不支持Flash

图文:中国工程院副院长邬贺铨

http://www.sina.com.cn 2007年04月19日 10:42  新浪科技
科技时代_图文:中国工程院副院长邬贺铨
图为中国工程院副院长邬贺铨院士做主题报告

  新浪科技讯 4月19日,2007中国电子信息技术年会中国电子信息技术50年暨中国电子学会成立45周年庆典在北京召开,会议围绕50年来中国电子技术的发展历程,倡导以自主创新能力为重点的科学发展观,弘扬以科学技术推进人类文明进步的先进理念,促进国内外高新电子信息技术的广泛交流与融合,提升企业以科学技术为核心的综合竞争力。

  以下为中国工程院副院长邬贺铨院士做主题报告全文:

  邬贺铨:各位领导、各位代表早上好!下面我想从互联网谈谈我们创新发展的过程。

  我想讲几方面的内容,一个是互联网创新发展的历程,回顾一下TCP/IP。然后谈一下关于WWW与搜索引擎的出现,以及P2PWeb2.0。

  (见图)这个图主要是讲一下互联网的过程,1968年提出“ ”规划,1969年提出第一个互联网的建议,那个时候的发展是ICP网络。1972开始第一次公众演示,1973年针对ICP的问题掀起了。1978年,当时还提出了TCP。八十年代为了解决提出了EGP、RIP、OSPF等等。在这之后,出现了PC。真正PC的标准化是1983年,1984年出现了DNS。之后1991年出现了WWW,后来的技术进入了实施业务,UIP到前年P2P2.0的出现。

  (见图)这个图也是从互联网的发展,我们从七十年代、八十年代、九十年代走过来,可以看到每10年数据端口的速率提高10倍,从1兆到10兆到100兆。这是互联网发展的用户情况,最底下粉红的线是互联网用户,绿色的线是世界互联网的用户,目前中国互联网的普及率还仅仅是世界平均水平的一半,上面的线分别是固定电话、移动电话,但是可以看到蓝线是固定电话,黑线是世界固定电话,可以看到发展趋势和变化。很有可能互联网的用户数也超过固定电话,当然现在最大的用户数是移动。但是,移动电话里有相当一部分在中国,30%左右的移动手机是可以上互联网的,所以这里边也有互联网的用户。

  我们现在回顾一下互联网的发展。互联网的出现主要是引用了路由器,在第二层和第三层转化。应该说分组交换在互联网之前就有,但是过去的分组交换不是基于路由器,而是网桥。互联网的出现是基于路由器,在第三层转化。可以看到这些机制打包,一层层装包,然后怎么打开,来打开第三层的包。

  在互联网发展之中,我们有了TCP/IP。这是2004年图灵奖得主的两个人,一个是Cerf,一个是Kahn,当时他们只有30岁多一点。有些人认为,互联网是由于偶然事件和市场与技术的随机互动才得以诞生和发展的。但是这一观点显然并非事实。互联网的诞生凝聚了大批网络工程师、软件

开发商、硬件提供商以及企业家的真知灼见和不懈努力,也离不开丰富的想象力。

  为什么会产生互联网呢?这个事情又回顾到比较早,六十年代苏联爆发试验类原子弹,在这种情况下,苏联很可能把原子弹甩到美国,苏联传统的电信网是等级制的。网络的底层是不可靠的,怎么能保证可靠的传输?这个命题和过去传统的电信网的命题是不同的,传统电信网都讲底层是足够可靠的,上层怎么保证可靠性。而互联网的命题是以上都不可靠,都得炸掉,怎么能保证可靠传输,当时他们认为只能分组交换,而且分组交换需要有很好的控制。Cerf是TCP/IC的发明人,在加州取得计算机科学博士学位,目前在Google当副总裁。1972年,Eerf博士作为助理教授回到斯坦福大学,他面临设计一个网感计算机互连具有不同协议的网络的难题,他与Robert Kahn一道,在1974年5月提出了命名为TCP的分组网互通协议,1978年他们将TCP分为TCP/PI。在发明和设计TCP/IP时,使它可以架构在现有和新的技术上。Cerf将今天互联网成功的原因之一归结于他和Kahn当年没有把TCP/IP申请专利。这个理念的发现有一个好处,无论里程的技术有多大进步,TCP仍然会在它上面,导致了互联网演变了这么多年,应用发展了,但是TCP仍然保持它的生命力。有人说如果Cerf申请专利,也许他比比尔盖茨更出名。但是他自己说了,如果我申请专利,就没有今天的互联网了。安全性、可靠性是迈向未来互联网最基本的两个门槛。他在中国说中国应该尝试使用IPv6。中国绝对有机会成为领先者、领跑者。开新路是对IPv6最好的描述,比如小的设备,手机、PDA等,在这一点上,中国、日本、美国是站在同一起跑线上,而且中国的新用户非常多,规模化不成问题。所以,他对中国互联网的发展寄予很高的期望。

