妖精的尾巴1920x1080:世界信息网络尖端技术领域写下了中国人的名字

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/05/03 10:55:43


   世界信息网络尖端技术领域写下了中国人的名字。

   如果说把10000本每本25万字的图书转换成比特信息单位在1秒钟的时间内完成传输,在昨天还只是少数几个发达国家的专利;那么,随着我国第一台核心路由器在北京正式通过国家鉴定,中国人也可以掌握这一尖端技术了。

   报文转发率:2500万个/每秒;
   信息吞吐量:400亿比特以上/每秒;
   ……

   由国防科学技术大学计算机学院和大唐电信科技股份有限公司共同研制的这台定名为“银河玉衡”的核心路由器的诞生,不仅标志着我国在高速信息网络领域取得重大突破,而且再次表明具有不懈奋斗、勇于创新精神的国防科研技术人员有实力赶超世界尖端技术水平。

   再创辉煌

   路由器通常被称为是互联网络的枢纽和“交通警察”,作用是为在网络上传输的数据寻找最佳路径并进行传送。每个网络一般都由若干路由器相互连接而构成。如因特网就是由分布在全世界的无数个大小不一的路由器连接起来的。

   路由器根据其性能和价格一般可分为低端、中端和高端3类。每秒信息吞吐量在100亿比特以上的高端路由器称为核心路由器。它设备复杂,技术难度极大,从一个侧面反映一个国家信息领域的技术水平,目前国际上只有极少数国家能够研制。由于核心路由器是关系到国家经济和国防建设的重要设备,从国外引进,不但价格昂贵,而且无安全保障。

   1999年,国家科技部向国内从事计算机与通信研究的单位发布了研制我国自主产权的高速信息示范网核心设备指南,并将核心路由器的研制列为该项目的重大研究课题之一。一时间,国内有实力的科研单位纷纷请战,准备在国家信息化建设中一显身手。

   面对这一挑战,曾研制成功“银河”系列巨型计算机的国防科学技术大学立即将它列为重点攻关项目。

   核心路由器在信息高速公路上就像一座巨大的立交桥,它要把南来北往的信息合理有效地进行调度,使之畅通无阻地通过。如果我们把一个信息比特比作一辆汽车,那么,国家提出的指标要求是在这座立交桥上每个入口每秒要能同时容纳25亿辆汽车的进入,即25亿个信息比特。控制调度的能力是要使这座立交桥每秒能通过400亿辆汽车,而且不能发生阻塞,这种吞吐量在国内前所未有。

   面对这一高技术难题,银河人迎难而上,立足国内基础,瞄准国际前沿,采用主流技术,以创新的思维,提出了基于分布式体系结构、宽总线高速交换、线速转发和高速接口的技术方案。也就是说,过去的立交桥入口少,宽度窄,无调度,常堵塞。而这一方案提出了多入口,宽路面,智能化调度的大胆设想,并能将违规和危险的车辆(信息比特)拒之桥外,确保信息高速公路畅通无阻。

   1999年7月,科技部在北京召开我国首次核心路由器招标会议。全国九家科研单位拿出了自己的技术方案。十几位专家对每一个方案逐一进行了严格的评审。这次会上,国防科学技术大学的方案赢得了招标的第一名。从此,研制我国自主产权的核心路由器攻坚战打响了。

