文/本刊記者 陶春

寒旱區(qū)野外觀測(cè)儀器組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研制項(xiàng)目為何基于IPv6進(jìn)行研究呢？該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院教授火久元認(rèn)為，他們做的觀測(cè)儀器組網(wǎng)領(lǐng)域，涉及到野外觀測(cè)儀器地址分配、尋址、路由選擇等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，而IPv6技術(shù)巨大的網(wǎng)絡(luò)地址空間、安全等優(yōu)勢(shì)適合于該項(xiàng)目的研究和實(shí)施。

利用IPv6優(yōu)勢(shì)解決組網(wǎng)難題

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：簡(jiǎn)述一下您申請(qǐng)賽爾網(wǎng)絡(luò)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目的成果是什么？當(dāng)時(shí)為何選擇申請(qǐng)?jiān)擁?xiàng)目呢？

火久元：2016年,我們申請(qǐng)的賽爾網(wǎng)絡(luò)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目是基于IPv6的寒旱區(qū)野外觀測(cè)儀器組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研制。當(dāng)時(shí)，學(xué)校接收到項(xiàng)目申請(qǐng)通知，根據(jù)前期基礎(chǔ)，想利用IPv6的技術(shù)優(yōu)勢(shì)完成寒旱區(qū)儀器組網(wǎng)問(wèn)題的研究，因此，申請(qǐng)了賽爾網(wǎng)絡(luò)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。

基于IPV6的寒旱區(qū)野外觀測(cè)儀器組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研制項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員

我國(guó)寒旱區(qū)面積占國(guó)土面積的三分之二左右，寒旱區(qū)內(nèi)蘊(yùn)藏著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可或缺的資源，戰(zhàn)略地位突出。但寒旱區(qū)野外臺(tái)站及其布設(shè)的觀測(cè)系統(tǒng)主要存在著：觀測(cè)數(shù)據(jù)以人工收集為主，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的收集、傳輸、處理的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性較差；觀測(cè)儀器出現(xiàn)故障時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題。因此，迫切需要根據(jù)寒旱區(qū)自身特點(diǎn)研究適宜的觀測(cè)儀器組網(wǎng)系統(tǒng)。

為此，本項(xiàng)目自主設(shè)計(jì)觀測(cè)儀器組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，具有體積小、功耗低、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，能進(jìn)一步完善寒旱區(qū)觀測(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)?；贗Pv6技術(shù)構(gòu)建的觀測(cè)儀器網(wǎng)絡(luò)具有地址空間大，可以與IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)端到端通信等優(yōu)點(diǎn)，有效地改善目前野外觀測(cè)系統(tǒng)的諸多問(wèn)題。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：項(xiàng)目研究過(guò)程中，遇到過(guò)什么困難嗎？

火久元：項(xiàng)目進(jìn)展期間確實(shí)遇到一些阻礙。首先，項(xiàng)目所研制的組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，其主控單元選擇的是TI公司的cc2538芯片，目前國(guó)內(nèi)基于該芯片進(jìn)行的嵌入式開發(fā)較少，因此可供參考的資料不多；芯片的軟件平臺(tái)使用的是嵌入式操作系統(tǒng)Contiki，該系統(tǒng)能支持小型的IPv6協(xié)議棧，但國(guó)內(nèi)有關(guān)該系統(tǒng)的資料很不全面。因此只能在不斷摸索中，熟悉芯片和操作系統(tǒng)的使用。再者，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也會(huì)經(jīng)常有一些預(yù)料之外的問(wèn)題發(fā)生，比如設(shè)備驅(qū)動(dòng)失敗、芯片易損壞等問(wèn)題。隨著不斷深入地研究，許多問(wèn)題都已被解決。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：獲得項(xiàng)目資助后，您有沒有再做該領(lǐng)域IPv6方面的其他研究？

火久元：我們同時(shí)也嘗試在其他領(lǐng)域進(jìn)行IPv6的相關(guān)研究，例如基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)IPv6安全日志進(jìn)行挖掘和分析等。

原來(lái)教育網(wǎng)不僅僅提供“上網(wǎng)”

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：申請(qǐng)項(xiàng)目的前后，對(duì)于中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET有沒有什么不同的認(rèn)識(shí)或理解呢？