  1969年Cerf 在美国西部大学要构建互联网,当时说需要4个节点,后来1971年发展得比较多了,规模也比较大了。到1977年比较大。最重要的意思是,1983年美国的ARPAnet网400个计算机从NCP切换到TCP/IP。发现NCP不如TCP/IP,1983年他们这个决策应该说做得不错。后来美国从西部发展到东部,网络的规模越来越大。到目前来说,互联网的协议已经越来越复杂了。

  (见图),这是大家都知道的层的分裂和协议的扩展。现在互联网的发展变得复杂了,最右边的图,互联网的协议比原来多得多,但是TCP还没有变化,当然中间还出了UDP。TCP能够很好地架在现有的底层和未来的底层,也能承载它上层的应用,这是它成功的标志。

  另外再谈一下IP地址,就是靠电话网的电话编号来实现的,互联网一开始没有采用电话编号,而是采用的IP地址。IP地址就是个网络接口地址,它不是计算机的地址,也不是用户的地址,而是个接口,是计算机和无线局域网的接口等。表现的是接口地址,所以一个计算机可以有多个IP地址。而且IP地址本身是互联网的设施,是公共资源,它不是使用者所拥有的,不像电话号码,我家里的电话是我租的,我付了费的,所以号码是我的,而IP地址不属于任何人。而且它不是固定的,你任何时候上网使用的IP地址都是不一样的。计算机到ISP,ISP给它分配一个地址,下一次重新再上一次,可能又分配另外一个地址,所以地址是随时随地变化的。它本身也可以有私有地址,使得使用内部的地址。所以,IP地址的问题当初看有它的好处,现在看也有它不好的地方。

  原来地址管理面临一些问题,地址空间有限,而且IP地址是非结构性的,而且早期分配非常浪费,不利于路由器设计。所以要进行一些改造。比如说1992年提出了地址公平分配的问题,地区公平性分配,我们中国是在IP地址里分配地址,后来结合起来使用,这样就能有效地发挥地址的作用。

  (见图)IPv6地址是左边的,网络不分等级,很多人只注意到地址量,但实际上从下面地址的格式可以看到,不仅仅是地址量,有TLA、NLA,有子网地址,并不是每一个路由器不分青红皂白一打开背包就有,现在的地址10就是北京的,20就是广州的。有人说这么多IP地址有什么用?将来IP地址多了,就可以固定分配,这样可以解决网络的可用性。当然,还有其他的方法,比如说改进选路等。

  下面再谈一下WWW搜索引擎。我们中国人接触互联网基本上大量是在WWW出现之后,WWW的出现对推动互联网的发展起了很大的作用。在WWW之前,我们说一下鼠标,现在大家都用鼠标,鼠标是Doug Engelbart发明的,他1925年1月30日出生于美国波特兰市。在1983年

苹果Mac推出才让鼠标流行起来。直到Windows95巨大成功后,才证明了他原始始创的概念是多么英明。所以,有人他比作爱迪生。

  真正WWW的发明人是Tim Bernirs-Lee,他1955年出生于伦敦,1976年从英国Oxford毕业,1980年在欧洲粒子物力研究实验室CERN找到为期半年的网络咨询员工作。他刚其的时候不认识那么多人,想自己开发一个程序,想把人和项目连在一起,这就是以后WWW的概念。后来1984年,他重新作为长期雇员回到CERN实验室时,他注意到分布在全球的CERN研究人员如果想共享文件必须使文件与CERN主机兼容,但问题是很多研究人员并不愿意花更多的努力去共享。他就想人家不愿意做我愿意做,我做一个大家都愿意用的东西,所以1989年他提出开发了一个Web是分布式系统,利用Web任何人在任何地方无需中央授权就可以共享信息。1990年他写出了HTTP协议,设计了互联网上文件地址的方案,即现在用的URP,在该年底还写出了用于检索和浏览超文本的客户程序,他将这些客户称为WWW。

