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李星:疫情对互联网治理影响的思考

  李星,清华大学电子工程系教授,中国教育和科研计算机网CERNET网络中心副主任

  和非典时期相比,新冠病毒防控期间高校校园网的运行模式非常不同。非典时期,学生们不许出校,现在,学生不让进校,两种截然不同的方式造就了截然不同的网络流量。

  和平时相比,这段时期CERNET主干网流量呈现出几个不同的特点。一是网内流量减少。目前主干网流量大约只有往年同期的1/3 到1/2。反过来,公众互联网的流量压力非常大。二是校园网进出流量比例的反转。平时是校园网的入流量大,出流量小。但最近这段时间,学生们都在校外访问校内资源,因此显示出流量大于入流量的特征。

  互联网的研究是一门实验科学,环境的变化赋予网络新挑战和新内涵。就网络本身而言,疫情确实给我们提供了一个从来没有遇到过的新的实验环境,对我们更深入理解互联网提供了机会。

  疫情防控期,教育教学的基本原则是“停课不停学”,主要的支撑手段还是网络。这里有两点需要注意:一是,网络的的确确已成为支撑教育教学最重要的平台。2003年非典时期,居家的中小学生还主要是通过电视上课,17 年后,上网课已成主流。二是,平时大家感觉,网络已经很成熟了,但疫情出来后我们发现,当前网络所提供的服务质量仍然是比较粗放的,我们面临着一个急迫的挑战:如何提供更加精细化的服务?

  全国范围内的大规模在线教学确确实实是一次大考,总的来说,有两个方面需要关注。

  第一,视频会议流量急剧增多,这是一种对延时、抖动和丢包很敏感的网络应用。和其他应用相比较,这种流量非常特别,对实时性要求很高。

  如果仅仅是下载文件或访问网站,用户很少会关注这个过程中网络的服务质量的变化。例如当出现几秒钟的丢包时,用户并不是那么在意。

  而在视频音频的环境下,网络还是一样的网络,但几秒钟的丢包所引起的影响非常明显,可能导致听不见,听不清,甚至掉线,产生很差的用户体验。

  总的来看,视频音频应用对于网络的性能、服务质量的监测是一个大的挑战。网络管理中应该如何应对这样的挑战?需要深入研究。

  第二,视频音频应用中出现问题,要对网络和系统分开看。在很多时候,用户遇到的问题是系统问题而不是网络问题。

  例如最近在大规模网课中,有很多关于网络掉线、崩溃的报道,但实际上并不是网络的问题。网络也会有毛病,但一般是丢包,如果是很严重的问题,比如整个挂掉,绝大多数是平台和系统的问题。

  互联网体系架构遵循“大道至简”的核心设计理念,它的设计理念是无状态、松耦合。如果在线教学平台、视频会议系统遵循互联网的理念设计,其生存性就会比较好。相反,有的平台追求复杂性,追求功能多样。依照如此设计理念的系统在一个网络很稳定的局域网内可能运行顺畅,然而一旦遇到复杂的用户环境,遇到大规模的并发访问时,往往就会挂掉。

  面对新的网络环境,我们需要知情,这样才能区别是网络问题还是系统问题,从而尽快采取必要的措施,恢复上课。

  如果是网络的问题,需要搞清楚是网络的哪一部分出了问题——是有线G 还是WIFI ?是互联互通的瓶颈还是云的调度的问题?

  如果是系统出了问题,也要搞清楚是系统的哪些环节出了问题——是服务器端,还是客户端?是控制平面,还是数据平面?通过这样的测试和追溯,让用户实时知情,知道哪些软件很优秀,哪些软件使不上劲。

  在这种全新的网络环境下,安全性更加重要。当课堂变成了网上课堂,面对面的会议研讨变成了视频会议,如何在网络环境上保证安全?视频会议系统如何保障隐私和知识产权?用视频会议系统讨论科研项目,是否会发生信息泄露?这是目前网络环境下衍生的另外一个重要话题。

