用,算力與網絡之間還沒有實現(xiàn)智慧協(xié)同。算力網絡的出現(xiàn),就是為了實現(xiàn)這個目標。
算力網絡是新型網絡的重要組成部分,目前全球尚未對算力網絡建設方向達成共識、未形成完善的建設標準體系。我國要抓住這一重要機遇,下大力氣研發(fā)相關技術。
記者:那么,針對我國目前的現(xiàn)狀,該怎樣進行算力網絡建設呢?
張宏科:我國建設算力網絡大概有兩種思路。
一是“網中有算”,即以網絡為中心進行算網融合,包括網絡感知、編排和算力調度。好比在城市建設中,先規(guī)劃、建設好路網,再布局住宅和商業(yè)區(qū)。
二是“算中有網”,即以云計算為中心進行算網融合,在云計算中心把異構、分布的算力連接協(xié)同成統(tǒng)一的算力資源池,再對算力資源進行運營。還是以城市規(guī)劃為例,這就好比先規(guī)劃、建設好住宅和商業(yè)區(qū),再用路網把這些區(qū)域給連接起來。
想建設算力網絡,就要創(chuàng)建算力網絡理論體系和技術體系、建立算力網絡實驗與孵化平臺,最終使其服務于國家戰(zhàn)略和重點行業(yè)領域,具體實施可以分為三個階段。
第一階段,是理論技術完善階段。目前,我國算力網絡基礎理論、核心技術等研究工作已經取得了初步進展。在此階段,各參與方需要深入研究并完善基本理論、技術細節(jié),在體系、理論架構方面達成基本共識。
第二階段,是制造鏈、產業(yè)鏈培育階段。在此階段,我們要建立國家級新型網絡技術實驗驗證與孵化平臺,研制相關核心技術設備,并進行初步的技術驗證。
第三階段,是生態(tài)鏈、效益鏈培育階段。在此階段,我們要建立全新的算力示范網絡,并進行規(guī)?;痉稇?,服務國家戰(zhàn)略與重點行業(yè)領域,帶動自主網絡技術研究,形成兼容可替代、自主可控、性能先進的算力網絡系統(tǒng)。
加強核心技術自主創(chuàng)新
記者:近年來,我國大力實施網絡強國戰(zhàn)略,取得了累累碩果。在您看來,科研工作者該如何更好地參與到網絡強國戰(zhàn)略的實施中去?
張宏科:網絡強國戰(zhàn)略思想是我們做好科研工作的根本遵循。在黨中央的堅強領導下,我們要加速推進信息領域核心技術突破,發(fā)揮信息化對經濟社會發(fā)展的驅動引領作用,維護國家網絡安全,為把我國建設成為網絡強國而努力奮斗。
同時,我們也要意識到,網絡強國戰(zhàn)略的實施是一個長期而艱巨的任務,不可能一蹴而就。要完成這一任務,在我看來,首先就要從宏觀層面出發(fā),研制出自主可控、可兼容替代、性能先進的網絡體系,為未來互聯(lián)網發(fā)展搭好基本框架,這也就是發(fā)展新型網絡體系的題中之義。
記者:在您看來,實施網絡強國戰(zhàn)略的關鍵點是什么?
張宏科:首先是突破關鍵核心技術。
互聯(lián)網核心技術是我們最大的“命門”,核心技術受制于人是我們最大的隱患。發(fā)展核心技術是建設網絡強國的重中之重,我們要牢牢抓住技術研發(fā)這一關鍵點,加強核心技術自主創(chuàng)新,盡快突破制約我國網絡和信息化事業(yè)發(fā)展的瓶頸。
其次是要增強對網絡安全的重視程度。
沒有網絡安全就沒有國家安全,也就沒有經濟社會的穩(wěn)定運行。我們要增強網絡安全防御能力和威懾能力,同時不斷完善關鍵信息基礎設施,增強人民群眾的網絡安全意識。
記者:目前,在核心技術研發(fā)方面,您和您的團隊取得了哪些成績?
張宏科:我所在的北京交通大學國家工程研究中心科研團隊,已經將新型網絡發(fā)展到第三代(第一代標識網絡、第二代智慧標識網絡、第三代融算標識網絡)。
目前,我們團隊在新型網絡原理、機制以及體系架構方面已經取得了重大進展,研制了相關核心設備和系統(tǒng),并在特定行業(yè)進行了示范應用,有效滿足了行業(yè)用戶需求,初步實現(xiàn)了網絡自主可控、替代兼容等目標。
(科技日報記者 華凌)