  WWW体系讲起来是很简单的,客户在上面,中间是互联网,然后是Web服务器,大家都采用同样的超文本结构,这个跟主机没关系,跟服务器没有关系,因此能达到文件的共享。Web里有很多网页,每个网页有很多很多目标举行,目标可以是HTML文件,也可以是Jpeg图像等。每一个Web页都基于HTML-类文件,它包括一些参考的目标。每一个目标都由URL可寻址。下面是现在大家常见的访问网站要打进去的的网址。所以,我们访问的时候是先到网站,再到网页,再选择目标。

  (见图)目标是这样选择的,比如说主机要访问这个网站,它并不知道网站在哪里,首先通过本地的服务器上到根服务器,根服务器告诉它去找谁,根服务器说后缀是KZ的,可能是什么国家的名字,就找到这个,再往前一个后缀是gov,然后再找到aic,最后还要找到用户。所以,联系的过程可能经过好几个服务器,可是最后对用户来讲是一下子就连到你想要的服务器了。所以,互联网服务器的体系结构看上去很简单,而实际的过程是你怎么想得到实现。现在根服务器对中国是个问题,13个根服务器大量在美国,东部华盛顿附近,有两个放在美国西部,有一个放在瑞典,一个放在英国,一个放在日本,没有放在中国的。当然,中国现在建立了定向服务器,你只要打CN的,都在北京,不需要到美国去检测,但是我们有的企业为了标榜自己是国际企业,就不用CN,这样一来你就必须转到美国去,包括中央电视台都不用CN,这是一种不太正常的现象。

  WWW出现以后使互联网发生了很大的变化,过去我们说IP可以在现有的物理层上传送,现在Web出现以后,现在什么东西都可以在网上,在Web体系上解决。说到Web,还要说一下雅虎,雅虎两个创始人,一个是杨致远,一个是费罗,他们发明雅虎的时候一个27岁,一个是28岁,他们是美国斯坦福大学的两个博士生,他们当时希望利用互联网来搜集NBA篮球明星的资料,怎么找得到NBA的明星呢?他们就想找一个搜索,想办法要找,并且各个NBA球队有很多不错的人,想建一个虚拟的球队,所以就组建网络。后来不久发现编这个表太复杂了,不便于处理,所以他们就想能不能找到更容易访问这些文件的方式,所以他们1994年他们将雅虎变成了一个可定制的数据库,可以满足成千上万的人通过互联网使用网络服务的需要,他们开发了可定制的软件,帮助他们有效地查找、识别和编辑互联网上存储的资料。当时雅虎的文件非常大了。1995年3月,他们成立了雅虎公司,雅虎公司在搜索上当然不占第一位,雅虎公司有一个很大的创意,它实现了网上广告和网上的