火久元：以前，以為CERNET只是提供上網(wǎng)的一種方式，而經(jīng)過(guò)這次項(xiàng)目的申請(qǐng)，我們覺得CERNET開始關(guān)注IPv6技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，這些項(xiàng)目的實(shí)施將會(huì)對(duì)IPv6技術(shù)的蓬勃發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：您覺得賽爾網(wǎng)絡(luò)和CERNET對(duì)于IPv6的支持力度如何？10分滿意度，能打幾分呢？哪些方面可以改進(jìn)的，或者可以支持的？

火久元：賽爾網(wǎng)絡(luò)和CERNET對(duì)IPv6的支持力度很大，特別是進(jìn)行“賽爾網(wǎng)絡(luò)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目申請(qǐng)”以及“下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新大賽”都會(huì)對(duì)IPv6技術(shù)的推廣起到較大的推動(dòng)作用。所以，可以打8分。從加大支持來(lái)看，望考慮支持一些IPv6和下一代互聯(lián)網(wǎng)的課程建設(shè)；或者組織一些較好的應(yīng)用案例進(jìn)行師資培訓(xùn)和學(xué)生培訓(xùn)，類似現(xiàn)在谷歌公司正在做的。

普及IPv6將獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：當(dāng)時(shí)，您為什么會(huì)選擇寒旱區(qū)野外觀測(cè)儀器組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研制的領(lǐng)域進(jìn)入IPv6研究，相對(duì)于IPv4,IPv6有什么優(yōu)勢(shì)呢？

火久元：IPv6協(xié)議是下一代互聯(lián)網(wǎng)中的重要協(xié)議。目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、三網(wǎng)融合、智能家電、電子政務(wù)、電子商務(wù)、電子物流、 公共服務(wù)、位置服務(wù)等眾多潛在的互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用、新產(chǎn)業(yè)，已對(duì)IP地址空間提出了巨大需求。與IPv4 以及傳統(tǒng)的無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議相比，IPv6 具備了更大的地址空間、更好的可擴(kuò)展性、更高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸和更好的安全管理架構(gòu)。因此對(duì)IPv6技術(shù)的研究十分必要。

而我們做的觀測(cè)儀器組網(wǎng)領(lǐng)域，涉及到野外觀測(cè)儀器地址分配、尋址、路由選擇等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，IPv6技術(shù)巨大的網(wǎng)絡(luò)地址空間、安全等優(yōu)勢(shì)適合于該項(xiàng)目的研究和實(shí)施。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：您覺得該領(lǐng)域，如果能普及IPv6的話，會(huì)為人們的生活帶來(lái)哪些改變？推廣普及的難度在哪里？

火久元：觀測(cè)儀器組網(wǎng)領(lǐng)域主要是協(xié)助解決科學(xué)人員對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)獲取和觀測(cè)儀器管理方面的問(wèn)題，如果能普及IPv6技術(shù)的話，可以獲得高質(zhì)量的、連續(xù)的、穩(wěn)定的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為科學(xué)研究打好基礎(chǔ)。

推廣難度主要在于寒旱區(qū)面積過(guò)大、環(huán)境惡劣、觀測(cè)儀器部署范圍較大等問(wèn)題。

看好未來(lái)基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：您了解IPv6在中國(guó)的部署和發(fā)展現(xiàn)狀嗎?

火久元：基本了解。我國(guó)在2003年啟動(dòng)了中國(guó)的下一代互聯(lián)網(wǎng)（CNGI）工程，極大地促進(jìn)了IPv6在中國(guó)的普及和發(fā)展。2017年，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實(shí)際認(rèn)真貫徹落實(shí)。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：IPv6大規(guī)模部署應(yīng)用，您覺得，IPv6在該領(lǐng)域未來(lái)的創(chuàng)新點(diǎn)在哪里？長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，會(huì)有怎樣的應(yīng)用或突破呢？

火久元：隨著當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速興起，IPv6與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，將IPv6引入到低功耗無(wú)線局域網(wǎng)則是其研究的重點(diǎn)。目前IETF工作組已經(jīng)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提出了6LoWPAN協(xié)議，基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，會(huì)使我們對(duì)于醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多方面的研究帶來(lái)突破。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：“十三五”規(guī)劃中提到將加大部署IPv6，對(duì)此，您怎么看待，例如，您覺得最大的利好是什么？或者，最需要得到的支持是什么呢？

