人生是有選擇的。

1994年，張宏科博士后出站選擇留在北京交通大學(xué)任教，就是選擇了一份教書(shū)育人的責任；選擇在下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實(shí)驗室任職，就是選擇了一個(gè)報效祖國的使命。

由于現有互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)長(cháng)期由西方國家掌控，對我國網(wǎng)絡(luò )空間主權造成嚴重威脅。為此，張宏科和他的團隊成員們決意構筑起未來(lái)20~30年可以維護國家網(wǎng)絡(luò )安全、具有完全自主知識產(chǎn)權的新型互聯(lián)網(wǎng)系統。該系統核心技術(shù)完全由自己掌控，擺脫別人的制約。在2018年召開(kāi)的2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎頒獎大會(huì )上，其團隊的研究成果——智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò )及應用，更是獲得了國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

從根源上找到現有互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)缺陷

為什么上網(wǎng)的時(shí)候你會(huì )感到安全性很差，個(gè)人信息隨時(shí)會(huì )暴露？為什么上網(wǎng)的時(shí)候你會(huì )感到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )“移動(dòng)”不起來(lái)？為什么上網(wǎng)的時(shí)候你會(huì )感到網(wǎng)絡(luò )很亂，充斥著(zhù)虛假、詐騙信息？

專(zhuān)業(yè)人士告訴你，這都是由互聯(lián)網(wǎng)原始設計弊端造成的。針對互聯(lián)網(wǎng)的諸多問(wèn)題，張宏科團隊發(fā)現并凝練出互聯(lián)網(wǎng)體系“網(wǎng)絡(luò )與用戶(hù)”“控制和數據”“資源與位置”的“三重綁定”特性，是造成其諸多弊端的本質(zhì)原因。

互聯(lián)網(wǎng)安全性差是最受用戶(hù)詬病的缺陷。小到影響個(gè)人隱私，大到泄露國家安全機密。轟動(dòng)世界的“棱鏡門(mén)”事件讓人深刻地感受到互聯(lián)網(wǎng)安全的脆弱性。

“這和互聯(lián)網(wǎng)的原始設計有關(guān)?！?張宏科告訴記者，網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)傳輸資料、圖像、視頻的時(shí)候，這些信息流被轉化為數據包，里面就包含著(zhù)發(fā)送者和接收者的地址信息。對于精通IT技術(shù)的人，這個(gè)數據包就是透明的，他在任何節點(diǎn)上都能抓到數據包，從而知道它從哪兒來(lái)，到哪兒去。而且，對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，登錄信息和所在位置信息捆綁在一起，只要用戶(hù)一上網(wǎng)，其位置就是確定的，安全性又怎么可能得到保護？“你再怎么做防護，都是消極的應對措施?！?/p>

而“控制和數據綁定”“資源與位置綁定”的特性則導致了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )“移動(dòng)”不起來(lái)、網(wǎng)速太慢、效率不高等缺陷?！斑@些原始設計的弊端讓互聯(lián)網(wǎng)長(cháng)時(shí)間超負荷運轉，難以承受越來(lái)越多的應用和用戶(hù)使用，用戶(hù)體驗越來(lái)越差。因此，我們必須構建一個(gè)全新的互聯(lián)網(wǎng)體系，以適應未來(lái)的發(fā)展需求?！睆埡昕普f(shuō)。

下一代互聯(lián)網(wǎng)是什么樣子

針對下一代互聯(lián)網(wǎng)體系的構建，張宏科團隊潛心研究了20余年，在國家兩期“973”計劃等項目的資助下，提出了以“兩層模型”“三次映射”“四種標識”為典型特征的標識網(wǎng)絡(luò )體系，發(fā)明了標識和映射機制，先天性地解決了現有互聯(lián)網(wǎng)中存在的移動(dòng)性、安全性、靈活性等難題。獲得國內外發(fā)明專(zhuān)利授權58項，登記軟件著(zhù)作權16項，借助于“點(diǎn)標識”的理念與思想，主導制定了IEEE 1888、1888.2等核心國際標準，率先構建了未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的藍圖。

“美國、歐盟等都在開(kāi)展這方面的研究，但是，到目前為止，只有我們提出了比較綜合有效的解決方案?？梢哉f(shuō)，在這方面，我們走在了世界的前端?！睆埡昕谱院赖乇硎?。