电子商务,这是在互联网上第一个利用互联网实现网络商业化的公司,应该说是非常成功的。

  说到雅虎,不得不说Google,这个图上是两个年轻人,他们当初创立Google的时候一个25岁,一个24岁,其中一个布林是莫斯科人,比他高一年级的佩奇是他高年级的学生,两个年龄人都很有兴趣。佩奇的爸爸是个数学老师,他选研究生题目的时候,他爸爸告诉他你选十个题目你想一想哪个更好?佩奇想,互联网是个很神奇的东西,每个电脑在互联网上都是节点,有这么多网页,它联接起来就是节点的联系,互联网是人类有史以来人类创造的最大的一个图,而且在不断的增长,在这个图里肯定隐藏了很多有用的知识。那么他选择博士题目,就是想挖掘互联网这个图里什么东西有些什么关联。在大学里大家知道要写论文,要看你的论文被人家引用多少次,你引用别人的论文好找,从参考文献里就找到了,谁引用你的论文这可不好找,你要把所有的论文都翻一遍,才知道哪些引用你的。这两个年轻人想到,互联网上有很多网站和网页,每个网页连接到哪里好办,找到这个网页就知道下面是谁。但是,反过来你怎么知道你这个网页被别人链接呢?除非你把所有网站都扫描一遍才知道,反向是比较难的。这两个年轻人觉得很有意思,他们就设计了网络爬虫,放到互联网上,让它们在每个网页上都爬,全世界地找,他们这样一找,他们什么都没有,计算机没有就在系里找,硬盘没有就在系里找,把宿舍当成实验室。他们访问互联网,差不多把整个斯坦福大学都搞瘫痪了,因为占用的资源太多了。当然,他们终于做成了。他们后来发现他们之间是有关联的,如果这个网页被很多很多网页链接,说明这个网页是有价值的,如果这个网页根本没人链接,说明它就没什么价值。所以,他们后来发现,我把这个东西发现出来,我就可以找到一个网页的排名榜,将来大家搜索就可以从最重要的网页搜起。但是,全世界有数以亿计的网页,而每个网页有数以亿计的目标,每天有很多的查询请求,怎么能做到?所以他们设计了Google。1997年他们在斯坦福上发布了Google的版本,这是当年Google成立的时候租的一个房子,1000多美元,现在房东成为Google公司的财务总监了。这两个年轻人在Google里的工资每年是1美元,基本上不领工资,但是他们的财富在美国是位列24位,当年他们只有二十几岁,现在还不到30岁。

  视频分享网。2005年2月三个年轻人,有一位是华人,他们一天晚上参加一个晚餐会,拍了一些很好笑的录像,想放到网上跟朋友们分享,但是录像太大了,怎么能把视频的图片传到网上呢?所以他们就在车库里办了一个网站,把视频图像放到网上,让大家容易读出来。2006年9月以来,每天上传的新视频内容达6.5万条,每日视频浏览量突破1亿次,相当于美国网民每人每天看一段短片。2006年10月9日Google要16.5亿美元收购了他们这个网站,这个网站的所有工作人员加上他们的老板加起来不到20个人,也就差不多人均1亿美元的价钱卖给了Google。

  (见图)互联网用户近半数使用流媒体业务。据2006年6月统计,我国的在线收看及下载影视和音乐的规模已分别达到4500万人和4000万人。

  (见图)可以看到这个图的左边流量很少,到右边突然起来了,这是因为流媒体起来了,一年可以增加1600%。有一个客户每个月下载了几千个G的视频,一个电影要看一个半小时,他一个月下载的流量要两个月不睡觉、不吃饭也看不完,说明现在的视频非常发达。

  另外,还有即时通信,现在QQ、MSN。这是4个犹太学生发明的,分别在24—27岁发明的。所谓ICQ,就是I SEE YOU(我找你),这个也发展得很好,现在也成为互联网的一个很有名的公司了。

  下面讲一下P2P,它的发明人叫Bram Cohen,参加一个网站,做网络分配技术,他发明了一个种子的概念,他觉得下载太慢了,把每个用户都变成主机,只要访问服务器以后取得的内容,不需要在从服务器下载到另一个主机,它们互相交换就可以了。所以他就开发了这个软件,本来他要在他的公司推广的,但是他的老板不愿意推广,后来他干脆就回家了,回家以后免费将BT放到网上让大家下载,一来BT发展得非常快,这也是互联网发展的又一个有影响的产业。我刚才说了,虽然很多都免费,但是,他本人并不说一点都不发财了,就像Google等等,这个人抱着孩子说,我不要求让他给钱,但是如果你们有钱可以赚的话,你可以给20美元,我还要维持这个网站,我还要养孩子生活呢,但是你不给也无所谓,反正他下载是不要钱的。

  (见图)这个图是P2P业务已成消耗网络带宽的主流。到2005年底,27.8%的中国网民使用BT软件。中国电信干线网流量中P2P白天约占60%。互联网传统的体系是终端主机,九十年代是客户服务器,而现在逐渐转到P2P的体系上,应该说这是个很大的变化。