火久元：推進(jìn)IPv6規(guī)模部署將是我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一次全面升級(jí)，將會(huì)在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用出現(xiàn)大量的創(chuàng)新和變革。而賽爾網(wǎng)絡(luò)和CERNET對(duì)IPv6的支持會(huì)對(duì)IPv6技術(shù)的推廣起到較大的推動(dòng)作用，推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校內(nèi)生根發(fā)芽，為學(xué)生和老師在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)打好基礎(chǔ)。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：為什么想要做有關(guān)IPv6的手勢(shì)識(shí)別遠(yuǎn)程控制機(jī)械手臂系統(tǒng)？

張苡寧：現(xiàn)在雖然人工智能是發(fā)展的趨勢(shì)，但是機(jī)器人領(lǐng)域的研究也在不斷地進(jìn)步創(chuàng)新，我們擁有這個(gè)想法并付諸于實(shí)踐，得到了不錯(cuò)的結(jié)果，所以堅(jiān)持了下來(lái)一直在做機(jī)器人類型的產(chǎn)品。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的最大的挑戰(zhàn)或者困難是什么？

張苡寧：主要是團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)問(wèn)題。大賽有一個(gè)答題環(huán)節(jié)，我再三囑咐一定要用自己的賬號(hào)答題，可是大家積極性不高，導(dǎo)致分?jǐn)?shù)都很低，直接影響了最終的成績(jī)。我認(rèn)為團(tuán)隊(duì)的調(diào)度問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)對(duì)于項(xiàng)目的積極性問(wèn)題一直是一種挑戰(zhàn)，如何要讓團(tuán)隊(duì)中的人各盡其職，各顯神通，是一件極其困難的事情，我也遇到了這種困難，希望通過(guò)比賽的這次前車之鑒可以讓我們重新認(rèn)識(shí)并重視這一問(wèn)題。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：參加下一代互聯(lián)網(wǎng)大賽最大的收獲是什么？

張苡寧：參賽最大的收獲就是眼界的放寬，因?yàn)楸旧砦覀兌际窃趯?shí)驗(yàn)室做研究或者搞科研，很少關(guān)注其他學(xué)校的學(xué)生做出來(lái)的內(nèi)容，更多關(guān)注的是行業(yè)的發(fā)展、大公司的高端產(chǎn)品，但是，更多的好創(chuàng)意都是從學(xué)校誕生的。

第三屆下一代互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大賽已經(jīng)落幕，在導(dǎo)師閻老師的指導(dǎo)下為我?guī)讉€(gè)月的課題畫上了一個(gè)不怎么完美但是至少圓滿的句號(hào)。多少個(gè)日夜自己在孤獨(dú)的道路上奮斗著迷茫著，多少個(gè)表格填了一遍又一遍，多少頁(yè)P(yáng)PT改了又改，多少個(gè)線路調(diào)試，多少個(gè)程序BUG一遍一遍的調(diào)試錯(cuò)誤，幾經(jīng)放棄但最終又堅(jiān)持了下來(lái)，但是，這些都是值得的，有人說(shuō)只有經(jīng)歷了才知道值不值得；我想說(shuō)，只有體會(huì)了，才懂得什么叫來(lái)之不易。還記得在評(píng)審現(xiàn)場(chǎng)，一百多個(gè)課題同臺(tái)競(jìng)技，但都是為了同一個(gè)在科技創(chuàng)新這條路上繼續(xù)走下去的決心和夢(mèng)想。我曾有一刻是慌張不安的，不知自己的作品可以走多遠(yuǎn)，但結(jié)果發(fā)下來(lái)的時(shí)候，內(nèi)心懸著的石頭終于落地了，雖不是特別好的名次，但是覺得自己盡力了，當(dāng)然再給我一次機(jī)會(huì)我永遠(yuǎn)能做的更好，人就是這樣成長(zhǎng)起來(lái)的，沒有挫折就體會(huì)不到真正的來(lái)之不易，不去瞧一瞧外邊的世界，就不會(huì)知道自己只是滄海一粟。

我要感謝我的老師，我的每一分成就都和老師的培養(yǎng)息息相關(guān)，還記得我接近放棄時(shí)，老師單獨(dú)的談話讓我受益匪淺，是我項(xiàng)目期間最溫馨的瞬間。

右一為指導(dǎo)教師閻石，右三為張苡寧

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：未來(lái)有沒有想過(guò)要把這個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用到實(shí)踐中去？是否可以落地？

張苡寧：有想過(guò)批量生產(chǎn)，目前還處于研發(fā)階段，很多安全性的問(wèn)題得不到保障，一旦這些技術(shù)問(wèn)題攻克，那么批量生產(chǎn)，成為新一代的家庭遠(yuǎn)程控制型機(jī)器人指日可待。