□ 劉婉茹

當(dāng)今，人類社會(huì)正在經(jīng)歷著信息革命和數(shù)字化浪潮，這是繼農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命之后的又一次歷史性巨變。誰能更好地認(rèn)識(shí)和把握信息化大勢(shì)，誰就能贏得新的全方位綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)。習(xí)近平總書記曾強(qiáng)調(diào)：“我們不斷推進(jìn)理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新，不僅走出一條中國(guó)特色治網(wǎng)之道，而且提出一系列新思想新觀點(diǎn)新論斷，形成了網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略思想。”尤其是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)流量成了最高速的數(shù)據(jù)流，稱為網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)。如何感知、測(cè)量、利用這些網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)就成為眾多行業(yè)面臨的難題，成為學(xué)者們探索科技前沿的研究熱點(diǎn)。

北京大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“北大”）就有一位80后學(xué)者，他年紀(jì)不大卻已在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域頗有建樹：他在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)排名第一的國(guó)際會(huì)議SIGCOMM 2014上發(fā)表了一篇路由表查找論文，該論文是當(dāng)時(shí)“近10年來大陸科研機(jī)構(gòu)作為第一完成單位在該頂級(jí)會(huì)議上唯一發(fā)表的學(xué)術(shù)論文”。他在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)排名第一的會(huì)議SIGCOMM、數(shù)據(jù)庫(kù)方向排名第一的會(huì)議SIGMOD、大數(shù)據(jù)方向排名第一的會(huì)議SIGKDD這3個(gè)會(huì)議發(fā)表第一作者或通信作者論文共5篇。大陸單位尚沒有其他研究人員同時(shí)在SIGCOMM和SIGMOD這兩個(gè)會(huì)議上同時(shí)發(fā)表論文……他就是楊仝，北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)研究所副教授。

助力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)

顧名思義，網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)即是指“人、機(jī)、物”三者在網(wǎng)絡(luò)空間中通過交互產(chǎn)生的，能夠通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行查詢和進(jìn)一步使用的大量數(shù)據(jù)。IDC報(bào)告發(fā)布，據(jù)近年來大數(shù)據(jù)增長(zhǎng)形式來看，到2020年，網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)集合規(guī)模將實(shí)現(xiàn)35ZB。

飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)好似一柄雙刃劍，既為人們深度挖掘

大數(shù)據(jù)功能和價(jià)值帶來了機(jī)遇，也對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)框架及處理方式帶來了新的挑戰(zhàn)，尤其是體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的核心問題上，即實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)量。其一實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)問題不難理解。如同大量車流會(huì)引發(fā)交通堵塞一樣，網(wǎng)絡(luò)流速度太快時(shí)，也易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞、中斷，繼而使互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用譬如微信、網(wǎng)頁(yè)等出現(xiàn)掉線、卡頓的現(xiàn)象。其二是測(cè)量統(tǒng)計(jì)。為了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，需要及時(shí)準(zhǔn)確地了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，如是否存在擁塞、受到攻擊等現(xiàn)象。但網(wǎng)絡(luò)流量太快就給準(zhǔn)確測(cè)量帶來巨大挑戰(zhàn)。

楊仝（左）參加國(guó)際會(huì)議

明知山有虎，偏向虎山行。不斷挑戰(zhàn)、敢于突破正是科技取得進(jìn)步的先決條件。作為該領(lǐng)域的探索學(xué)者之一，進(jìn)入北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)研究所后，楊仝就向網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的這兩個(gè)核心問題吹響了沖鋒號(hào)。他向記者解釋道：“大數(shù)據(jù)應(yīng)用對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)在性能、容量、可擴(kuò)展性和可靠性等方面提出了重大技術(shù)挑戰(zhàn)。新型非易失性存儲(chǔ)器件（Non-Volatile Memory，NVM），如3D-Xpoint、憶阻器RRAM等，具有高性能、大容量和非易失等特性，彌補(bǔ)了現(xiàn)有存儲(chǔ)體系架構(gòu)中內(nèi)外存特性差異?；贜VM構(gòu)建大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟硬件系統(tǒng)，可以較好地滿足大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)容量、性能與功耗等方面的需求?！?/p>

