从中国第一封电子邮件到下一代互联网

2009-10-21 15:42:48 来源: 中国新闻网(北京) 举报
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科技日报 作者:王婷婷


1987年9月20日20点55分,第一封电子邮件终于穿越了半个地球到达德国。这幅截屏图在王恩海看来,是一件意义非凡的收藏品,因为它记录着中国最初迈向互联网的蹒跚脚步。


1987年9月14日晚上,北京计算机应用技术研究所里,十几个人围在一台西门子7760大型计算机旁,他们中间有王运丰以及来自德国卡尔斯鲁厄大学的专家维纳·措恩。


2004年12月25日,CNGI-CERNET2主干网正式开通,这是全球最大的纯IPv6网络。当时有评论认为,这是中国互联网建设者开始从跟随互联网技术研发、应用10年以来,第一次赶上发达国家。

在中国互联网界,流传着这样一句话:“互联网进入中国,不是八抬大轿抬进来的,而是从羊肠小道走进来的。” 20年时间,中国的互联网从最初的一个点、一条线成为一张网,直至一份对未来的期待。在现实与虚拟的交错中,一个互联网大国正在快速崛起……

20年前,人们不知道互联网是什么样子;20年后,人们无法想象没有互联网的生活是什么样子。

截至2009年4月,中国网民已达3.16亿,中文网站数量287.8万,网页总数超过160亿个,国际出口带宽640286.67 Mbps……

从第一封电子邮件发出,到下一代互联网抢占网络技术发展制高点,20年间,一个快速成长的互联网大国正在崛起,中国在国际互联网的地位与日俱增。

但随着网络的发展,IP地址资源枯竭和不断升级的安全问题已成为互联网难以承受之痛,在互联网面临凤凰涅槃的时候,我们欣喜的看到,中国的下一代互联网已经走在了世界前列。

一个点:第一封E-mail中转发出

黑色界面、绿色字符。

主题:The First Electronic Mail From China to Germany(从中国到德国的第一封电子邮件)

发件人:Mail Administration for China

收件人:Zorn@germany

当这封邮件的截屏图像显示在王恩海的电脑上时,距离它的发送时间已经过去了22年。

王恩海,中国互联网络信息中心互联网发展研究部高级研究顾问,作为《中国互联网发展大事记》的编撰者,他曾用一年的时间,多方走访、收集资料、直面当事人,探寻我国互联网发展之初那些尘封的历史。

1987年9月14日晚上,北京计算机应用技术研究所里,十几个人围在一台西门子7760大型计算机旁,他们的任务是发送一封电子邮件,内容以英德两种文字书写,中文译为“跨越长城,我们可以到达世界的任何一个角落”。

这个小组的负责人是王运丰,还有一位来自德国卡尔斯鲁厄大学的专家维纳·措恩。当时,中德科技合作进行的很好,但相互间的联系却并不顺畅——从德国寄信到中国至少要8天时间,而电话、电报极其昂贵。为了方便沟通与交流,他们希望通过电子邮件进行联系。

“当时我们还没有能力制造大型计算机,发送邮件用的7760是措恩教授从德国拉到的‘赞助’,而且由于我们使用这台计算机的技术水平有限,当时调试这台设备还要到西门子公司去,而且要在晚上西门子的工作人员下班以后。”王恩海说,“那时,中国还没有成为国际计算机数据通信网CSNET的成员,只能先通过德国的卡尔斯鲁厄大学,‘中转’之后再和国际互联网连接。”

经过一番调试,技术小组在北京的计算机应用技术研究所搭建了邮件服务器节点。但第一次发送,却因CSNET邮件服务器上的一个数据交换协议存在漏洞而失败。

6天后,项目组修补了这个漏洞,第二次试发邮件。1987年9月20日20点55分,这封邮件终于穿越了半个地球到达德国。中国互联网在国际上的第一个声音就此发出。据粗略估算,发送这封邮件的费用将近50元人民币。


