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中國“網”事:穿過羊腸小道,駛入資訊高速

作者:中國科學報

文 | 《中國科學報》 記者 張雙虎

中國“網”事:穿過羊腸小道,駛入資訊高速

“中國網際網路的發展史會記住這一天:1994年4月20日。”時隔30年,中國科學院計算機網絡資訊中心(以下簡稱網絡中心)首任主任甯玉田依然清晰地記得那個特殊的日子。

當天,一條傳輸速率為64K的國際專線從網絡中心成功聯網,實作了中國全功能接入國際網際網路。這标志着中國網際網路時代的開端,更預示着一個數字生活的嶄新時代向人們開啟大門。

需求催生

國際網際網路的誕生有兩個驅動因素,一是政治和軍事方面的需要,二是大科學裝置産生的海量資料進行國際傳輸的需求。

為建立能抵抗核打擊的美國作戰指揮系統,美國國防部進階研究計劃署上世紀60年代就建成了覆寫全美的阿帕網(ARPANet)。20世紀80年代,美、英、法等國均在建立本國的計算機網絡,很多網際網路的關鍵性、基礎性标準也在這一時期确定。

在科研領域,以粒子實體、航天科技為代表的大科學工程興起,進一步催生國際合作、資源共享方面的強烈需求。1985年,美國國家科學基金會(NSF)建立NSFNet并取代ARPANet,成為當時網際網路的主幹網。

大陸最早應用網際網路的需求同樣來自科教領域。科技的迅猛發展和學術交流的日益頻繁,讓中國科學家對網絡的需求越發迫切。

“科研人員有了研究成果,會寫成論文預印件寄給國外同行,國外科學家也會把論文預印件寄給中國學者。國際間郵包寄送往往需要數月,科研人員看到論文時,已經是半年前發表的成果了。”時任中國科學院計算技術研究所(以下簡稱計算所)十室副主任錢華林介紹,“而借助網際網路,科學家能極大提高論文發表效率,加快成果産出進度。”

20世紀80年代末,大陸一些科學家已和國外研究機建構立了通信連接配接。中國科學院高能實體研究所和北京計算機應用技術研究所的研究人員出于共享科學資料和計算資源的需求,已認證電子郵件和國外進行過聯系。當時,還僅限于收發電子郵件,而且網絡随時會斷。

機遇出現

随着國内高校和科研院所對高速計算的需求越來越迫切,1989年,當時的國家計委将支援網絡和計算中心建設列入“重點學科發展項目”,設想在北京中關村範圍内,建成清華大學、北京大學和中國科學院中關村地區研究所3個區域網路絡,然後通過若幹節點,連成一個高速計算機通信主幹網,并建成網控中心和計算機主機系統。

“如果這一系統建成,一方面,科學家可以在自己的實驗室裡共享超級計算機及資訊資源,另一方面,也可以為中國發展計算機網絡技術起到示範作用。”錢華林說。

該項目被稱為NCFC(中關村地區教育與科研示範網絡),由國家計委組織中國科學院、清華大學和北京大學三方投标确定實施依托機關。

得到這一消息後,時任中國科學院技術科學與開發局副局長甯玉田随即向中國科學院上司作了報告。

“院上司對科技前沿非常了解,對高新技術非常敏感,當時就意識到網絡的重要性和巨大潛力。”甯玉田說。

報告報上去後,很快得到批複。時任中國科學院院長周光召明确要求:“此事必須抓緊做好。”

0.7分勝出

1989年6月26日,中國科學院組織計算所、計算中心(1977年成立,後并入網絡中心)、軟體研究所、自動化研究所和電子學研究所等機關的計算機和網絡專家成立NCFC項目投标小組,集中撰寫标書。

“當時競争非常激烈,經評審組21位專家嚴格評議打分,中國科學院的方案比第二名僅高0.7分。”甯玉田說,“坦白講,其他競标機關的實力也不差,每位專家都很優秀,但我們的方案總體上更優。”

最後,中國科學院勝出,主持NCFC項目。

NCFC項目牽涉多家機構和大量資源,組織協調難度很大。1990年5月15日,中國科學院計算機網絡中心(後并入網絡中心)成立,挂靠在計算中心,并從各研究所抽調優勢力量,組建攻關團隊。甯玉田任主任,計算所研究員馬影琳任總工程師,錢華林和計算所研究員蘇振澤任副總工程師,牽頭組成了核心團隊。

為友善實施,項目組設立管理委員會,時任中國科學院副院長胡啟恒任管理委員會主任,成員由國家計委、國家教委、國家科委、國家自然科學基金委員會、清華大學、北京大學等機關相關上司組成。