2016年以來，他先后主持了兩項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的子課題研究，即“新型大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)與平臺(tái)”的子課題與“高時(shí)效、可擴(kuò)展的大數(shù)據(jù)計(jì)算模型、優(yōu)化技術(shù)與系統(tǒng)”的子課題。能夠肩負(fù)這樣的重任，對(duì)于高校老師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)更是一種鼓勵(lì)，是落實(shí)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的光榮使命。

對(duì)于基于新型存儲(chǔ)器件研制自主可控的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟硬件系統(tǒng)，楊仝詳細(xì)地介紹道：“將重點(diǎn)圍繞基于新型存儲(chǔ)器件的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)、大數(shù)據(jù)異構(gòu)融合存儲(chǔ)的高效系統(tǒng)軟件、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠性理論與方法，以及大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)評(píng)估理論與方法4個(gè)關(guān)鍵問題方面開展研究與實(shí)現(xiàn)，并研制出包括自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型存儲(chǔ)器件NVM的控制器芯片等在內(nèi)的大數(shù)據(jù)軟硬件存儲(chǔ)系統(tǒng)。”

而在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)方面，楊仝將重點(diǎn)研究基于新型存儲(chǔ)器件的高性能和高可擴(kuò)展性的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，研究新型NVM的控制訪問方法和協(xié)議，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于ARM64架構(gòu)的NVM控制器芯片和基于x86 slave的NVM控制器等問題，以便實(shí)現(xiàn)支持系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

實(shí)踐應(yīng)用是對(duì)科研成果的最好檢驗(yàn)。如今，楊仝的部分科研成果已取得了可喜成果。2018年，其發(fā)表于ACM SIGKDD 2018論文的Heavy Guardian算法在“今日頭條”數(shù)據(jù)中心得到應(yīng)用，預(yù)計(jì)可節(jié)省軟硬件資源成本達(dá)1000萬元人民幣以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

銳意創(chuàng)新逐步成長(zhǎng)

“不積跬步，無以至千里”，對(duì)于楊仝來說，成功申請(qǐng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、屢獲行業(yè)重要榮譽(yù)，這些都是有根可循的。早在博士3年期間，楊仝已經(jīng)在這一領(lǐng)域顯示出自己的天賦，發(fā)表了多篇論文，獲得了國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、綜合一等獎(jiǎng)學(xué)金、光華一等獎(jiǎng)學(xué)金等。而他本人也被評(píng)為清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系優(yōu)秀畢業(yè)生。

在多年的科研歷程中，這份優(yōu)秀一直跟隨著楊仝，并讓他一次又一次斬獲重要成果。在中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所謝高崗課題組進(jìn)行客座訪問期間，楊仝對(duì)路由器最核心的技術(shù)——路由查找發(fā)起挑戰(zhàn)。他和團(tuán)隊(duì)其他成員在Intel x86 CPU等主流軟硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于二維劃分思想的路由表查找框架，即SAIL算法。該算法框架的片內(nèi)存儲(chǔ)空間最大只需要4MB。測(cè)試結(jié)果表明，該算法的查找速度比常用路由表查找算法提高了7～60倍。該算法后來部署到了華為公司的某項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，華為的應(yīng)用證明顯示：部署后，查找速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最高水平的學(xué)術(shù)會(huì)議——ACM SIGCOMM 2014上，基于上述研究成果，楊仝發(fā)表了題為“Guarantee IP Lookup Performance with FIB Explosion（針對(duì)路由表爆炸增長(zhǎng)，確保路由表查找性能）”的學(xué)術(shù)論文，成為“近10年來大陸科研機(jī)構(gòu)作為第一完成單位在該頂級(jí)會(huì)議上唯一發(fā)表的學(xué)術(shù)論文”的第一作者，轟動(dòng)業(yè)界。SIGCOMM對(duì)論文的質(zhì)量和數(shù)量要求極高，質(zhì)量方面要求具有基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)、領(lǐng)導(dǎo)性影響和堅(jiān)實(shí)系統(tǒng)背景，每年只錄用30篇左右的正式會(huì)議論文，錄取率只有百分之十幾。由于SIGCOMM錄用的論文大多數(shù)都會(huì)被廣泛引用、具有非常大的影響力，因此能在SIGCOMM年會(huì)上發(fā)表論文是所有通信、網(wǎng)絡(luò)研究者的無上榮譽(yù)。這一榮譽(yù)的獲得是對(duì)楊仝科研成績(jī)的肯定，也成為他科研進(jìn)程中一座重要的里程碑。