一条线:“羊肠小道”接入Internet

80年代末,全世界已经有许多国家和地区与国际互联网进行了连接。美国借口政治原因,不对中国开放互联网,但国内科学家们的努力并没有停止。许多事件的发生和发展都预示着我们与互联网越来越近了。

1989年10月,中关村地区教育与科研示范网络(National Computing and Networking Facility of China,NCFC)立项,由中科院、清华大学、北京大学共同承担,目的建立一个连接三个单位之间的地区网络。

从这一天开始,中国与互联网的真正连接进入了倒计时。1993年12月,NCFC主干网工程完工。“很庆幸,我们坚持了TCP/IP的技术路线,没有走弯路。”回想起当初,代表清华大学参与该项目总体组的吴建平教授充满自豪。

网建好了,却发现用处不大——“清华、北大和科学院又离得近,有时候发个Email还不如骑着自行车亲自跑一趟省事。”有人如此调侃当时的NCFC的运行状况。

“网都建了,总不能闲着不用吧。”中国科学院计算机网络信息中心研究员、NCFC项目的负责人之一钱华林说:“我们想和国外共享一些最新的科技研究成果,这就需要一根线把NCFC连出去。”

在中国互联网界,流传着胡启恒院士的一句话:“互联网进入中国,不是八抬大轿抬进来的,而是从羊肠小道走进来的。”确实,想连上这根线没有说的那么容易。

1992年6月,在日本神户举行的INET’92年会上,钱华林约见美国国家科学基金会国际联网部负责人,第一次正式讨论中国连入互联网的问题。钱华林回忆:“当时美国不同意我们连入互联网,担心我们有什么军事目的或政治目的。好在很多国外的科学家都帮助中国呼吁。最让我感动的是美国某大学一位系主任,专程从家乡赶到旧金山,陪着我们去找一些资深互联网专家和管理方面的官员。”

终于,经过国内外多方努力,1994年4月20日,NCFC工程通过美国Sprint公司连入互联网的64K国际专线开通,实现了与互联网的全功能连接。从此中国被国际上正式承认为真正拥有全功能互联网的国家。

一张网:CERNET首先覆盖全国

现在看来,1994年当为中国的互联网元年。从那时开始,互联网对于普通的中国人来说,也不再是遥不可及的了。而被称为我国互联网“黄埔军校”的中国教育和科研计算机网(CERNET),也是在这一年应运而生。

1994年春节刚过,正当世界第一代互联网全面兴盛之际,国家计委相关负责人找到当时的国家教委副主任韦钰博士,借春节拜年的机会,探讨了中国互联网的建设大计,CERNET的建设提上了议事日程。

雷厉风行的韦钰敏锐地认识到这项工作的重要性,很快就召集6所在计算机学科优势明显的高校布置了工作,清华大学获得了牵头的机会。

吴建平就是这批年轻人中的领头人,也就是这个时候,他获得了人生发展中最重要的一次机会。吴建平自从80年代初就在清华投入网络研究,是我国最早从事计算机网络研究的学者之一。刚刚从加拿大回国不久,他就代表清华参与了中关村地区网建设,出任总体组专家。当时团队中还有从美国回来的李星,从英国回来的张凌,年龄都是三十多岁。

“当时学校也很果断,在相关老教授的支持与配合下,果断地启用了一批年轻人,尤其是熟悉互联网,有留学背景的年轻人牵头这一项目。”原清华大学常务副校长梁猷能教授想起这一段故事,仍然对当时的决策感到骄傲。

CERNET在这群年轻人的带领下,迅速开始了建设的步伐。1994年6月,CERNET试验网开通。1994年11月,国家紧急批复立项中国教育和科研计算机网示范工程。1995年,CERNET提前1年完成建设验收。虽然当时的主干网速率只有64K专线,但它标志着覆盖全国的第一个计算机互联网真正建设起来了。

此后,中国公用计算机互联网、中国科技网、中国金桥信息网等其他全国骨干网也相继开始建设并实现国际互联。

1997年前后,国家批复的我国第一批互联网科技攻关项目由CERNET牵头进行,研究范围包括网络运行、网络安全、路由器核心设备、中文搜索与编码和协议测试技术等。“黄埔军校”开始显示它的作用——如今风靡中文互联网的搜索引擎“百度”,就是最早脱胎于这批研究成果中的“北大天网”搜索技术;而高考网上录取也是在当时开始小范围探索,并成为今天互联网在教育领域最为重大的应用。