是年11月,國家計委批複NCFC立項。

雛形漸成

NCFC的首要任務是建設3個區域網路,再連接配接成一個主幹網。項目實施過程中,連接配接主幹網必須使用統一的協定。當時國内組網有X.25協定、DECnet協定,還有X.400協定。中國科學院、北京大學、清華大學組建的區域網路也采用了不同的傳輸協定。

主幹網采用什麼标準來連接配接,NCFC管理委員會内部對此有些争議。當時,世界上還沒有統一的網絡協定,比如歐洲是OSI,美國在發展TCP/IP。

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甯玉田(右二)、錢華林(右一)等讨論NCFC建設問題。

NCFC管理委員會的專家通過查閱資料、進行實際驗證和細緻讨論,最終認為TCP/IP協定更具優勢,于是采用該協定。

“現在看來,當時這個決定是非常正确的。TCP/IP協定後來成為網際網路的國際标準,這讓我們在技術路線上沒有走彎路。”甯玉田說。

解決了傳輸協定問題後,“廣播風暴”問題又接踵而至。“廣播風暴”是指因網絡設計和連接配接問題,廣播在網内大量複制,占用帶寬,導緻網絡性能下降甚至癱瘓。由于當時從國外采購路由器困難,項目組決定一邊嘗試用“網橋”(Bridge)連接配接,一邊着手研制路由器。

錢華林帶着學生——青年工程師李俊(後任網絡中心第三任主任),借助參加國際學術會議時帶回來的開源RIP路由協定軟體,經消化、吸收和攻關,通過在台式電腦(PC機)上安裝4塊網卡并修改軟體的方式,組建成一台“PC版”路由器。

這是中國第一台自行研制并投入運作的路由器。此後,在NCFC主幹網試運作中,全網用了30多台PC路由器。

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大陸自主研發的第一台路由器。

網絡連接配接實驗中,從軟體到硬體裝置,基本上都要從頭做起。那時候就連一根光纖都要經過半年時間才能拿到手,項目組用以太網連接配接計算所南樓、北樓的實驗就花了半年時間。

主幹網連接配接光纖要走地下管路,但地下管路歸當時的郵電部管理,在其中穿過光纖需得到郵電部準許,然後經北京市海澱區郵電局辦理。在和清華大學連接配接過程中,有幾百米的光纖管道全被占用了,鋪設新管道又不現實,讨論再三,專家們決定采用架空光纜的方式連接配接。然而,進口光纖價格不菲,架空光纜又容易損壞。為此,項目組科研人員每天晚上都要化身“打更人”,沿着光纖路線巡查。

在大家的共同努力下,1993年12月,NCFC項目順利完成,高速光纜和路由器将3個院校網連在一起,構成了中國網際網路的雛形。

突破阻礙

NCFC項目的另一個重要任務是裝備超級計算機作為網絡公用資源。但完成這一任務卻面臨巨大阻礙,因為當時的巴黎統籌委員會(發達國家限制成員國向社會主義國家出口戰略物資和高新技術的組織)拒絕向中國出口超級計算機。

NCFC管理委員會見招拆招,決定趁此機會嘗試國際聯網。

“這不僅符合計算機科學的發展方向,也能滿足高校和科研院所進行國際合作的需要。”甯玉田說,“但聯網過程并不順利,可以說困難重重。”

其實,作出這個決定時,科研人員承受了很大的壓力。當時,NCFC項目任務書中并沒有接入國際網際網路的考核名額,國家對項目組也沒有這方面的要求。

“這是個自選課題,或者說是NCFC管理委員會的自發行為。”甯玉田回憶,“面臨着政策、技術、經費、裝置等多重障礙。”

當時國内電信制度規定,對外連接配接必須專線專用,中國科學院這根線要實作資源共享,就要承擔專線昂貴的價格。更何況,當時很多先進裝置和技術并非有錢就能買到。

更關鍵的是,美國擔心中國接入國際網際網路,會對美國構成所謂“安全威脅”。

1993年底,中國接入國際網際網路的所有技術問題都已解決,但網絡就是不通。在一次國際會議上,有位美國專家明确告訴大陸專家,中國不能接入網際網路,是“技術以外的一些障礙”。

為接入國際網際網路,從科研管理層、有國際影響力的科學家到NCFC項目組成員都在努力,胡啟恒、師昌緒、陳佳洱、錢華林等人多次在有關國際會議上為此争取。甯玉田說:“其實科學家都非常支援中國接入網際網路,當時有美國同行表示,隻要政府不反對就行。”

1994年4月初,胡啟恒去美國開會,特意拜訪了主管網際網路的NSF負責人,說明NCFC的性質及聯網的目的。

最終,雙方達成共識,美國同意中國接入國際網際網路主幹網。

胡啟恒在回顧這段曆史時曾作出精彩論斷:“中國的網際網路不是用八擡大轎擡出來的,而是從羊腸小道裡走出來的。”

