CERNET：中国高校科研信息化支撑平台

　　中国教育和科研计算机网CERNET作为我国第一个全国性互联网，已经走过二十七年的发展历程。二十七年来，互联网几乎颠覆社会各个领域、方方面面，彻底改变了人们的生活方式。

　　作为中国互联网的先行者，以教育和科研为己任的CERNET从无到有，从小到大，在培养了中国最早的互联网用户，给教育和中国互联网发展带来了深刻变化的同时，科研支撑平台的属性也始终嵌套于这张大网的基因当中。

　　自建成伊始，CERNET就开展了一系列致力于支撑高校科学研究的项目和服务，支撑和推动着高等教育科研范式的转变。

支撑科研是CERNET的基因

　　1994年，中国教育和科研计算机网CERNET立项建设并于次年提前一年通过鉴定验收。

　　自建成以来，它支持了多项国家教育信息化工程，包括网上高招远程录取、现代远程教育等重大的教育类服务和支撑体系。

　　除此之外，CERNET另外一项重大使命，就是助力科研发展，打造科研信息化支撑平台。

　　当时，因网络带宽的制约，国内学者访问海外相关资源速度非常慢，严重影响了科研效率。

　　于是，CERNET建成了包含全世界主要大学和著名国际学术组织的10个信息资源镜像系统和12个重点学科的信息资源镜像系统，以及一批国内知名的学术网站。

　　这样，学科研究人员可以快速访问到这些资源，从而解决了访问速度奇慢无比的痛点。

　　1995年11月，国家面向21世纪、重点建设100所左右的高等学校和一批重点学科的建设工程（即“211”工程）启动，CERNET乘着211工程的“东风”，将科研支撑平台方面的作用发挥得淋漓尽致。

　　中国高等教育文献保障系统、高等学校仪器设备和优质资源共享系统、重点学科信息资源系统等都是其中的杰出代表，并成为了“211工程”高等教育公共服务体系的重要组成部分。

　　
中国高等教育文献保障系统

　　其中，中国高等教育文献保障系统逐步建成了以数字化学术信息资源为基础、以先进的数字图书馆技术为手段、以CERNET和CERNET2为依托的开放式中国高等教育数字化图书馆框架，实现高校信息资源的共建共知共享，为中国的高等教育服务。

　　高等学校仪器设备共享系统则是依托于CERNET和CERNET2实现了高校2000多台大型仪器的信息共享和开放服务，从而将分散的大型科研仪器整合起来，优化资源配置，提高仪器使用效率，为高校技术创新和科研提供保障。

　　随着互联网的发展，研究人员发现，网上信息资源极其丰富，但也庞杂无序，要在有限的时间内找到所需要的信息是一件挺有挑战的事。

　　能不能创造一个类似学科资源的导航，供研究人员方便快捷地找到所需的资料是重点学科信息资源系统着重解决的问题。

　　依托于CERNET和CERNET2，在北京、上海、广州建成分布式重点学科信息服务平台，建设了信息总量达10T的重点学科信息资源，形成一个覆盖54个重点学科点的分布式、大容量、多学科的高校重点学科信息服务系统。

中国教育科研网格应用成果

　　此外是依托于CERNET的中国教育科研网格，连接了42所高校的计算、存储和软件资源，在计算机科学与技术等领域建设重点学科网格及典型应用；另外，百万册数字图书服务系统，为百余所高校提供全资源开放服务。

　　CERNET通过一揽子重磅服务有力地支持和加速了中国大学的科研创新，成为高校科研信息化的关键支撑和经典案例。

持续发力，提供贴切的科研服务

　　进入新时代，除了为科研提供创新平台，CERNET进一步加大了科研服务的力度和广度。

　　其中，CERNET与国家重大超算平台广泛合作，为教育和科研领域提供更好的计算服务。

　　2017年6月，CERNET为运营着我国第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机一一“神威·太湖之光”的国家超级计算无锡中心开通了100G带宽的接入服务。

　　2017年11月，CERNET与青岛海洋科学与技术国家实验室签署《超算互联网战略合作协议》，提供100G带宽的接入服务。CERNET与海洋国家实验室共同构建海洋科研高速专用通信网络，致力于构建国际超算海洋大数据中心，建设全球数据感知范围最广的海洋大数据监测网络。

　　2020年11月，国家超级计算广州中心开通了到CERNET的10G下一代互联网IPv6带宽，与CERNET展开了进一步密切合作，广泛服务于各大教育和科研项目，促进教育领域的研发与创新。