  另外Web2.0,Web2.0的提出者是一个出版公司的老板。当然,他也是个知识产权开放标准等等法律的积极分子。他认为现在的互联网还在往更进一步的发展,我们现在用的互联网叫做Web1.0,说是消费的体系,是个下载的文化,大家上网主要是下载一点什么东西,Web是个浏览器,网上的内容主要是装置软件产生的,比如说网站有编辑人员编辑的,放上去的东西是集中式的,网页的分配也是比较科学的,每一个网页内容都很丰富。而Web是个参与的体系,混合的文化,Web不是个浏览器,而是个平台,Web上的内容不是有专门的人产生的,是大众产生的,是自由贡献的,是分散的,以网民自由排序。每一个人发布的文件可能很有限。比如说什么叫PK,它不是从字典里找PK的解释,而是网民说什么叫PK,同意的就顶,顶得越多,排名越高,最后大家同意的就排在最前面。所以,他就说,是大众贡献的力量,是分散的。实际上现在的博客等等,逐渐逐渐都往Web2.0上走,因为它不是网站产生的内容。当然,互联网管理面临着严峻的挑战。

  总之,互联网的发展,1982年的时候,Time杂志把PC作为主题,每年Time杂志的封面都是时代人物,到去年没有人了,出现了一个计算机,计算机上写上“you”。就是说在整个时代,每一个人都可以在互联网上有自己的创新,也许你就是未来的比尔盖茨等等,这里有很大的创新空间。

  总结一下互联网发展新的理念,是从最简单的原则起步,互联网的三项原则,端到端设计、层次化架构以及开放性的标准。TCP/IP发明者放弃申请专利。走出象牙塔,开放的环境,共享平台。互联网真实的原则实际上是检验真理的标准,你成功了,这个协议就成功了。另外是需求导向,应用驱动技术发展。还有群众是真正的英雄,我刚才介绍的雅虎也好,Google也好,发明这些的很多都是学生,他们本身的工作不是完成网络的,当然他们对于网络的发展起到了很大的推动作用。当然,互联网的技术是与对互联网的滥用和恶搞斗争中发展的。互联网本身是与时俱进的,适者生存的,是个开放的标准,它不关心基础的物力网络和使用该网络的无数应用于设备。互联网上的专家有一句名言“我们不预测未来,我们创造未来”,也就是说未来是什么样的,我们很难说,但是凡是遇到什么问题,“逢山开路、遇水搭桥”,有什么问题解决什么问题。

  整个互联网充满创新的空间,“创新就是生产函数的变动”,创新包括以下五种情况:第一,引用一种新的产品或提供产品的新质量。比如说微软,Windows不是微软发明的,当然他把它很好地用起来,出现了这样一个大的产业。第二,采用一种新的生产方式。戴尔自己不研究计算机,当然它搞集成,搞直销,创造了新的生产方式。第三,开辟了一个新的市场。Google,虽然讲到搜索引擎,也是市场的,也是产业的。第四,获得一种原料或半成品的新的供给来源。Skype,它是个寄生虫,寄生在现有的电信网上,但是从另一个角度可以看到它就是一种创新,用人家的半成品来架构他的系统。第五,实行一种新的企业形式。P2P它根本不是依赖于服务器,而是主机之间交换形式。我举这几个例子想验证一下,我觉得在互联网上确实很好地反映了当时创新大师所解释的创新的几个方式。

  最后讲一下互联网在挑战中寻求创新。

  互联网的假定,第一,是以主机为中心,智能终端,不适应RFID和传感器连网。第二,网络是黑匣子,网络是傻瓜,网络怎么演变,互联网和核心网没什么关系,当然现在实际上有点关系,但是当初的假定使互联网的发展更为简单。第三,尽力而为的服务,我能做到什么就做到什么,不认为需要考虑QOS的问题。第四,业务流可信任的假定,无须估计安全问题。第五,与商业应用无关,未设计可持续发展的赢利模式。

  当然,互联网的应用已超越初衷。互联网设计之初只考虑支持尽力而为的数据业务,现在的互联网应用已无所不包。进入实时业务领域并在长途通信中成主导。

  互联网从E—mail为主要应用转到第二代、第三代。尽管互联网坚持了三项基本原则,但是在很多地方是变化的,都在演变。比如说过去认为安全的,网络不用负责安全,由客户自己负责,现在发现需要由网络自己负责安全。原来认为网络部需要自己分配,只要流量大了,堵塞了,就自动降低发送的流量,这样就可以保持网络不堵塞。可是不等于每个用户都是守纪律的,如果对于不守纪律的用户,没有网络的管理是不行的。所以,现在发现互联网还需要有一些管理。