发展初期,互联网服务价格不菲,让上网只能成为少数人的特权。但由于CERNET在当时为高校的老师与同学提供全免费的互联网服务,中国第一批大规模互联网用户在高校诞生了。很多研究人员和高校学生,正是通过CERNET,比社会上提前了五到十年接触到了先进的互联网。

为了共同探索互联网这一新鲜事物,从1994年开始,CERNET还组织了规模庞大的年度学术会议,专门探讨互联网建设中遇到的问题与挑战,参加高校超过800所,为互联网在中国的普及与建设提供了最为紧缺的技术人才。

“无论是人才培养还是改变人们对网络的观念、认识等方面,CERNET都取得了巨大的成就。”计算机专家汪成为院士如此评价。


一份期待:IPv6让互联网涅槃

时至今日,网络已经渗透进人们生活的各个环节,当你浏览网页,登陆QQ,或是更新博客时,或许没有意识到,经过30多年的发展,第一代互联网已经“不堪重负”。

预测结果显示,2010年年底所有的IP地址将耗尽。为此,国际互联网标准化组织(IETF)的工程师早在1997年就提出地址协议第六版(IPv6),这一协议将使得IP地址容量达到3.4×1038,有人形象地说,地球上每一粒沙子都能获得一个地址。

“未来社会,网络是一个基本要素,它将对社会经济、科技教育发展,乃至国防政治都将起到决定性的影响。”凭借对互联网发展敏锐的洞察力,吴建平意识到,“如果我们失去对下一代互联网的发言权,我们也将在很大程度上受制于别人。”于是 CERNET团队逐渐将注意力转移到下一代互联网技术的研发上。

1998年,CERNET搭建了中国第一个IPv6试验床,并成功与美国的下一代互联网实现连接。在下一代互联网技术路线的选择上,CERNET专家们摒弃了国际上的通用做法——建立现行的IPv4协议与IPv6协议并存模式,独辟蹊径建立纯IPv6的下一代互联网。

这是需要勇气的。IPv4与IPv6双栈并行的模式有现成经验,但建设大规模的纯IPv6前所未有,一切可能出现的风险都需要自己承担。“把IPv6网络与IPv4网混合在一起将永远也开发不出来新的应用。”CERNET专家们不希望中国的下一代互联网还是“穿新鞋走老路”。此后的成绩证明,正是因为“建设纯IPv6” 这一路线,为中国在下一代互联网研究上取得先机,起了决定性的作用。

2004年12月25日,中国第一个下一代互联网示范工程——(CNGI)核心网之一CNGI-CERNET2主干网正式开通,这是全球最大的纯IPv6网络。当时有评论认为,这是中国互联网建设者开始从跟随互联网技术研发、应用10年以来,第一次赶上发达国家。

更让人自豪的是,向来被美国垄断的互联网关键技术——核心路由器也已经被我们掌握。清华、国防科大、解放军信息工程大学、华为等先后研制攻克下一代互联网核心技术——IPv6核心路由器。

这意味着,中国可以依靠自己的科研力量抢占互联网技术的制高点。国外专家甚至有“下一代互联网的发展看IPv6,IPv6的发展看中国”的断言。

从CERNET到CNGI-CERNET2,在自主创新这条路上,吴建平和他的团队一步一个脚印。对于下一代互联网的标准制定,也一改以往的被动局面,他们提出了涉及到两代网过渡、寻址等方面的核心协议,“这与第一代互联网时代,中国所提出的少数IETF标准多围绕中文为主有了根本性的不同。”吴建平说。

2009年五四青年节前夕,温家宝总理赴清华大学与青年学子座谈,在参观CNGI-CERNET2后,他对下一代互联网的自主创新表示了肯定。总理提出,应对金融危机,从长远来看,根本还要靠科技革命,因此电子信息技术和互联网就成为一个重要的领域;国家将重点推进3G和下一代互联网,而这一切,关键都在于突破核心技术,都要靠自主创新。