　　超算互联网体系对网络质量、时延等要求非常高，CERNET作为国家教育科研专网，有着支撑超算互联网体系平台的天然优势。

　　而CERNET与美国、澳大利亚、欧洲等国家和地区教育网的直连，保障中国超算互联网体系与国际超算中心的高速大数据交互。

　　此外，CERNET联邦认证与资源共享基础设施CARSI实现了科研人员跨地域的身份认证。

　　CARSI是在已有的校园网统一用户管理和身份认证系统基础上，面向中国高校和科研机构提供的跨域身份认证和资源共享服务。

　　通过CARSI，高校师生在任何时间，任何地点，通过任何终端，以任何联网形式，均可通过校园网账号访问资源。

　　全程网页操作，无需下载插件或App，无需使用校园网IP地址，可支持师生在校外直接访问国内外需要身份认证的海量科研学术资源。

　　CARSI对疫情期间的高校科研交流起到极大促进作用。当前，约有近500所高校的370多万师生因CARSI受益，随时随地访问目前已接入的应用资源。

　　据统计，CARSI接入的应用资源现已涵盖全部13个一级学科，囊括超29万种期刊，26万余种视频等多媒体资源，330余万册电子图书，近1300万篇学位论文，超3亿项专利以及超10亿条数据资源。

　　北京大学张蓓教授提到：“疫情期间CARSI用户由22个学校增加到近600个，增长了26倍。这种增长由需求驱动。它解决了访问资源一键可达的问题，无论是高校还是服务提供商，都看到了它的服务价值，这个价值就在于它真正服务科研。”

连接现在和未来的CERNET“家族”

　　在信息技术日新月异大时代里，CERNET开启了自我进化迭代的征程。

　　目前CERNET“家族”有三张大网：学术互联网CERNET，下一代互联网示范网络CERNET2和未来互联网试验设施FITI。

　　CERNET：互联网科研发端

　　CERNET发源于高校，在科技创新上有着优良的传统，承担着中国互联网技术科研的核心任务，是支撑中国互联网核心技术研究的基础试验平台。

　
CERNET主干网拓扑图

　　CERNET的诞生标志着中国自行设计和建设的第一个采用TCP/IP协议的全国性计算机互联网络正式开通，对推动我国互联网及其应用的发展起到了极其重要的作用。

　　作为我国第一个全国性互联网主干网，CERNET还孕育出了中国大陆第一个网络论坛、第一个搜索引擎等创新应用。

　　CERNET2：推动下一代互联网创新

　　2003年，在57位院士建议下，我国启动了中国下一代互联网示范工程CNGI，开启了中国部署IPv6下一代互联网发展的新阶段。

　　其中，CERNET承担建设其中的核心网之一CNGI-CERNET2。2004年，CERNET2主干网开通，成为世界上规模最大的纯IPv6大型互联网主干网。

　　CERNET2标志着中国对互联网关键技术开始探索与研究。CERNET2创新地采用了纯IPv6技术架构，成为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展的重要基础试验设施。同时，CERNET2也是全国范围的产学研协同创新平台，培育了我国最初的IPv6用户。

　　FITI：面向未来互联网研究和探索

　　今年4月开通的未来互联网试验设施(Future Internet Technology Infrastructure)是由国家发展改革委批复，教育部主管，清华大学等40所高校正在承担建设和运行的国家重大科技基础设施。

　　与CERNET和CERNET2相比，FITI的特点是更加面向全国各类科研单位的未来互联网研究和探索。

FITI主干网开通仪式

　　在为高校各类科研提供支撑的同时，CERNET的三张大网本身强有力地支撑了我国互联网技术的研究和创新。

　　APAN主席、清华大学教授王继龙认为，最好的平台一定不是实验室的平台，而是互联网的一部分，它的技术和服务有机会直接面向用户。只有和真正的互联网连通，才能直面互联网上的所有问题。

　　CERNET在支持科研信息化的历史发展中，其最大的特点正是强调与实际应用相结合，开创性地将实际应用需求与技术科研对接，在真实应用中实现发展与创新。

　　这一举措有效缩短了我国互联网技术从研发到应用的生命周期，使CERNET迅速成为网络应用的重要支持和保障。

　　而FITI也将继承这个传统，其目标是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的物质技术基础，为研究和设计各种创新未来网络体系结构提供国际领先的开放性试验环境，对增强我国信息技术原始创新能力具有重要战略意义。

支撑科技强国建设

　　高校“双一流”建设，需要有达到世界先进水平的信息基础设施作为支撑。随着我国综合国力的日益强大，需要高校研究出更多的具有国际影响力、引领全球科技发展、促进人类社会进步的科技创新成果。而这就需要持续加强科研信息化基础设施的建设。

　　下一步，为推动CERNET进一步支撑高校科研信息化发展，正如教育部科学技术与信息化司司长、CERNET管委会副主任雷朝滋在CERNET第二十七届学术年会上所指出的：

　　要深刻认识CERNET的创新属性，支撑科技强国建设。CERNET作为世界上最大的国家学术网络，在支撑提升国家科技自主创新能力上具有很大的发展空间。

　　要促进科研资源汇聚共享，继续推动国家高性能计算环境核心资源网建设，促进超算中心之间的数据传输、资源共享和科研协同。

　　争取更多重大基础设施进入CERNET，支撑国家重大科研基础设施、科研装置及国际上的重大科研项目合作。

　　作者：王世新、项阳