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李丹:讲述网络背后的云计算

[日期:2014-07-09] 来源:科技日报  作者:李丹 [字体: ]

  淘宝购物、QQ聊天、百度搜索……当网络让我们过得更好,有些人却在研究怎么让网络改变得更好。日前,973计划青年科学家专题项目“软件定义的云数据中心网络基础理论与关键技术”正式启动。为了解决云计算背景下的网络问题,来自清华大学和华中科技大学的五位35岁以下的青年科学家聚在一起,清华大学计算机系的李丹副教授就是这一专题项目的负责人。

  作为IEEE LANMAN 2014程序委员会主席,李丹刚从美国开完会回来。在安静的办公室里,李丹向记者讲述了网络背后的云计算,讲述了当老师带给他的愉悦。

  面向云计算环境下的网络需求

  普通人眼中的互联网就是电脑或手机里的网页和软件,而李丹口中的互联网却是些我们不太常听到的技术名词,其实二者只是网络展现给我们的不同侧面。网络给我们的生活提供了新的内容和形式,李丹和团队的努力正是为了让互联网为你我提供更好的服务。

  “项目的名称叫做‘软件定义的云数据中心网络基础理论与关键技术’。”李丹看起来比实际年龄更为年轻,在校园碰到他,你可能无法想象他已经是一名博士生导师,而且是计算机领域的顶尖国际期刊IEEE Transactions on Computers的编委。

  李丹告诉记者,他们的研究就是面向建设新一代云计算和互联网基础设施、培育战略性新兴产业的国家重大战略需求,提出一种适合云计算网络环境的软件定义网络的一个架构,并能解决云数据中心网络所面临的可扩展性问题、绿色节能问题、资源的优化分配问题等等。这一长串的技术解释说明这一已运行半年时间的项目,研究得比较偏后台、偏底层——为了提供更好的云计算服务和网络服务的基础平台。

  李丹很少谈及自己,注意力都在项目上。项目主要研究的问题包括两个方面,一是云计算环境下网络本身的一些问题,包括网络拓扑结构和通信协议、网络化计算、网络化存储等。他举了个例子,很多数据中心网络拓扑都是树形结构,基于传统网络技术,这在规模较小时没有问题,但当其规模扩大后,所面临问题的复杂度跟其规模相比可能是平方的关系,比如说规模扩大10倍,那么问题可能复杂了100倍,此时想要把服务器连接起来,可能树形结构就不太适合,那就必须要有很多新型的网络结构来解决这个问题。“我们要往前看,做到可扩展、可持续的发展。”李丹要做的就是通过对网络传输、网络化计算、网络化存储等技术的研究,对云计算提供一个可持续的支持。

  在李丹的描述中,这个项目其实是一个大的方向,里面包括了很多单元技术。软件定义网络(简称SDN)技术就是非常重要的一环,也是此研究项目的另一主要方面。“这是项目组主要想做的,是立项的意义。”李丹如是说。SDN就是通过软件定义设备功能和网络功能。一台SDN设备,当需要它是个交换机时,通过控制器编个程,它就是交换机;需要它是防火墙时,通过编程它就变成一个防火墙;需要它是广域网的加速器,它也能变成一个广域网的加速器。同样,利用SDN可以方便地实现网络虚拟化,为用户提供更好的网络服务体验。

  让网络研究跟实际应用结合得更紧密

  “我们希望的是,这个研究要做到理论与实践并重。”李丹说。

  计算机本身就是一个比较工程化的学科,网络学科的实践性更强。研究成果跟实际要紧密结合,这是李丹做研究的特点,也是该团队的指导思想。

  “973项目要有一定的理论深度、并能解决一些基础性并带有前瞻性的问题,这方面我们做得比较扎实,我们团队的成员在计算机网络领域顶尖的国际期刊和国际会议上发表了近百篇高水平论文。但同时我们不想研究成果仅仅停留在论文层面,还希望能够往业界去推广,得到真正的应用。”李丹和团队成员在定期会议和交流的同时,还跟中石油、华为、中兴、百度、腾讯等公司积极开展合作。

  “应用学科不能闭门造车,要了解产业界需求,这是对科研工作者一个比较高的要求。”李丹道出这背后的一个“两难问题”:学术价值高的工作,往往都比较超前,某种程度上来说越超前意味着越深入,但这样的研究往往离实际应用的距离也就越远。

  “保持一个比较好的平衡不是那么容易。”所以李丹在这对矛盾的权衡上有自己的度,“有一定的超前度,总要往前看。我给自己的定位是往前看个五年十年,二十年后的事情就不太去想了,那是做更基础的科研人员的工作。”

  “快速产业化不容易。我们做的一些单元技术在业界可能有一些应用,但一项特别重大的创新成果,产业化并引起很大影响,这对大家来说是很大的挑战。”李丹希望这个项目可以做到这一点。

  973计划是国家重大基础研究计划,其目标是面向国家重大需求,加强原始创新,为国家未来发展提供科学支撑。973项目青年科学家专题主要资助35岁以下的青年研究人员,2014年整个信息技术领域全国仅有三个项目入选,竞争非常激烈。入选项目的共同点,就是项目负责人学术研究实力强,项目研究内容凝练,团队的研究基础积累扎实。李丹表示,项目将力争形成具有我国自主知识产权的核心技术,为国家培养一批优秀的青年学术带头人,以及一支理论知识扎实、技术攻关能力强、战斗力过硬的研究队伍,使我国在本领域的研究整体上达到国际先进水平,并在一些关键点上达到国际领先水平。

  不要想着走捷径

  做理论与实践并重的创新研究,这既是李丹的学术理想,作为清华大学的一名教师,他也这样要求自己的学生。

  李丹告诫学生不要单纯追求论文数量,不能为了发论文而发论文。每当学生为论文选题挠头时,李丹都会给学生三点提示,“第一,问题是否来源于实际需求,这个事在业界到底有没有人关心,或者说是不是业界实际存在的问题?第二,方法有无创新?第三,是否具备可操作性,应用到实际工业界?”

  2008年从清华博士毕业后,李丹一直在微软亚洲研究院工作。在别人眼中,那是一份工作非常好的工作,但2010年李丹却选择回到清华大学当老师。关于这个决定,李丹说有两方面原因。首先,在微软工作是为公司做事,在清华教书“说大一点是为国家努力,能为社会和学术共同体做些事情”。

  另外一方面,李丹这么做是遵从了内心。他的博导吴建平教授是中国互联网的主要开拓者之一,而他的高尚品德和修为更是深深影响了他,让李丹认识到做一名教育工作者责任的重大,“能让科学精神、科学方法、科学理念影响一批人、一群人甚至一代人,这是非常有成就感的。”

  “遇到事情要肯钻研,肯琢磨。”李丹具备这样的属性,也看重学生的这一特质。

  浅尝辄止不是科学精神,一定要刨根问底、要搞清楚解决问题用到哪些方法、到底有哪些挑战、怎么才能把问题解决得彻底,这是社会需要有一群人做科研的根本目的,也是我们对自己的根本要求。

  另外,李丹强调做事情一定要踏实,“不要想着走捷径,不要浮躁,要沉下心。做任何行业都是这样,做科研尤其如此。”所以李丹在选学生时,首先看这个学生踏实与否,另外看是不是愿意把做科研、做研究作为他的理想和目标。

  当老师四年,李丹现在带着七名硕士生和博士生。“学生刚开始进来的时候都是一张白纸,什么都不会,看到他们通过我的指导能够有一些提高,看他们分析问题、写论文,那种心情甚至比自己的提高和成长更兴奋。”

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