“当你在家看电视的时候,突然有电话打入,互联网将主动把电视调成静音,接完电话后,声音又将自动调回。如果你要出门,互联网会让电梯就停在你所在的楼层等你。”专家们这样描述下一代互联网应用的美好图景,然而下一代互联网的优势远不止于此,用之不尽的IP地址,网络传输速度提高1000倍以上,真实源地址认证带来的更高的安全性……中国下一代互联网的建设者们正努力创造着未来。


“互联网进入中国,不是八抬大轿抬进来的,而是从羊肠小道走进来的。”——胡启恒

自主创新:下一代互联网的原则

在中国互联网发展前期,我们所能做的只是跟随和学习。而在建设下一代互联网过程中,自主创新是贯彻始终的原则。这种创新是全方位的发明与创造,这也是与第一代互联网的根本性区别。

建设纯IPv6网络

国外下一代互联网发展,多是走双栈发展的稳妥的保守思路。表面上是IPv4、IPv6双栈,但实际上基本上是走IPv4的老路,因为IPv6的很多技术并没有真正使用。

或许是因为在第一代互联网技术上的领先造成的惰性,目前国外在研究下一代互联网中,仅仅把IPv4调整成IPv6,只是换了传输数据格式,实现方法基本上还是原来的。比如用IPv4有限地址空间搜索算法来回避IPv6海量地址空间搜索问题,大量使用IPv4的配套协议,使IPv6难以独立组网和运行。

而我国下一代互联网首要重点就是重新设计规划互联网的体系结构。拥有自主知识产权的国产核心高端路由器,全新的新一代互联网体系架构,共同搭建了一个安全、真实、可信任的纯IPv6互联网环境,为我国的下一代互联网整体推进与创新,创造了条件与基础。

“IPv4-over-IPv6”的过渡

在下一代互联网的研究中,目前国外流行的做法是基于IPv4的网络实现IPv6的应用,即IPv6-over-IPv4。这种思路,强调的是IPv4,这无异于把一栋新大楼建在老的基础之上。

要真正解决互联网资源瓶颈的问题,要从IPv4过渡到IPv6,关键的是解决IPv4和IPv6互通的问题。

我国的下一代互联网示范工程CNGI大胆提出了IPv4-over-IPv6的思路,即让IPv4的应用全部建立在IPv6的网络上,让大家在应用中,逐渐适应新的网络,彻底解决两个网络的过渡问题。这样不至于在走不动的时候,再重新返回来走老路。

被称为“互联网之父”的Vinton G.Cerf博士认为,“IPv4-over-IPv6”是很好的创新,就像一把钥匙,悄悄地打开了门,但却没有让用户感到,没有增加用户的麻烦。

真实源地址认证

互联网在给各行业带来天翻地覆的变化的同时,也带来了巨大的挑战,这就是网络安全问题。

第一代互联网最大的安全软肋,是寻址结构问题。即现在的互联网在处理一条信息时,不管来自哪里,只管送到哪里。这就相当于信上没有寄件人的地址信息,只有收件人的地址信息。再加上没有真实地址,就难以寻找安全攻击的源头,造成了安全漏洞,形成巨大的安全问题,所有安全问题由此而产生。

要解决这一问题,一是需要充足的IP地址,二是需要解决认证等技术。IPv6已经解决了IP地址的问题,剩下的就是源地址认证问题。正是基于这一分析,我国科学家在CNGI的研究建设中提出必须从技术上保证网络寻址结构的设计,以创建安全可信网络。源地址网络寻址体系的建立,将彻底改变互联网不可信的形象,对于提高互联网的管理水平,将产生颠覆性变化。


“未来社会,网络是一个基本要素,它将对社会经济、科技教育发展,乃至国防政治都将起到决定性的影响。”——吴建平

飞翔 本文来源:中国新闻网 责任编辑:王晓易_NE0011
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