实例说明教学与科研是可以结合的（130916）

闵应骅

   大学里面，关于教学与科研的关系已经有许多论文，空洞地说什么正相关、负相关之类的文章都有。本文从一个具体科研问题扯到了这个事情上，也许会有更多的人愿意看看。我认为，教学与科研是可以结合的，即使是研究型大学也应该以教学为主，高水平的教学就可以与科研对接。

最近，SDN很火。我不懂什么意思。我以为是DSN(Dependable Systems and Networks，可信系统与网络)，那是一个著名的国际会议。后来又以为是SDN(Self-DefendingNetwork，自防御网络)，但那没有这么热。其实是SDN(Software Defined Network)。这个词有人翻译成“软件定义网络”，这里有主语、谓语和宾语，完全是一个句子，怎么会是一个名词呢？有人把它翻译成“软件定义网”，这就更让人想起广域网、局域网、无线网了，无法理解。按英文直译应该是“被软件定义的网络”。中文不太分主动、被动，也可以叫“软件定义的网络”。这个“的”字不能省，省了就让人不明白。

那么，软件定义的网络究竟是什么意思呢？我读了一些文献，现在还在继续学习。我想，真要是介绍网络体系结构、介绍OpenFlow，还真不一定有多少人看。因为那太专业了。不过，我总的感觉是：网络技术是通讯和计算机的结合。一直以来，网络主要的支撑技术还是通讯，计算机只起到提高效率、增值服务的作用。所以，一般通讯学者认为网络只是一种计算机应用。但是，网络发展了几十年以后，从P2P开始，到现在，计算机人企图把整个世界看成一台计算机，开发一个大的统一的操作系统，通讯不过是一种人机接口技术，人、物都是终端。这个目标很宏大而长远。现在不过是前进一步，将网络的控制平面与数据转发平面分离，实现可编程化控制，独立的网络操作系统，负责对不同业务特性进行适配，而且网络操作系统和业务特性以及硬件设备之间的通信都通过编程实现。这就是所谓软件定义的网络。2012年7月，SDN代表厂商Nicira被VMware以12.6亿美元收购，随后Google宣布成功在其全球10个 IDC网络中部署SDN，这促使SDN引起业界的强烈关注。

这样一个原始创新是从哪里来的呢？是从斯坦福大学一个学生作业开始启动的。Nicira联合创始人兼CEO Martin Casado原来是斯坦福大学的学生，他与斯坦福大学EE和CS系教授Nick McKeown在2005年发表一篇文章“Virtual Network System”（VNS）。其中说，VNS其实是为了学生学习网络的导引性课程做作业用的。因为斯坦福的校园网不可能被学生用来做试验，必须有一个系统让学生建造虚拟网络，在这上面，学生就可以为所欲为了。虚拟网络系统（VNS）允许几百学生在因特网任何地方远程开发用户空间程序，其功能就像网络基础设施部件，它们在实际的因特网上运行，处理鲜活的实时流量。用它来讲授路由器的实现，支持与TCP协议栈兼容且可与因特网其他主机交互的功能的开发。VNS核心是一个用C++书写的服务器后台程序，它可以模拟多种虚拟网络拓扑。每一个虚拟的网络拓扑都可以连到因特网，加入到实际的因特网硬件设备中，而VNS可以支持几百个用户和他们定义的不同的拓扑。这个系统在斯坦福大学和约翰.霍普金斯大学的网络课上使用。后来，美国自然科学基金委支持他们为因特网基础教学国家中心做个样机。他们已有全局IP空间，同时支持数千学生的网络和服务器能力。使用VNS的课程及教辅材料、作业材料等都已放在网上。希望更多远程的学院和大学、更多的课程使用VNS。正是这个虚拟网络的概念发展成了今天的软件定义的网络，得到许多大公司的认可。师生后来一同创立了Nicira。

我们的大学里也让学生做网络模拟，但都是利用人家的软件，譬如ns-2，做点性能评估，而不是深入到网络体系结构里面去。这就很难有原始创新。而要做到这一点，首先是老师应该有这样的水平，而不是光讲TCP/IP协议或者是什么产品使用手册。怎么用网络用不着到大学课堂上讲。其次是教学的环境和条件。开发一个网络模拟系统不可能由一个年级的学生完成，需要逐步完善。再次，学生要有这种学习积极性，完成一个个project，而不是混个分数毕业。这里最重要的还是师生在科研中提出问题、解决问题的创新能力。