  第一种,教育网就是互联网,以高性价比的方式为师生提供网络服务,从这一点上说,跟公众互联网没有区别。

  第二种,教育网是公益性的互联网。按照工信部的要求,如果是公益性互联网,就只能自己用,不能接商业用户。但在现实条件下并不能清晰地区别。公益性互联网和公众互联网之间的界限随着云的大规模应用,越来越模糊。就像在这次疫情里,学生都在家里,家里并不是公益性互联网,如果严格按照公益性互联网定义,很多教育资源和服务是没有办法提供的。从这个角度来讲,应该是商业互联网允许做的,公益性互联网都应该允许做。

  实际上,国外教育科研网也有这个问题。比如,美国的Internet2是公益性互联网,原来教育资源是网内的。但云计算出来之后,公有云是商业公司提供的,而很多教育资源都存在教育网之外的云上。这一点类似于经济的概念,越是发达的经济形态,国内外贸易就会越多。同理,互联网越是发达,所产生的连接就会越多,网内外的连接就会越多。这时候,想把网络的使用单纯限制在一张网内,是不切合实际的,也是不科学的。也就是说,伴随互联网技术的日益变化,新技术的日益更新,传统上对公益性互联网的定义和原则应该因时而变。

  第三种,教育网是专网。2019年,李克强总理在国务院常务会议上提出要建设教育专网,现在教育专网的建设也是教育领域和网络行业普遍关注的话题。

  教育专网的建设首先对于中小学非常重要,尤其对偏远地区的中小学教育具有非常重要的意义。乡村小学每个班只有几个学生,本校没有音乐教师,几个乡村小学的学生集中在一起通过网络上音乐课,跟着网上的音乐老师一起唱歌,这是非常有意义的应用,但如果没有很好的网络质量,课堂的质量就很差。

  这次全国范围内的上网课中,也出现很多类似学生跑山顶找信号,各种追着信号跑的事情,侧面反映出教育专网在落实教育公平中的重要性。

  对中小学来说,应该建设教育专网。网络要保证基础的两点,第一,网络质量要好,可以实现在线实时保证质量的多媒体交互。第二,要绿色、干净。要给学生们提供一个适应身心发展的网络环境,如果网上的课程内容很好,但一会出来一个的广告,也是不行的。

  这次疫情将持续多久?我们尚不知道。针对疫情下的现实需求,我们对教育专网的理解也需要更深一步:教育专网是要仅仅部署在教室里?还是也要扩展到全社会每一个家庭?从技术上来说,教育专网进入每一个家庭是可以实现的,相当于某种形式的虚拟专网,但是规模很大,要覆盖全国。

  更深一步,未来互联网将如何规划?是否需要大规模地引入切片的概念?即按需连网,每一个群体都有符合自己需求的不同的网可以连接。现在疫情下,一个家庭里,父母和孩子,甚至爷爷奶奶都在抢同一个网。如果按照切片的概念,每个家庭会有多个子网,父母亲连通自己工作的子网,孩子用教育专网的子网,家庭中不同的成员都能连通属于他本身需求的子网。这一点,可能也需要延伸到未来的物联网。

  大学的网应不应该是一个专网?我觉得应该也是。它同时具有公众互联网、公益性互联网和教育专网的性质。

  美国的很多互联网公司与技术,都是学生创业创出来,如Yahoo、Google、Facebook 等等,最后在社会长大。互联网上最好的创新基本都来源于大学校园,大学校园是所有创新中最好的土壤,大学生是所有群体中最有创新力量的一个群体。

  因此,CERNET 就不仅仅是一个互联网,一个公益性的互联网,而且也应该是一个专网,有责任为大学校园内的创新提供环境和空间,为校园创新打开一扇窗户。我们有必要在国家法律允许的情况下,营造一个开放的平台和活跃的学术实验床,让学校与学校之间可以互相协作,学生与学生之间可以共同实验,无论是在超算、在实验室、还是网络安全领域的研究,都可以在这个基础上实现创新,在为拔尖人才提供良好而独特的网络环境的同时,也在互联网与相关关键技术研究上实现突破。

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