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专家信息 科学研究 发明专利 专著、学术报告 荣誉奖励 媒体报道

专家信息:


张宏科,1957年9月出生于山西省,现为北京交通大学电子信息工程学院教授,博士生导师,下一代互联网互联设备国家工程实验室主任,两期国家973项目首席科学家,首批新世纪国家“百千万人才工程”国家级人选,享受国务院政府特殊津贴,中国电子学会理事,中国通信学会理事,北京通信学会副理事长,IEEE 1888.2国际标准工作组主席,IEEE未来信息网络国际会议大会主席等。

教育及工作经历:

1988年12月 电子科技大学(原成都电讯工程学院) 获工学硕士学位;

1993年2月 电子科技大学(原成都电讯工程学院) 获工学博士学位;

1994年7月 北京交通大学(原北方交通大学) 博士后出站留校工作;

1999年12月 北京交通大学(原北方交通大学) 副教授;

2000年5月至今 北京交通大学(原北方交通大学) 教授;

2008年12月至今 下一代互联网互联设备国家工程实验室 主任;

曾担任北京交通大学电子信息工程学院院长、北京邮电大学网络技术研究院执行院长。

学术兼职:

1、中国电子学会理事。

2、中国通信学会理事。

3、北京通信学会副理事长。

4、IEEE 1888.2 国际标准工作组主席。

5、国家“973”计划首席科学家。

6、国家自然科学基金委第十届信息科学部学科评审专家组成员。

7、国家“973”计划项目“新一代互联网体系结构理论研究”专家组成员。

8、国家“863”计划项目“通信主题IP网络技术”任务专家组成员。

9、教育部电子信息与工程类专业教学指导委员会委员。

10、国家“十二五”科技重点专项(宽带网专项)专家组成员。

11、高等学校电子信息科学与工程类教学指导委员会委员。

12、信息产业部科技发展“十一五”规划信息网络技术专家组成员。

13、电子学报, IET Networks, Journal of Communications and Information Networks等期刊编委。

科学研究:


研究方向:

1、IPv6路由协议、交换协议理论与技术

2、IPv6网络安全、组播理论与技术

3、新一代移动互联网路由协议理论与技术

4、传感器网络及物联网技术

5、未来互联网理论体系及关键技术

6、工业互联网和能源互联网技术

科研项目:

1、国家“973”计划,智慧协同网络理论基础研究,2013-2017;

2、国家自然科学基金重点项目,未来网络体系结构与关键技术,2013-2017;

3、国家自然科学基金“重点”:未来互联网体系理论及关键技术研究,2009-2012;

4、红果园国家级“四总部”:未来网络管理协议与技术,2012-2015;

5、红果园国家级“四总部”:未来网络协议体系结构与协议实现技术研究,2012-2015;

6、红果园:网络信息安全管理体系架构及理论,2012—2013;

7、北京交通大学:标识网业务演示系统开发,2011-2012;

8、北京交通大学:一体化标识网络实验系统研究开发,2012-2013;

9、国家重大专项:新型宽带移动IP承载网架构研究、关键技术研发与试验验证,2010-2012;

10、红果园:一体化网络,2011-2012;

11、国家重大专项:移动互联网网络与信息安全技术研究,2011-2012;

12、北京交通大学:一体化标识网络平台模拟系统研制,2010-2012;

13、国家重大专项:全IP宽带移动网络架构及关键技术研究,2009-2010;

14、北京交通大学:一体化标识网络系统开发与建设,2010-2011;

15、科技部“科技支撑”:新一代可信任互联网可扩展路由关键技术,2007-2010;

16、国家发展改革委:CNGI-移动通信网IPv6接入网关-2,2008-2010;

17、北京市自然基金“重点”:下一代移动互联网理论与关键技术,2009-2011;

18、红果园:BJTU.STAR PA3600型,2008-2009;

19、红果园:基于IPv6的下一代互联网技术,2008-2009;

20、国家“863”计划:IPv6低速无线个域网体系结构与组网技术,2007-2009;

21、教育部“创新团队”:未来互联网络体系研究,2008-2010;