  总结来看,互联网最大的贡献,IP技术最大的贡献是什么?是跨过与底层的承载技术无关的跨过多种网络交换信息的能力,它可以跟底层无关。它的地址方案和消息结构的广泛可接受性,就像PSTN网上的电话编号(E.164)和语音编码标准(G.711)那样。IP选路协议越来越不那么成功,IP并不是说在任何位置上都是最成功的。对流媒体业务来讲,对IPTD来讲,不一定能保证那么好的质量,所以可以注意到现在IP协议的复杂性。

  现在面对互联网这些问题怎么解决?两条路线,一条是修补式路线,针对出现的问题个别解决,在目前体系上增大容量。不能断言这一路线会失败,但这种解决方案会增加互联网的复杂性。还有一种方式是革命式,用新的网络体系替换现有互联网。互联网现在太大了,敢不敢用革命的办法换掉现在的,敢不敢保证一定成功。所以有人说,互联网的演进面临在飞行过程中给飞机换引擎的难题。当年八十年代的时候,那时候才400台主机,而现在全世界这么多,能不能敢于来革命性地变化?所以,这是个非常大的挑战。而原来老路走的话,要接着走下去可能很危险。当然,现在回过头来思考互联网,它有个很好的理念,从边缘网开始的,不需要传输测试,不需要涉及到核心网,在部署新的应用之前无需运营商间协商,一旦有应用需求网络可以迅速部署。将来网络的变化革命也可能在边缘网上,而不在核心网上,因为核心网换起来太复杂了。

  (见图),IP与MPLS及Ethernet协议的应用。互联网发生的时候,开始出现是在现有电信网上重叠的,到现在互联网已经成气候了,再来进一步的发展,也许是别的网层叠在它上面,这种办法有可能可以解决飞机飞行之中换引擎的问题,以重叠网的方法。美国的GENI以创造新的网络和分布系统体系为使命,它原来只希望提出一个革命性的办法,在现有数据报、分组和电路交换范例之外,设计新的命名、寻址和识别体系以及新的网络管理范例。他现在想着超越这些范围之外,但实际上这是革命性的想法,从目前做的事情来看,它还是一种改良式的、演进式的。它的概念是在一个服务器控制器里,顶层有很多服务,(见图)黄色是分组的,CS是电路的,MS是消失的引擎的,LS是定位的。现在在底下的衔接上,相当于做一些虚拟的加工,假设这个板是支持电路的,那个板是支持分组的,就是说不同的业务用不同的东西来支持,但是都集成起来还是一个路由器,用虚拟化和编程的方法在互联网上是用新的应用。关键是增强资源分配和管理的能力,来支持新的业务。互联网尽管有这样那样的问题,但实际上半导体技术的发展,为互联网发展提供了很好的基础,这个图是摩尔定律的发展,和互联网的发展是紧密关联的。

  另外,iPod,2003年1月份刚出的iPod400美元,可以存一些歌曲,到2004年1月份,同样400美元可以存照片,到现在300多美元的MP4可以存很多电影,预计到2014年可以存2000万本书,到2025年,大家可以用400美元买到40个PByte的iPod。

  互联网现在是个一个小山峰上,互联网一直面临斗争和挑战,我们一直在克服这样那样的障碍,好象在翻山越岭一样,爬到顶再释放能量,总之互联网的路还很长。互联网的下一波是什么?我们现在不知道,有待于我们去创造。

  最后,互联网发展的历史本身是一个创新的过程。应用的扩展及其面对的挑战是互联网不断创新的动力。下一代互联网的体系创新的探索刚刚开始,充满创新空间。互联网将在与其他网络体系技术的竞争和融合中创新发展,互联网已经成为经济社会发展的创新平台。中国将拥有互联网的最大用户群,在互联网创新方面具有很大的潜力。中国抓住网络技术换代机遇,在互联网发展中增强我国通信技术自主创新能力。

  谢谢大家。

发表评论
爱问(iAsk.com)
不支持Flash
不支持Flash
不支持Flash