2024年是中國全功能接入國際互聯網30年，也是我國第一個覆蓋全國的互聯網主幹網——中國教育和科研計算機網CERNET建設30年。1995年在夏威夷召開的INET95會議上，時任CERNET管委會主任梁猷能教授，CERNET專家委員會主任吳建平教授，CERNET網絡中心副主任李星教授聯合發表了這篇名爲《中國教育科研界接入全球互聯網》的英文文章，詳細介紹了CERNET誕生的背景及未來發展構想。近30年過去，當時的設計理念，實施方案等在30年後的今天仍沒有過時，具有很好的參考價值。

中國教育科研界接入全球互聯網

——中國教育和科研計算機網項目

李星 吳建平 梁猷能

　　摘要

　　在許多國家，全球互聯網已經成爲越來越強大的信息載體。然而在中國，卻隻有非常少的區域連接了互聯網。爲了扭轉這一局面，中國政府啓動了“中國教育和科研計算機網CERNET示範工程”。CERNET由一個連接全球互聯網的全國性的主幹網、8個地區網和1000多個校園網組成。由于中國人口衆多，CERNET将大幅增加互聯網的用戶數量。本文将探讨CERNET的設計理念和實施方案。CERNET項目的總目标是在中國建立互聯網主幹網，滿足當前用戶的需求，并迎合21世紀的發展。

　　一、簡介

　　中國的經濟增速非常快，對外開放的程度也越來越高。同時，全球信息基礎設施建設已經成爲了世界的趨勢。中國政府正在推進中國信息基礎設施（CII）的建設，互聯網的連接成爲重點關注對象。

　　中國的第一個對外合作網絡，是成立于1988年的中國學術網CANET，CANET通過德國卡爾斯魯厄大學的網關，利用X.25技術與互聯網交換電子郵件。數十家中國的教育和科研單位加入了CANET。1990年，CANET在InterNic注冊了頂級域名“.CN”。

　　1990年，中國科研網CRN成立，CRN使用X.25鏈路，通過RARE與外界交換信息，有十餘家研究單位連接了CRN。

　　1993年，中國高能物理研究所IHEP與美國斯坦福大學建立了直接連接。到1994年，IHEP與互聯網實現了全面連接。

　　1989年，原中華人民共和國國家計劃委員會和世界銀行開始支持名爲中國國家計算機與網絡設施（NCFC）的項目，這一項目包括一個超級計算機中心和三個院校網，即中國科學技術計算網CASnet、清華大學校園網TUnet和北京大學校園網PUnet。這三個獨立的院校網的建設于1992年完成。1994年，NCFC建立了64Kbps的衛星鏈路，CASnet，TUnet和PUnet的用戶可以全面接入互聯網。

　　在過去的幾年裏，還有其他高校和研究單位建立了電子郵件甚至全面的互聯網連接。可以肯定的是，中國和世界上的許多人都希望，中國的學術團體能夠加入全球互聯網。然而，幾乎所有的中國網絡專家都對缺乏協調的情況表示了擔憂。造成這種情況的其中一個重要原因是，直到1993年，中國才開始規劃全國性的教育和科研主幹網，導緻在這之前，各研究單位都不得不自行尋求互聯網連接。然而現在，情況逐漸發生了改變。

　　1993年12月，中國開始規劃CERNET項目。CERNET是中國第一個全國性的教育和科研計算機網絡。CERNET項目由中國政府資助，由中華人民共和國教育部直接管理。在不久的将來，CERNET将連接中國所有的大學和研究機構，在本世紀末的最後幾年，将連接高中、初中、小學和其他的教育和研究機構。CERNET将連接全球互聯網，并成爲中國互聯網的重要組成部分。

　　近期，中國也正在發展一些商業互聯網項目。中華人民共和國郵電部将提供商業互聯網服務，一些中國的公司也考慮加入商業互聯網市場。雖然經過了25年的增長，互聯網已經進入了商業化階段，但由于缺乏在中國本土的經驗，CERNET在中國所有的互聯網競争者中具有獨特的、不可替代的地位。我們相信，CERNET将極大地改善中國的教育和科研基礎設施，培養網絡專家和經驗豐富的網絡終端用戶。簡而言之，CERNET将有助于促進中國的教育、科研和經濟的發展。