22、国家“973”计划:一体化可信网络与服务体系结构原型系统的研制与验证,2007-2012;

23、国家“973”计划:一体化网络与普适服务体系理论与结构,2007-2012;

24、教育部:可信移动互联网络与普适服务体系研究,2007-2008;

25、国家“863”计划:高性能IPv6路由器协议栈软件,2005-2005;

26、国家“863”计划:一体化网络服务新技术及新一代网络面向业务的恢复与控制技术研究,2005-2006;

27、科技部:IPv6的串接式专用阻断设备,2003-2003;

28、国家“863”计划:高性能IPv6路由器协议栈软件,2002-2004。

国际标准:

序号 标准名称 标准号 类别
1 IEEE Standard for Ubiquitous Green Community Control Network Protocol IEEE Std 1888-2011 国际标准
2 IEEE Standard for Ubiquitous Green Community Control Network: Control and Management IEEE Std 1888.1-2013 国际标准
3 IEEE Standard for Ubiquitous Green Community Control Network: Heterogeneous Networks Convergence and Scalability IEEE Std 1888.2-2014 国际标准
4 IEEE Standard for Ubiquitous Green Community Control Network: Security IEEE Std 1888.3-2013 国际标准
5 Mobile Multicast Sender Support in Proxy Mobile IPv6 IETF RFC 7287 国际标准
6 Information Technology—Ubiquitous Green Community Control Network Protocol ISO/IEC/IEEE 18880 国际标准
7 Information Technology—Ubiquitous Green Community Control Network—Control and Management ISO/IEC/IEEE 18881 国际标准
8 Information Technology—Ubiquitous Green Community Control Network—Heterogeneous Networks Convergence and Scalability ISO/IEC/IEEE 18882 国际标准
9 Information Technology—Ubiquitous Green Community Control Network—Security ISO/IEC/IEEE 18883 国际标准

发明专利:



1 Method of concurrent multipath transfer based on relational paths US 8068439B2 第一
2 一种基于IPv6的移动互联网络接入方法 ZL 200510008690.6 第一
3 一种IPv6网络中实现动态域名更新的方法 ZL 200510011562.7 第一
4 一种移动网络中基于熵模型的移动路由器选择技术 ZL 200510011929.5 第一
5 一种基于IPv6的网络性能分析报告系统及实现方法 ZL 200510132775.5 第一
6 IPv6微型传感路由器协议栈体系结构及实现方法 ZL 200510132776.x 第一
7 一种基于SNMP的IPv6传感器网络节点管理方法 ZL 200510134578.7 第一
8 一种实现一体化网络服务的体系结构 ZL 200510134579.1 第一
9 一种基于身份与位置分离的互联网接入方法 ZL 200610001825.0 第一
10 一种基于IP/MPLS/BGP的多域组播一体化数据分发结构及方法 ZL 200610001829.9 第一
11 实现一体化网络中普适服务的方法 ZL 200610169726.3 第一
12 IPv4/IPv6双栈IP-DSLAM系统及实现方法 ZL 200610169728.2 第一
13 基于层次的嵌套移动网络路由优化方案 ZL 200710065114.4 第一
14 适用于移动无限传感器网络的协作节能路由图构造方法 ZL 200710121122.6 第一
15 一种一体化网络移动切换管理的实现方法 ZL 200710121746.8 第一
16 一种网络资源与服务的统一描述方法 ZL 200710121749.1 第一
17 实现一体化网络位置管理的方法 ZL 200710122012.1 第一
18 扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法及系统 ZL 200710175416.7 第一
19 一种基于集中服务的分布式对等网络的实现方法及系统 ZL 200710175874.0 第一
20 一体化网络网通层服务质量保证结构和运行方法 ZL 200710175875.5 第一
21 一种移动组播路由优化方法 ZL 200810223977.4 第一
22 一种基于多跳的移动组成员管理方法 ZL 200810224360.4 第一
23 一种适用于特定场景的移动IP解决方法 ZL 200810224387.3 第一
24 一种WLAN无缝切换中新链路建立的自适应触发方法 ZL 200810227214.7 第一
25 基于多信道同步检测下移动终端的垂直切换方法 ZL 200910077330.x 第一
26 实现一体化网络归属域信息扩散的方法 ZL 200910077365.3 第一
27 基于路径关联化的多路径并行传输方法 ZL 200910078888.x 第一
28 基于标识的组播路由实现系统及其方法 ZL 200910089921.9 第一
29 一种外部网关协议的多路径建立和转发的方法 ZL 200910089922.3 第一
30 地址分离映射网络中DDoS防御方法 ZL 200910238098.3 第一
31 基于效用最优的网络分层映射及实现算法 ZL 200910241619.0 第一
32 使用令牌机制保障源地址真实性的安全接入系统及方法 ZL 200910242626.2 第一
33 一种增强源地址真实性保障的令牌更新方法 ZL 200910243705.5 第一
34 增强源地址真实性保障的密钥申诉方法 ZL 200910244175.6 第一
35 一种身份与位置映射关系的实现方法 ZL 201010159719.1 第一
36 基于身份与位置分离映射机制的子网接入方法 ZL 201010173710.6 第一
37 用于标识分离映射网络的数据分析装置及其方法 ZL 201010201392.x 第一
38 一种实现一体化网络子网移动的方法 ZL 201110098031.1 第一
39 一体化标识网络与传统IPv4互联网互联互通的实现方法 ZL 201110119454.7 第一