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2007年9月,在德國波茨坦,胡啟恒(前排左二)與曾緻力于推動網際網路進入中國的部分專家合照。

曆史一刻

1994年4月19日深夜,李俊正在NCFC機房值班。在毫無征兆的情況下,他忽然發現能進入國際網際網路了。

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NCFC機房。

“突然能聯網了,能看到美國網際網路上的東西了。那股興奮勁兒難以形容,我意識到自己是中國第一個進入國際網際網路的人。”李俊回憶說。

因為已是深夜,李俊并未立即将這個“大消息”告訴别人。像意外走進神秘花園的孩子,他想先獨自“玩耍”一番。

第二天,聽到能接入國際網際網路的消息後,大家都很興奮,1994年4月20日也被正式認定為中國全功能接入國際網際網路的紀念日。

“中國從此被國際上正式承認,成為國際網際網路大家庭的第77名成員。”網絡中心科技雲運作與技術發展部主任黎建輝說,“這是一個标志性事件,确實應該記住這一天。”

“全功能接入國際網際網路是在改革開放大背景下,中國政府部門、科研機構、國際友人共同努力和團結協作的成果。多位國家上司和院上司都曾作出批示。”甯玉田說,“這件事也被評為當年中國十大科技新聞之一。”

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網絡中心2号樓前的銅牌——中國網際網路誕生地。

域名回遷

全功能接入國際網際網路之後,中國的國家域名(.CN)還在國外運作。國外向中國發送郵件很困難,隻能用IP位址收發。

“作為網際網路關鍵基礎設施,域名系統是支撐全球網際網路運作的重要根基和‘導航系統’,是一切應用的第一入口。”網際網路域名系統國家工程研究中心主任毛偉說。

1990年,北京計算機應用技術研究所教授王運豐曾和德國卡爾斯魯厄大學教授措恩協商申請.CN域名問題。在措恩協助下,.CN域名注冊成功,北京計算機應用技術研究所的錢天白被登記為行政管理人,域名伺服器暫放卡爾斯魯厄大學管理。

NCFC項目初期,錢華林等人就開始規劃域名體系的建設。他們在征得亞太網際網路絡資訊中心(APNIC)同意并獲得中國政府授權,準備在全球網際網路根伺服器上注冊.CN域名時,才發現該域名已經被錢天白注冊。

胡啟恒随即以NCFC管理委員會主任身份邀請錢天白參加NCFC項目,并多次會見措恩,讨論域名回遷中國的工作。

中國全功能接入網際網路後,域名體系建設步伐加快。1994年5月21日,在錢天白和措恩的協助下,中國科學院計算機網絡中心建成并開始管理運作.CN域名伺服器。錢天白、錢華林分别擔任中國.CN域名的行政聯絡人和技術聯絡人,改變了中國國家域名伺服器一直放在國外的曆史。

1997年5月30日,國務院資訊化工作上司小組辦公室正式發文,委托網絡中心組建和管理中國網際網路絡資訊中心,負責.CN頂級域名的注冊和管理工作。

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中國第一台.CN域名伺服器。網絡中心供圖

“幸運”背後

中國網際網路絡資訊中心釋出的統計報告顯示,截至2023年12月,大陸網民規模達10.92億人,網際網路普及率達77.5%。網際網路在加快推進新型工業化、發展新質生産力、助力經濟社會發展等方面發揮着越來越重要的作用。

從64K速率接入,到目前普通家庭上網百兆起步、科研院所萬兆連接配接,中國網際網路過去30年加速取得的成就令甯玉田“始料未及”。

“當時的目标就是為科研提供便利,沒有人能料到網際網路在今天會滲透到我們生活的各個角落。”甯玉田感慨道。

“前幾次工業革命我們都沒趕上,但在這次網際網路大潮中,中國和國際同時‘起跑’。”黎建輝說,“從這個角度說,我們非常幸運,中國全功能接入網際網路‘恰逢其時’。這種幸運,是中國科學院面對國家重大需求時,組織各科研院所協力攻關、充分發揮建制化科研優勢的結果。”

從門戶網站、即時通信、電子商務、社交網絡,到移動支付、物聯網、人機物融合、萬物互聯……中國網際網路的30年是從跟蹤、學習、模仿到自主創新的30年。今天,在很多行業和應用場景中,中國創造創新越來越多。所有這些都肇始于中國科學院計算機和網絡專家的早期探索、試錯、引領和示範。

黎建輝說:“中國科學院後來推進的‘百所聯網’、域名管理、算力網格、IPv6技術,推動科研資訊化和管理資訊化的嘗試,都為網際網路領域積累了非常寶貴的經驗。這些經驗對其他領域發展網際網路相關技術和應用起到了重要的示範作用,也為前沿研究提供了定制服務和基礎保障。”

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