李星:疫情對互聯網治理影響的思考
發布時間:2020-04-13    來源:未知
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李星,清華大學電子工程系教授,中國教育和科研計算機網CERNET網絡中心副主任

  和非典時期相比,新冠病毒防控期間高校校園網的運行模式非常不同。非典時期,學生們不許出校,現在,學生不讓進校,兩種截然不同的方式造就了截然不同的網絡流量。

  和平時相比,這段時期CERNET主干網流量呈現出幾個不同的特點。一是網內流量減少。目前主干網流量大約只有往年同期的1/3 到1/2。反過來,公眾互聯網的流量壓力非常大。二是校園網進出流量比例的反轉。平時是校園網的入流量大,出流量小。但最近這段時間,學生們都在校外訪問校內資源,因此顯示出流量大于入流量的特征。

  互聯網的研究是一門實驗科學,環境的變化賦予網絡新挑戰和新內涵。就網絡本身而言,疫情確實給我們提供了一個從來沒有遇到過的新的實驗環境,對我們更深入理解互聯網提供了機會。

  大浪淘沙,讓用戶實時知情

  疫情防控期,教育教學的基本原則是“停課不停學”,主要的支撐手段還是網絡。這里有兩點需要注意:一是,網絡的的確確已成為支撐教育教學最重要的平臺。2003年非典時期,居家的中小學生還主要是通過電視上課,17 年后,上網課已成主流。二是,平時大家感覺,網絡已經很成熟了,但疫情出來后我們發現,當前網絡所提供的服務質量仍然是比較粗放的,我們面臨著一個急迫的挑戰:如何提供更加精細化的服務?

  全國范圍內的大規模在線教學確確實實是一次大考,總的來說,有兩個方面需要關注。

  第一,視頻會議流量急劇增多,這是一種對延時、抖動和丟包很敏感的網絡應用。和其他應用相比較,這種流量非常特別,對實時性要求很高。

  如果僅僅是下載文件或訪問網站,用戶很少會關注這個過程中網絡的服務質量的變化。例如當出現幾秒鐘的丟包時,用戶并不是那么在意。

  而在視頻音頻的環境下,網絡還是一樣的網絡,但幾秒鐘的丟包所引起的影響非常明顯,可能導致聽不見,聽不清,甚至掉線,產生很差的用戶體驗。

  總的來看,視頻音頻應用對于網絡的性能、服務質量的監測是一個大的挑戰。網絡管理中應該如何應對這樣的挑戰?需要深入研究。

  第二,視頻音頻應用中出現問題,要對網絡和系統分開看。在很多時候,用戶遇到的問題是系統問題而不是網絡問題。

  例如最近在大規模網課中,有很多關于網絡掉線、崩潰的報道,但實際上并不是網絡的問題。網絡也會有毛病,但一般是丟包,如果是很嚴重的問題,比如整個掛掉,絕大多數是平臺和系統的問題。

  哪些系統設計得好?哪些設計得差?通過實踐,大浪淘沙,一目了然。

  互聯網體系架構遵循“大道至簡”的核心設計理念,它的設計理念是無狀態、松耦合。如果在線教學平臺、視頻會議系統遵循互聯網的理念設計,其生存性就會比較好。相反,有的平臺追求復雜性,追求功能多樣。依照如此設計理念的系統在一個網絡很穩定的局域網內可能運行順暢,然而一旦遇到復雜的用戶環境,遇到大規模的并發訪問時,往往就會掛掉。

  面對新的網絡環境,我們需要知情,這樣才能區別是網絡問題還是系統問題,從而盡快采取必要的措施,恢復上課。

  如果是網絡的問題,需要搞清楚是網絡的哪一部分出了問題——是有線接入還是無線接入?是4G 還是WIFI ?是互聯互通的瓶頸還是云的調度的問題?

  如果是系統出了問題,也要搞清楚是系統的哪些環節出了問題——是服務器端,還是客戶端?是控制平面,還是數據平面?通過這樣的測試和追溯,讓用戶實時知情,知道哪些軟件很優秀,哪些軟件使不上勁。

  在這種全新的網絡環境下,安全性更加重要。當課堂變成了網上課堂,面對面的會議研討變成了視頻會議,如何在網絡環境上保證安全?視頻會議系統如何保障隱私和知識產權?用視頻會議系統討論科研項目,是否會發生信息泄露?這是目前網絡環境下衍生的另外一個重要話題。

  按需連網,是否引入切片概念?