专著、学术报告:


专著/译著:

[1] 张宏科,裘正定,《ATM网络技术》,电子工业出版社,1996年,中国.

[2] 张宏科,裘正定,《ATM网络互联原理与工程》,清华大学出版社,1997年,中国.

[3] 张宏科,《IP路由原理与技术》,清华大学出版社,2000年,中国.

[4] 张宏科,张思东,刘文红,《路由器原理与技术》,国防工业出版社,2003年,中国.

[5] 张宏科,苏伟,武勇,《网络处理器原理与技术》,北京邮电大学出版社,2004年,中国.

[6] 张宏科,张思东,苏伟,《路由器原理与技术(2版)》,国防工业出版社,2005年,中国.

[7] 张宏科,苏伟,《IPv6路由协议栈原理与技术》,北京邮电大学出版社,2006年,中国.

[8] 张宏科,苏伟,《路由器原理与技术》,高等教育出版社,2010年,中国.

[9] 张宏科,苏伟,《移动互联网技术》,人民邮电出版社,2010年,中国.

[10] 张宏科,许长桥,苏伟,罗洪斌,《Routing Optimization for Inter-Domain Traffic Engineering under Identifier Network》,IGI Global,2014年,美国.

[11] 张宏科,苏伟,权伟,《Smart Collaborative Identifier Network》,Springer,2016年,德国.

学术报告:

[1] 张宏科,中国IPv6路由器技术研究现状与未来,2002年,全球IPv6高峰论坛&中国IPv6高级研讨会,北京,中国. (特邀报告)

[2] 张宏科,New Architecture of Information Network,2006年,Annual Wireless And Optical Communications Conference (WOCC 2006),杭州,中国. (特邀报告)

[3] 张宏科,未来信息网络体系研究,2007年,第六届全球IPv6高峰会议,北京,中国. (特邀报告)

[4] 张宏科,Fundamental Research on Trusted Network,2007年,Future Internet/IPv6 and FP7,北京,中国. (特邀报告)

[5] 张宏科,The Present and Future of Mobile Internet Technology,2008年,IET International Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN 2008),北京,中国. (特邀报告)

[6] 张宏科,未来网络关键技术研究,2009年,无线技术世界暨物联网高峰会议,北京,中国. (特邀报告)

[7] 张宏科,移动互联网技术发展的最新进展,2009年,全球IPv6新一代互联网暨移动互联网高峰会议,北京,中国. (特邀报告)

[8] 张宏科,Future Internet and ITS,2010年,“物联网在交通运输领域的应用”高层研讨会,北京,中国. (特邀报告)

[9] 张宏科,An Overview of Future Information Network Research,2010年International Workshop on Future Networking Technologies,南京,中国. (特邀报告)