在張宏科的描述中，下一代互聯(lián)網(wǎng)體系較好地解決了“三重綁定”的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò )的自我管理能力很強，呈現給用戶(hù)一個(gè)安全、有序、快速、智能的網(wǎng)絡(luò )世界。網(wǎng)民只要合法登記，就能享受到網(wǎng)絡(luò )提供的各種優(yōu)質(zhì)服務(wù)?！爱斎?，如果你違背法律，發(fā)布虛假信息，利用網(wǎng)絡(luò )干違法的事情，擾亂社會(huì )秩序，警察也能很快找到你?！睆埡昕菩Φ?。

在這個(gè)藍圖里，張宏科團隊還把多種網(wǎng)絡(luò )設計成一種網(wǎng)絡(luò )，即“一體化標識網(wǎng)絡(luò )”。他告訴記者，傳統網(wǎng)絡(luò )原始設計思想基本上是“一種網(wǎng)絡(luò )”支持“一種主要服務(wù)”。這不但導致基礎設施重復建設，也無(wú)法適應未來(lái)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的多樣性要求。張宏科團隊發(fā)現，電信網(wǎng)的交換機和互聯(lián)網(wǎng)的路由器工作機理非常相似，而且各種網(wǎng)絡(luò )體系結構都可以劃分為兩個(gè)大的層面。因此，他創(chuàng )造性地提出，全新網(wǎng)絡(luò )的總體框架應該是兩層結構體系，即基礎設施層面和普適服務(wù)層面。這種“一體化標識網(wǎng)絡(luò )”不但能夠實(shí)現在一種網(wǎng)絡(luò )上支持多種業(yè)務(wù)，還大大提高網(wǎng)絡(luò )的工作效率，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )的管理和維護，有效解決了傳統體系中存在的安全、可控、可管及移動(dòng)問(wèn)題。

高校里做科研要有超前思維和韌勁

任何成績(jì)的取得都非偶然，作為高校在基礎研究領(lǐng)域取得的重大原創(chuàng )性科研成果，張宏科認為“這得益于對學(xué)科發(fā)展方向的超前把握和一股子韌勁兒”。

“2004年，我們手頭的兩個(gè)‘863’項目已經(jīng)結題。張老師當時(shí)就提出，要集中精力做下一代互聯(lián)網(wǎng)，也就是我們標識網(wǎng)絡(luò )的先導項目。當時(shí)國內外還沒(méi)有人做這項研究。我們還有些不理解?！眻F隊成員、北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院教授蘇偉回憶道。

2005年8月，美國國家自然基金委發(fā)布了他們的GENI（全球網(wǎng)絡(luò )環(huán)境革新）計劃，其中提到，由于現有互聯(lián)網(wǎng)的種種弊端，他們準備著(zhù)力于“下一代網(wǎng)絡(luò )”的建設。而此時(shí)，張宏科團隊已經(jīng)初步構思出全新的、兩層網(wǎng)絡(luò )體系架構。2007年，歐盟啟動(dòng)的新網(wǎng)絡(luò )研究FIRE計劃提出了“兩層”網(wǎng)絡(luò )體系?！翱吹竭@個(gè)消息，我們都很高興，這也從側面印證了張老師的準確判斷。我們工作起來(lái)也更自信了?！碧K偉告訴記者。

這種超前把握顯然不是一時(shí)的“心血來(lái)潮”。它建立在對專(zhuān)業(yè)知識的扎實(shí)積累之上?！拔覀冎阅軌蛱岢鋈碌木W(wǎng)絡(luò )框架體系，正是基于對傳統網(wǎng)絡(luò )的透徹研究。過(guò)去的東西就是基礎。只有了解透了，才能知道問(wèn)題在哪兒、未來(lái)的方向在哪里、解決的方案是什么。不了解過(guò)去，就無(wú)法做到超前，更不可能超越?！睆埡昕普f(shuō)。

在張宏科看來(lái)，基礎研究領(lǐng)域的任何重大成果都是十幾年甚至幾十年的積累。高校做科研，尤其是基礎研究最忌諱‘跟風(fēng)’，東一榔頭西一棒槌，什么也做不長(cháng)，形不成產(chǎn)業(yè)鏈，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展也難以做出貢獻?！翱蒲袥](méi)有捷徑可走，憑的就是一股子韌勁兒?！睆埡昕普f(shuō)。

摘自《中國科學(xué)報》