　　二、CERNET項目的目标

　　中國是世界上最大的國家之一，國土面積爲960萬平方公裏，總人口爲11億，有28個省、517個市和1075所高等院校。

　　CERNET項目的主要目标，是建立一個全國性的教育和科研網絡基礎設施，利用最新的電信和計算機技術，支持中國的高校、科研單位和學校的教育和研究。其具體目标如下：

　　建立全國性的主幹網，連接8個地區網，并将其與全球互聯網連接起來。

　　建立全國網絡中心。

　　建立10個地區網節點。

　　采用TCP/IP作爲網絡協議，建立網絡管理系統。

　　提供互聯網應用，發展中國的信息資源和應用。

　　三、組織結構

　　圖1展示了CERNET的組織結構。

圖1 組織結構

　　CERNET管理委員會是CERNET組織結構中的最高層級，由政府官員組成，負責制定政策。CERNET專家委員會負責規劃、設計、實施和升級網絡。CERNET網絡中心負責主幹網的建設、實施、維護、管理和運營，還負責建立CERNET信息資源。CERNET地區中心是地區網的服務節點，爲将大學或科研單位的校園網連接到CERNET主幹網提供必要的連接和服務。校園網是整個結構的基層，直接服務于終端用戶。

　　CERNET網絡中心包括網絡信息中心（NIC），網絡運營中心（NOC）、遠程通信部、超級計算機部、研發部、用戶服務部和培訓部。CERNET地區網絡節點也具有類似的結構。

　　四、規劃策略

　　雖然對互聯網連接的需求非常高，但校園網的建設仍然處于非常早期的階段。誠然，個人電腦越來越受歡迎，但大多數電腦都運行DOS和Windows操作系統。相應地，IPX是占主導地位的網絡協議。值得注意的是，一些發達國家是在校園網建設完成之後，才建立全國主幹網。然而在中國，我們卻先嘗試建設全國主幹網，來促進校園網的建設。由于經費有限，CERNET的規劃策略如下：

　　集中規劃，分散實施。在CERNET項目基礎上，中國政府全力支持全國主幹網和全球互聯網連接，而地區網和校園網的建設将使用其他來源的資金。因此，整個網絡結構由CERNET專家委員會設計，在資金允許的情況下逐步實現。

　　基于開放/标準原則，采用TCP/IP作爲主要網絡協議。因此，中國的所有教育和科研機構将實現互聯網的全面連接。

　　戰略性地支持地區網絡節點的提升和校園網的建設。“早起的鳥兒有蟲吃”，率先加入的大學可成爲當地的連接點，獲得收益。

　　主幹網集中管理和運營，地區網分散管理和運營。由于CERNET規模龐大，全國主幹網和所有主幹網的路由器，由CERNET網絡中心管理；地區網的管理，則由相應的CERNET地區中心負責。

　　開發中國的網絡應用工具和網絡資源。互聯網文字的本地化對于中國社會而言一直是個大難題，因此，人們非常關注中文互聯網環境的發展。爲此，政府還制定了建設中國信息資源的長期規劃。

　　五、CERNET架構

　　CERNET具有三層結構：全國主幹網、地區網和校園網，如圖2所示。

圖2 CERNET架構

　　CERNET網絡中心位于北京的清華大學，主幹節點設置在北京、上海、廣州、南京、西安、武漢、成都和沈陽等城市。每個節點将成爲地區網絡中心，服務多個省份，見表1。

表1 CERNET地區網絡

　　網絡采用多環拓撲結構，在任意兩個主幹節點之間提供冗餘路徑，如圖3所示。

圖3 CERNET主幹網

　　郵電部和一些通信公司提供的數字數據網絡（DDN）将被用作基本的通信載體。數據傳輸速率爲64Kbps到2.048Mbps（E1）不等。公共數據網絡（X.25）将用作備用通道。

　　将有1~3條與全球互聯網相連的鏈路，每條鏈路的數據傳輸速率大于或等于64Kbps。第一個遠程節點設置在美國，傳輸速度爲128Kbps（不久的将來将達到256Kbps），其他的遠程節點将位于亞太地區和歐洲。

　　主幹節點通過路由器相互連接。主幹網自身形成了一個自治域系統，選擇了OSPF作爲内部路由協議。8個地區網也形成了各自的自治系統，BGP-4被選爲CERNET主幹網和地區網之間的外部路由協議。每個地區網使用的都是CIDR技術，目前，大約有10個超級地址塊保留給CERNET的大學和研究單位使用。