“傳幫帶”促進(jìn)學(xué)科發(fā)展

春種一粒粟，秋收萬顆子。多年來，一直在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域默默耕耘的楊仝，如今也迎來了豐收的喜悅：成為中國(guó)大陸地區(qū)以第一身份單位發(fā)表ACM SIGCOMM論文最多（2篇）的作者，獲得了2018年度ACM SIGCOMM China新星獎(jiǎng)，全國(guó)僅3人獲此殊榮?！笆潜贝髮捤傻目蒲蟹諊芯克顣悦?、代亞非、崔斌老師的大力支持，才使我有機(jī)會(huì)做出成績(jī)?！睏钯跐M懷感激地說。初到北大時(shí)的那些往事，在他心中記憶猶新……

萬事開頭難。剛進(jìn)北大時(shí)，楊仝沒有項(xiàng)目，也沒有學(xué)生，但辦公室、實(shí)驗(yàn)室都需要繳納費(fèi)用，李老師和代老師就主動(dòng)幫他承擔(dān)了這筆費(fèi)用，免去了他的后顧之憂。

與此同時(shí)，北大寬松的學(xué)術(shù)氛圍也讓他能夠在自己最感興趣的領(lǐng)域心無旁騖地搞研究。進(jìn)入北大的這幾年中，楊仝90%的晚上、80%的周末都是在學(xué)校度過，寫代碼、做實(shí)驗(yàn)幾乎成為他生活的全部。一分付出一分收獲，多篇頂級(jí)學(xué)術(shù)論文的發(fā)表就是楊仝對(duì)自己、對(duì)網(wǎng)絡(luò)所的最好回報(bào)。

興趣是最好的老師。熱愛學(xué)生的楊仝一直從學(xué)生的角度思考，希望能夠真正激發(fā)出學(xué)生們的興趣，從而取得更好的教學(xué)效果?！皩W(xué)生們都很聰明，我常常和學(xué)生們一起討論，如果有分歧，就用實(shí)驗(yàn)來證明誰的想法更好，這種頭腦風(fēng)暴更能激發(fā)學(xué)生思考。尤其是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你的算法比以往的都要好特別多的時(shí)候，那簡(jiǎn)直比發(fā)表論文還開心。”出色的科研能力、對(duì)學(xué)生們的悉心教導(dǎo)，不僅使楊仝連續(xù)兩年在北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院年終考核中被評(píng)為優(yōu)秀，而且他指導(dǎo)的兩名本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文也被評(píng)為了“信科十佳本科畢設(shè)論文”。

“科技興則民族興，科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)”。在國(guó)家對(duì)科技創(chuàng)新高度重視的大背景下，在信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院所有老師的共同努力下，如今北大計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息系統(tǒng)學(xué)科已在2019 QS世界大學(xué)學(xué)科排名中躋身前20，在中國(guó)大陸高校中名列前茅。未來，楊仝還將奮力求索，用科研創(chuàng)新助力網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的崛起。