[10] 张宏科,The Architecture and Key Technologies of Mobile Internet,2010年, IET International Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks (IET ICWMMN 2010),北京,中国. (特邀报告)

[11] 张宏科,未来信息网络与智慧城市,2011年,第十三届中国科协年会中国智慧城市论坛,北京,中国. (特邀报告)

[12] 张宏科,Future Internet Technology: Identifier Network,2012年,IEEE GLOBECOM 全球通信大会,加利福尼亚,美国. (特邀报告)

[13] 张宏科,SDN与标识网络,2013年,全球SDN与开放网络高峰会议,北京,中国. (特邀报告)

[14] 张宏科,SDN与智慧协同标识网络,2014年,全球SDN技术大会,北京,中国. (特邀报告)

[15] 张宏科,Software Defined Network and Identifier-based Network,2014年,The 17th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2014),悉尼,澳大利亚. (特邀报告)

[16] 张宏科,Software Defined Network and Smart ID Networks,2015年,IEEE ITNAC 2015,悉尼,澳大利亚. (特邀报告)

[17] 张宏科,Smart Collaborative Network and Future Mobility Management Exploration,2016年,IEEE INFOCOM 2016,旧金山,美国. (特邀报告)

[18] 张宏科,未来互联网体系及关键技术,2016年,中国科学院——信息科技进展技术科技论坛2016,北京,中国. (特邀报告)

[19] 张宏科,未来互联网体系及关键技术,2016年,中国工程院——国际工程科技发展战略高端论坛2016,西安,中国. (特邀报告)

[20] 张宏科,Future Network Technologies and Applications,2016年,Global Network Technology Conference (GNTC),北京,中国. (特邀报告)

荣誉奖励:

1、2017年度国家技术发明奖二等奖,排名第1;

2、2016年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖,技术发明奖一等奖,排名第1;

3、2016年度中国电子学会科学技术奖技术发明类一等奖,排名第1;

4、2014年度国家技术发明奖二等奖,排名第1;

5、2013年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖,技术发明奖一等奖,排名第1;

6、2012年度中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖,排名第1;

7、2011年度IEEE 1888国际标准化组织杰出贡献奖,个人;

8、2008年度中国电子学会信息科学技术奖二等奖,排名第1;

9、2005年度北京市科学技术进步一等奖,排名第1;

10、2004年度入选全国首批新世纪百千万人才工程国家级人选;

11、2003年度茅以升科技进步奖;

12、2001年度詹天佑科技进步奖。

媒体报道一:

 

张宏科教授:10余年潜心研究 绘制下一代互联网蓝图

2015年02月10日09:13 来源:中国科技网-科技日报

张宏科教授(左四)和团队成员观摩标识网络的测试与实验结果。

实验室老师为同学讲解标识网络系统。

实验室老师与同学就关键技术问题进行讨论。

文·本报记者 林莉君

为什么上网的时候你会感到安全性很差,个人信息随时会暴露?

为什么上网的时候你会感到移动网络“移动”不起来?

为什么上网的时候你会感到网络很乱,充斥着虚假、诈骗信息?

……

专业人士告诉你,这都是由互联网原始设计弊端造成的。

北京交通大学教授、下一代互联网互联设备国家工程实验室主任张宏科,在接受科技日报记者采访时说,互联网已经有近60年的历史了,美国人最初设计互联网的时候,主要是用于小范围的军事与科研。而今天,仅中国的网络用户就近7亿,视频、语音和图像占据了网络传输的主流,互联网安全性、移动性、服务质量、资源利用率等方面的弊端日益明显。“要从根本上解决这些问题,必须重新构思、设计新的互联网体系结构。”

互联网基础设施关系到国家安全、社会稳定和经济发展,为了抢占未来互联网领域的制高点,世界各国围绕如何创建未来互联网体系与机制纷纷展开科技攻关,美国、欧盟相继启动了FIND、FIRE、FIA 等计划。