　　六、網絡應用

　　CERNET是一個基于TCP/IP的網絡，支持所有的互聯網應用，包括人與人之間的通信，如電子郵件、新聞組（usenet news）、談話（talk）、網絡視頻會議通訊軟件（cu-seeme）、多點播送主幹（MBone）等。可獲取諸如匿名文件傳輸協議（Anonymous ftp）,自動索引互聯網上匿名FTP網站文件程序（Archie），信息查找系統（Gopher）,www等。使用計算機Telnet協議，客戶端/服務器系統等。

　　目前，CERNET擁有多個可被全球互聯網訪問的網絡資源。

　　ftp://ftp.cernet.edu.cn

　　gopher://gopher.cernet.edu.cn

　　http://www.cernet.edu.cn

　　news://news.cernet.edu.cn

　　telnet: lib00.tsinghua.edu.cn, login name: public (Tsinghua University Library Chinese and English Catalog)

　　listserv: iic-l@cernet.edu.cn (Internet in China discussion group)

　　listserv: chisa-cm@chisa.edu.cn (China’s Scholars Abroad Chinese Magazine)

　　cu-seeme reflector: cernet.edu.cn (ID 0)

　　近期，政府設立了專項基金支持網絡應用。CERNET專家委員會收到了數百份建議，并進行了仔細審查。CERNET支持的研究和開發是以下領域：

　　開發中文網絡環境，包括針對不同平台的中文郵件和信息發現系統。有趣的是，全球互聯網使用的是不同的漢字編碼系統。比如，中國大陸使用的是GB碼，而中國的香港和台灣地區則使用的是BIG5碼，一些其他群體也會使用一些其他的漢字編碼系統。爲了制定漢字信息交換标準，成立了成員中包含CERNET專家的工作組來制定RFC。

　　開發中國的信息資源和中文信息資源。中國有極其豐富的曆史、地理和人文積澱，其中，有許多有趣的話題，如京劇、三峽工程、集郵、武術、中醫等等，有關這些主題的信息服務器将在不久的将來被開發出來，供全球互聯網訪問。

　　開發多媒體通信應用、計算機協同等課題研究。

　　提出了分布式圖書館、遠程教育等大型項目，由不同的政府機構資助。

　　七、CERNET的規模

　　中國大陸有1075所高校，39萬名教授和教職工，研究生9.42萬人，本科生218.4萬人。8個地區網對應的高校和學生分布情況見表2。

表2 高校和學生的分布情況

　　2年後，将有100多個校園網接入CERNET，每個校園網平均由2000多台計算機組成。

　　如上所述，CERNET項目将使用CIDR技術，如表3所示。

表3 超級地址塊的分配

　　中國的頂級高校和研究機構申請了IP地址，這些高校已經獲得或即将獲得平均8~32個C類地址空間。由于IP地址是寶貴資源，我們要求這些高校和研究機構盡量高效地利用IP空間，這使得他們使用更多的路由器。

　　其餘的900多所大學和研究機構也将在5年内接入CERNET。接着，有着5512萬名學生的39412所中學，和有着1.22億名學生的16萬所小學，也将接入CERNET。由于中國是世界上人口最多的國家，CERNET也将成爲世界上最大的教育和科研網。

　　由于CERNET項目對IP地址的巨大需求，可能将促進下一代互聯網（IPNG）的建立進程。

　　八、CERNET建設階段

　　CERNET一共分爲2個建設階段。在第一階段（1994-1995年），建立全國網絡中心、十個地區網絡節點、全國主幹網和全球互聯網連接。在這一階段，有100多所高校和研究單位接入CERNET。

　　在第二階段（1996~2000年），中國所有的高校、研究單位、數千所中學、小學、其他教育和研究機構将接入CERNET。CERNET主幹網的傳輸速率将得到提高，并采用新技術和新應用，供教育和科研領域的大多數人使用。

　　九、結論

　　CERNET是中國發展最迅速的項目之一。由于中國人口衆多，CERNET将大幅增加互聯網的用戶數量。正如著名的圖4所示，預計到2001年，互聯網用戶數量達到世界人口數量。然而，如果沒有中國，互聯網無法實現這一目标。CERNET希望爲互聯網做出自己的貢獻。

圖4 預測圖表

　　中國的計算機網和其他電信項目前景廣闊，大有可爲。CERNET 是中國教育和科研的通信和資源基礎設施。它将培養中國未來的電信、網絡和計算機專業人才以及各領域的專家，還将發揮展示前沿技術的作用。我們真誠地歡迎國内外的大學、組織、企業與 CERNET 合作，共同建設地球上最大的教育和科研網。

　　附英文原文

　　作者：李星、吳建平、梁猷能