  回過頭來說,教育網怎么定位?我歸納有三種定位。

  第一種,教育網就是互聯網,以高性價比的方式為師生提供網絡服務,從這一點上說,跟公眾互聯網沒有區別。

  第二種,教育網是公益性的互聯網。按照工信部的要求,如果是公益性互聯網,就只能自己用,不能接商業用戶。但在現實條件下并不能清晰地區別。公益性互聯網和公眾互聯網之間的界限隨著云的大規模應用,越來越模糊。就像在這次疫情里,學生都在家里,家里并不是公益性互聯網,如果嚴格按照公益性互聯網定義,很多教育資源和服務是沒有辦法提供的。從這個角度來講,應該是商業互聯網允許做的,公益性互聯網都應該允許做。


中國教育和科研計算機網CERNET主干網

  實際上,國外教育科研網也有這個問題。比如,美國的Internet2是公益性互聯網,原來教育資源是網內的。但云計算出來之后,公有云是商業公司提供的,而很多教育資源都存在教育網之外的云上。這一點類似于經濟的概念,越是發達的經濟形態,國內外貿易就會越多。同理,互聯網越是發達,所產生的連接就會越多,網內外的連接就會越多。這時候,想把網絡的使用單純限制在一張網內,是不切合實際的,也是不科學的。也就是說,伴隨互聯網技術的日益變化,新技術的日益更新,傳統上對公益性互聯網的定義和原則應該因時而變。

  第三種,教育網是專網。2019年,李克強總理在國務院常務會議上提出要建設教育專網,現在教育專網的建設也是教育領域和網絡行業普遍關注的話題。

  教育專網的建設首先對于中小學非常重要,尤其對偏遠地區的中小學教育具有非常重要的意義。鄉村小學每個班只有幾個學生,本校沒有音樂教師,幾個鄉村小學的學生集中在一起通過網絡上音樂課,跟著網上的音樂老師一起唱歌,這是非常有意義的應用,但如果沒有很好的網絡質量,課堂的質量就很差。

  這次全國范圍內的上網課中,也出現很多類似學生跑山頂找信號,各種追著信號跑的事情,側面反映出教育專網在落實教育公平中的重要性。

  對中小學來說,應該建設教育專網。網絡要保證基礎的兩點,第一,網絡質量要好,可以實現在線實時保證質量的多媒體交互。第二,要綠色、干凈。要給學生們提供一個適應身心發展的網絡環境,如果網上的課程內容很好,但一會出來一個少兒不宜的廣告,也是不行的。

  這次疫情將持續多久?我們尚不知道。針對疫情下的現實需求,我們對教育專網的理解也需要更深一步:教育專網是要僅僅部署在教室里?還是也要擴展到全社會每一個家庭?從技術上來說,教育專網進入每一個家庭是可以實現的,相當于某種形式的虛擬專網,但是規模很大,要覆蓋全國。

  更深一步,未來互聯網將如何規劃?是否需要大規模地引入切片的概念?即按需連網,每一個群體都有符合自己需求的不同的網可以連接?,F在疫情下,一個家庭里,父母和孩子,甚至爺爺奶奶都在搶同一個網。如果按照切片的概念,每個家庭會有多個子網,父母親連通自己工作的子網,孩子用教育專網的子網,家庭中不同的成員都能連通屬于他本身需求的子網。這一點,可能也需要延伸到未來的物聯網。

  提供創新環境,CERNET 應同時具有三個性質

  大學的網應不應該是一個專網?我覺得應該也是。它同時具有公眾互聯網、公益性互聯網和教育專網的性質。

  互聯網作為一項實驗科學,環境的搭建至關重要,有了環境,才能創新。

  美國的很多互聯網公司與技術,都是學生創業創出來,如Yahoo、Google、Facebook 等等,最后在社會長大?;ヂ摼W上最好的創新基本都來源于大學校園,大學校園是所有創新中最好的土壤,大學生是所有群體中最有創新力量的一個群體。

  因此,CERNET 就不僅僅是一個互聯網,一個公益性的互聯網,而且也應該是一個專網,有責任為大學校園內的創新提供環境和空間,為校園創新打開一扇窗戶。我們有必要在國家法律允許的情況下,營造一個開放的平臺和活躍的學術實驗床,讓學校與學校之間可以互相協作,學生與學生之間可以共同實驗,無論是在超算、在實驗室、還是網絡安全領域的研究,都可以在這個基礎上實現創新,在為拔尖人才提供良好而獨特的網絡環境的同時,也在互聯網與相關關鍵技術研究上實現突破。


責任編輯:zxh
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