张宏科团队通过10余年潜心研究,超前绘制出下一代互联网蓝图,发明了标识网络体系及关键技术,获得国内外发明专利授权58项,登记软件著作权16项,较好地解决了未来互联网体系与机制这一难题。在年初举行的全国科技奖励大会上,荣获2014年度国家技术发明奖二等奖。

从根源上找到现有互联网的技术缺陷

针对互联网的诸多问题,张宏科团队率先提出互联网体系“网络与用户”“控制和数据”“资源与位置”的“三重绑定”特性,是造成这些弊端的本质原因。

互联网安全性是最受用户诟病的缺陷。小到影响个人隐私,大到泄露国家安全机密。轰动世界的“棱镜门”事件让人深刻地感受到互联网安全的脆弱性。美国国家安全局和联邦调查局通过进入微软、谷歌等网络巨头的服务器,能实时跟踪用户电邮、聊天记录、视频、音频、文件、照片等上网信息,监控用户的一举一动。

“这和互联网的原始设计有关。网络用户传输资料、图像、视频的时候,这些信息流被转化为数据包,里面就包含着发送者和接收者的地址信息。对于精通IT技术的人,这个数据包就是透明的,他在任何节点上都能抓到数据包,从而知道它从哪儿来,到哪儿去。而且,对于用户来说,你的登录信息和所在位置信息捆绑在一起,只要你上网,你的位置就是确定的,安全性怎么可能得到保护?你再怎么做防护,都是消极的应对措施。”张宏科告诉记者。

而“控制和数据绑定”“资源与位置绑定”的特性则导致移动网络“移动”不起来、网速太慢、效率不高等缺陷。“这些原始设计的弊端让互联网长时间超负荷运转,难以承受越来越多的应用和用户使用,用户体验越来越差。这些问题再怎么修改、完善都无法从本质上解决互联网的问题。必须构建一个全新的互联网体系,以适应未来的发展需求。” 张宏科说。

学通信出身的张宏科,早在2000年就意识到了这些互联网的原始弊端。他的团队曾经成功研制出我国首台自主知识产权、技术性能达到世界先进水平的IPv6路由器。“那时候,互联网还未普及,很少有人意识到这个问题。我们也是在做IPv4及IPv6技术的研究中。意识到了现有互联网的严重弊端,觉得这个问题迟早会暴发,旧技术终将为新技术所替代。2003年我们就在这方面展开了研究。”张宏科说。

下一代互联网是个什么样子

针对下一代互联网体系的构建,张宏科团队潜心研究了10余年,在国家973计划、自然科学基金重点项目等资助下,提出了以“两层模型”“三次映射”“四种标识”为典型特征的标识网络体系,发明了标识和映射机制,有效解决了未来互联网体系与机制这一难题。获得国内外发明专利授权58项,登记软件著作权16项,借助于“点标识”的理念与思想,主导制订了IEEE 1888、1888.2等核心国际标准,率先构建了未来互联网的蓝图。

“美国、欧盟等都在开展这方面的研究,但是,到目前为止只有我们提出了比较综合有效的解决方案。可以说,在这方面,我们走在了世界的前端。”张宏科自豪地表示。

在张宏科的描述中,下一代互联网体系较好地解决了“三重绑定”的问题,网络的自我管理能力很强,呈现给用户一个安全、有序、快速、智能的网络世界。网民只要合法登记,就能享受到网络提供的各种优质服务。“当然,如果你违背法律,发布虚假信息,利用网络干违法的事情,扰乱社会秩序,警察也能很快找到你。”张宏科开玩笑地说。

在这个蓝图里,张宏科团队还把多种网络设计成一种网络,即“一体化标识网络”。他告诉记者,现有互联网的原始设计思想是“一种网络”支持“一种主要服务”。互联网、电信、广播电视采用不同的网络进行数据传输。这不但导致基础设施重复建设,也无法适应未来网络服务的多样性要求。张宏科团队发现,电信网的交换机和互联网的路由器工作机理非常相似,而且各种网络体系

结构都可以划分为两个大的层面。因此,他创造性地提出,全新网络的总体框架应该是两层结构体系,即基础设施层面和普适服务层面。这种“一体化标识网络”不但能够实现在一种网络上支持多种业务,还大大提高网络的工作效率,简化网络的管理和维护,有效解决了传统体系中存在的安全、可控、可管及移动问题。