   挑战极限

   核心路由器的研制工作是国家重点工程的重大项目。时间紧,任务重,技术难度大,突破每个关键技术都是一个攻坚战。国防科技大计算机学院院长、中国工程院院士卢锡城把总设计师和总指挥重任一肩挑,并建立起一支由40多名计算机专家、教授、博士、硕士组成的老中青相结合的攻关队伍,平均年龄不到30岁。他们以最丰富的想象,最新的思维,大胆地提出了一个又一个创新方案,并按硬件系统、实时操作系统、应用与软件测试系统、工程化及信号传输、结构组装工艺和电源及监护等六个方向分头攻关。
   攻关的道路上不平坦,体系结构设计是他们面对的第一个难题。传统的体系结构常采用集中控制方式转发数据,而采用这种方式,系统总体的性能满足不了国家高速信息网络建设的需要。硬件主任设计师唐教授查遍了当今国际上所有高性能路由器的最新资料,带领着大家一次又一次反复研究论证,最终确定了采用分布式并行结构的新方案。   为了攻克关键技术——速率达每秒400亿比特的交换网络,也就是说,每秒要在这座“立交桥”上通过400亿辆汽车(信息比特),赵研究员、陈教员和孙博士查阅了大量的资料,反复讨论,编写了2万多行程序对当前各种交换开关的性能进行了详细地模拟和比较,最终提出了超宽总线交换结构和高效的大步仲裁算法。为了确保交换开关设计一次成功,唐教授还带领学生建起一整套硬件仿真环境,将硬件设计中的问题解决在工程化之前,大大缩短了整机调试时间。一天天过去了,在计算机前,他们眼睛熬红了到水龙头前冲一把,接着再干……   超高速信号传输的匹配是每秒25亿比特网络接口设计中的难点。为了正确选取设计参数和精确计算芯片之间的连线长度,他们请来了在银河巨型机攻关中的功臣—— 经验丰富的老专家、老教授指导设计。在吸取专家们多年工作经验和国外最新研究进展的基础上,崔工程师提出了一种全新的高速信号匹配方法。这种新方法不但解决了信号匹配问题,还增加了接口的抗干扰能力。   人们常说,软件设计是智慧的设计,要赋予核心路由器更高的智商,先进的设计思想和软件结构的前瞻性是前提。   传统的软件无法控制具有分布转发结构的硬件系统。要使硬件系统的性能得到极大的发挥,必须具有高效的软件控制平台。面对这一挑战,卢主任和科研人员提出了一个大胆的想法,将分布式操作系统原理引入核心路由器中,提出统一映像结构的思想,在每一个硬件模块中保存一份全系统虚拟映像,从而实现了对全系统硬件的分布控制。也就是说,将“立交桥”的结构图发布到每个路口处,使每个路口的管理员都能够控制其它路口。为了设计这一大胆的想法,他们在4个月内,将这个设想在模拟平台上实现,为高层软件的调试建立了基础,使核心路由器在软硬件上得到了最优化的结合。   要保证自主产权的核心路由器与国际通用网络设备互连互通互操作,必须运行国际标准的协议软件。面对几尺厚的协议标准文本,在罗博士和朱博士的带领下,科研人员消化了近50万行软件代码和上千个软件模块。2001年3月24日,历史应该记住这一天,中国人自主产权的核心路由器在接受了多家国外公司设备的软件协议测试,终于实现了与国际主流路由器的互通。   一个个难题被攻克,一座座险峰被征服,他们用智慧为中华民族又立起了一座智慧的丰碑。   拥抱明天   2001年3月26日,春日的北京阳光明媚。   在大唐电信股份有限公司的机房,展示着中华民族智慧的“银河玉衡”核心路由器像一个美丽的少女婷婷玉立。由中国科学院院士、中国工程院院士等专家教授组成的鉴定委员会认为,由国防科技大学计算机学院和大唐电信科技股份有限公司承担的国家“863”重大攻关课题成果— —“银河玉衡”核心路由器,在分布式体系结构、实时网络操作系统、高速网络交换、高速数据传输、安全机制、复杂协议软件等关键技术方面实现了一系列突破。主要技术指标实现了跨越式发展的要求,其性能达到当前国际商用路由器的水平。对我国信息高速公路建设和示范网建设具有重要意义。它填补了国内空白,达到当今国际先进水平,它标志着我国信息技术领域研究又取得重大突破,实现了跨越式发展。   随着它的诞生,明天,当你拿起手机,将不再会听到 “线路忙,请稍等”;当你上网时将不会再出现“正在打开网页……”;当你从网上下载资料时,不会出现太慢或断线;未来的图像传输电话,使你实实在在地看到对方;IP电话将会因为使用了它更便宜……