人生是有選擇的。
1994年，張宏科博士后出站選擇留在北京交通大學任教，就是選擇了一份教書育人的責任；選擇在下一代互聯網互聯設備國家工程實驗室任職，就是選擇了一個報效祖國的使命。
由于現有互聯網核心技術長期由西方國家掌控，對我國網絡空間主權造成嚴重威脅。為此，張宏科和他的團隊成員們決意構筑起未來20~30年可以維護國家網絡安全、具有完全自主知識產權的新型互聯網系統。該系統核心技術完全由自己掌控，擺脫別人的制約。在2018年召開的2017年度國家科學技術獎頒獎大會上，其團隊的研究成果——智慧協同網絡及應用，更是獲得了國家技術發明獎二等獎。
從根源上找到現有互聯網的技術缺陷
為什么上網的時候你會感到安全性很差，個人信息隨時會暴露？為什么上網的時候你會感到移動網絡“移動”不起來？為什么上網的時候你會感到網絡很亂，充斥著虛假、詐騙信息？
專業人士告訴你，這都是由互聯網原始設計弊端造成的。針對互聯網的諸多問題，張宏科團隊發現并凝練出互聯網體系“網絡與用戶”“控制和數據”“資源與位置”的“三重綁定”特性，是造成其諸多弊端的本質原因。
互聯網安全性差是最受用戶詬病的缺陷。小到影響個人隱私，大到泄露國家安全機密。轟動世界的“棱鏡門”事件讓人深刻地感受到互聯網安全的脆弱性。
“這和互聯網的原始設計有關。” 張宏科告訴記者，網絡用戶傳輸資料、圖像、視頻的時候，這些信息流被轉化為數據包，里面就包含著發送者和接收者的地址信息。對于精通IT技術的人，這個數據包就是透明的，他在任何節點上都能抓到數據包，從而知道它從哪兒來，到哪兒去。而且，對于用戶來說，登錄信息和所在位置信息捆綁在一起，只要用戶一上網，其位置就是確定的，安全性又怎么可能得到保護？“你再怎么做防護，都是消極的應對措施。”
而“控制和數據綁定”“資源與位置綁定”的特性則導致了移動網絡“移動”不起來、網速太慢、效率不高等缺陷。“這些原始設計的弊端讓互聯網長時間超負荷運轉，難以承受越來越多的應用和用戶使用，用戶體驗越來越差。因此，我們必須構建一個全新的互聯網體系，以適應未來的發展需求。”張宏科說。
下一代互聯網是什么樣子
針對下一代互聯網體系的構建，張宏科團隊潛心研究了20余年，在國家兩期“973”計劃等項目的資助下，提出了以“兩層模型”“三次映射”“四種標識”為典型特征的標識網絡體系，發明了標識和映射機制，先天性地解決了現有互聯網中存在的移動性、安全性、靈活性等難題。獲得國內外發明專利授權58項，登記軟件著作權16項，借助于“點標識”的理念與思想，主導制定了IEEE 1888、1888.2等核心國際標準，率先構建了未來互聯網的藍圖。
“美國、歐盟等都在開展這方面的研究，但是，到目前為止，只有我們提出了比較綜合有效的解決方案。可以說，在這方面，我們走在了世界的前端。”張宏科自豪地表示。
在張宏科的描述中，下一代互聯網體系較好地解決了“三重綁定”的問題，網絡的自我管理能力很強，呈現給用戶一個安全、有序、快速、智能的網絡世界。網民只要合法登記，就能享受到網絡提供的各種優質服務。“當然，如果你違背法律，發布虛假信息，利用網絡干違法的事情，擾亂社會秩序，警察也能很快找到你。”張宏科笑道。
在這個藍圖里，張宏科團隊還把多種網絡設計成一種網絡，即“一體化標識網絡”。他告訴記者，傳統網絡原始設計思想基本上是“一種網絡”支持“一種主要服務”。這不但導致基礎設施重復建設，也無法適應未來網絡服務的多樣性要求。張宏科團隊發現，電信網的交換機和互聯網的路由器工作機理非常相似，而且各種網絡體系結構都可以劃分為兩個大的層面。因此，他創造性地提出，全新網絡的總體框架應該是兩層結構體系，即基礎設施層面和普適服務層面。這種“一體化標識網絡”不但能夠實現在一種網絡上支持多種業務，還大大提高網絡的工作效率，簡化網絡的管理和維護，有效解決了傳統體系中存在的安全、可控、可管及移動問題。
高校里做科研要有超前思維和韌勁
任何成績的取得都非偶然，作為高校在基礎研究領域取得的重大原創性科研成果，張宏科認為“這得益于對學科發展方向的超前把握和一股子韌勁兒”。
“2004年，我們手頭的兩個‘863’項目已經結題。張老師當時就提出，要集中精力做下一代互聯網，也就是我們標識網絡的先導項目。當時國內外還沒有人做這項研究。我們還有些不理解。”團隊成員、北京交通大學電子信息工程學院教授蘇偉回憶道。
2005年8月，美國國家自然基金委發布了他們的GENI（全球網絡環境革新）計劃，其中提到，由于現有互聯網的種種弊端，他們準備著力于“下一代網絡”的建設。而此時，張宏科團隊已經初步構思出全新的、兩層網絡體系架構。2007年，歐盟啟動的新網絡研究FIRE計劃提出了“兩層”網絡體系。“看到這個消息，我們都很高興，這也從側面印證了張老師的準確判斷。我們工作起來也更自信了。”蘇偉告訴記者。
這種超前把握顯然不是一時的“心血來潮”。它建立在對專業知識的扎實積累之上。“我們之所以能夠提出全新的網絡框架體系，正是基于對傳統網絡的透徹研究。過去的東西就是基礎。只有了解透了，才能知道問題在哪兒、未來的方向在哪里、解決的方案是什么。不了解過去，就無法做到超前，更不可能超越。”張宏科說。
在張宏科看來，基礎研究領域的任何重大成果都是十幾年甚至幾十年的積累。高校做科研，尤其是基礎研究最忌諱‘跟風’，東一榔頭西一棒槌，什么也做不長，形不成產業鏈，對產業發展也難以做出貢獻。“科研沒有捷徑可走，憑的就是一股子韌勁兒。”張宏科說。
摘自《中國科學報》