张宏科团队提出的下一代互联网解决方案,已经成功研发出一系列产品并通过中兴通讯等企业进行了产业化应用。

高校里做科研要有超前思维和韧劲儿

任何成绩的取得都非偶然,作为高校在基础研究领域取得的重大原创性科研成果,张宏科认为“这得益于对学科发展方向的超前把握和一股子韧劲儿。”

“2004年,我们手头的两个863项目已经结题。张老师当时就提出,要集中精力做下一代互联网,也就是我们标识网络的先导项目。当时国内外还没有人做这项研究。我们还有些不理解。” 团队成员、北交大电子信息工程学院副教授苏伟回忆道。2005年8月,美国国家自然基金委发布了他们的GENI(全球网络环境革新)计划,其中提到,由于现有互联网的种种弊端,他们准备着力于“下一代网络”的建设。而此时,张宏科团队已经初步构思出全新的、两层网络体系架构。2007年,欧盟启动的新网络研究FIRE计划提出了“两层”网络体系。“看到这个消息,我们都很高兴,这也从侧面印证了张老师的准确判断。我们工作起来也更自信了。”苏伟告诉记者。

这种超前把握,显然不是一时的“心血来潮”。它建立在对专业知识的扎实积累之上。“我们之所以能够提出全新的网络框架体系,正是基于对传统网络的透彻研究。过去的东西就是基础。只有了解透了,才能知道问题在哪儿、未来的方向在哪里、解决的方案是什么。不了解过去,就无法做到超前,更不可能超越。”张宏科说。

在张宏科看来,基础研究领域的任何重大成果都是“十几年甚至几十年的积累。科研没有捷径可走。凭的就是一股子韧劲儿。高校做科研,尤其是基础研究最忌讳‘跟风’,东一榔头西一棒子,什么也做不长,形不成产业链,对产业发展也难以做出贡献。”

这种韧劲不仅表现在科学研究上,还体现在申请课题时的认真。“我记得申请973课题的时候,我们的幻灯片就做了有小半年,你想想那个劲儿,今天没思路了就放下,明天灵感来了再拿起来。表面上是做幻灯片,实际上锻炼的是你的创新思维。这二三十张幻灯片的每一句话、每一张图都是创新的体现。否则你怎么让评委信服,他们怎么放心把国家的重点科研项目交给你去做?”张宏科说。

如今,张宏科团队又把目光投向了智慧协同标识网络理论与关键技术的研究。“这种网络体系能够通过动态感知网络状态来智能匹配服务需求,进而选择合理的网络族群及其内部组件来提供智慧化的服务,在有效解决安全性、移动性等问题的同时,能够提升用户体验和网络的利用效率。”张宏科说。

媒体报道二:

张宏科:超前构建未来网络

2009年12月31日 09:19 科技日报

本报记者 韩士德

  ——人物档案——

张宏科

北京交通大学教授,博士生导师,下一代互联网互联设备国家工程实验室主任;高等学校电子信息科学与工程类教学指导委员会委员;电子学会理事;信息产业部科技发展“十一五”规划信息网络技术专家组成员;国家973计划“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”项目首席科学家。

多年来主要从事通信、计算机及信息网络科学等领域的理论和学术方面的研究,特别在有关新一代信息网络体系结构、关键理论、技术基础以及面临问题等方面有深入细致的研究。

在学术方面,先后撰写学术论文200余篇,分别发表在《中国科学》、《Chinese Science Bulletin》、《电子学报》、《通信学报》、《电子科学学刊》等国内外重要刊物和学术会议上,并成为该学科领域国内权威杂志的主要审稿人。

先后获得詹天佑科技进步奖(2001年)、茅以升科技进步奖(2003年), 2004年入选全国“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”, 2005年获得北京市科学技术进步一等奖(主持研制的BJTU IPv6 无线/移动路由器),2008 年获中国电子学会信息科学技术奖二等奖。

12月29日一早,记者在办公室门口“撞”到张宏科时,他正拿着一沓儿资料准备去开会,由于刚做完牙齿手术,张宏科说起话来有些费力。

谈到自己的成绩,张宏科没有流露出太多的喜悦:“项目通过鉴定,既是对过去成绩的肯定,又是对我的鞭策和鼓励。”记者眼前的张宏科也依然那么稳健、坚定。

超前!别人做IPv4,他做IPv6

“只有超前,才能赢得时间,先人一步取得科学的研究成果。超前是科技创新的制胜法宝!”张宏科说得铿锵有力,“一个科研人员应该在十几年前就了解掌握自己学科领域的发展趋势。”

目标锁定当时国内无人涉足的IPv6路由器IPv6路由器是下一代互联网的关键核心设备。早在2000年,张宏科就带领他的科研团队成功研制出了我国首台自主知识产权、技术性能达到世界先进水平的IPv6路由器。这台路由器的研制可说颇为传奇。

上世纪90年代末,互联网在我国迅猛发展,但路由器都是从国外进口。为掌握关键技术,我国启动了IPv4核心路由器的研制。在学校的大力支持下,张宏科也开始研制IPv4路由器。但最终,他做出来的不是IPv4,而是IPv6的路由器。

“别人已经做出来的成熟的东西,再去重复做研究已经没有任何实际意义。”张宏科说,1996年美国、日本就有了IPv6试验床。张宏科把自己的目标定在国内尚无人涉足的IPv6用户端接入路由器。

经过几年的努力,就在国家支持的项目IPv4路由器完成的时候,张宏科研制的IPv6路由器也诞生了,并通过技术转让获得了第一笔学校科研资助以外的项目收入。

“非典”期间,戴着口罩工作

2002年,张宏科带领的团队获得了国家863项目的资助。但不到一年,正在这个项目处于攻坚阶段的时候,北京交通大学就成了“非典”的重灾区。“戴着口罩工作,搬着椅子到室外开会,那时候张教授带着我们不到十个人,克服了非典时期的重重困难,仍天天坚持攻关。在他的带领下,非典期间项目就基本定型了。”当时还是再读研究生的郜帅对这段经历依然记忆犹新,如今他已是北京交通大学的讲师。

在这个863项目成果的基础上,张宏科带领团队又在短短两年内研制出了IPv6无线/移动路由器,成功地解决了传统网络地址资源紧缺、移动性与安全性差的难题。2005年,他的团队又完成了在工农业、军事、医疗、智能家居等领域有着广阔的应用前景的IPv6微型传感路由器。这种路由器能完成人与物、物与物之间的数据传输。

“任何科学研究都是为人类需求服务的,只不过生效的快慢不同而已。旧技术终将为新技术所替代,这是大势所趋。因此,做科研要有超前意识,等市场需求出现后再研究就晚了。”张宏科意味深长地说。

超前!从“一对一”到“一体化”

在张宏科眼里,科研没有捷径可走。掐指算来,张宏科开始网络基础研究这项工作也已经10年有余了。“十年磨一剑”,张宏科始终用一个词激励着自己,那就是“超前”。

“闭关”构建全新网络体系

2005年8月,美国自然科学基金委员会提出“全球网络环境革新GENI”项目,打算从根本上重新设计互联网,以克服现有互联网的缺陷,打造一个更适合于未来发展的“下一代网络”。可让这个信息强国万万没有想到的是,他们在提出这一构想的时候,远在大洋彼岸的中国科学家张宏科已于两年前开始了这方面的研究,并初步构思出了两层的新网络体系架构。实际上,沉浸在IPv4及IPv6技术的研究中的张宏科早就发现现有互联网存在一系列难以解决的严重弊端。“要从根本上解决这些问题,必须重新构思和设计新的网络体系结构。”

为尽快完善自己的“两层新网络体系架构”这一构想,张宏科带领科研小组进行了常人难以接受的“封闭式”研究。“那段时间,张教授带领科研小组彻底切断了和外界的无关联系,一心扑在了研究中,还专门针对新网络体系架构整理了大量的资料、构思机理和理论,分析和讨论也常常是不分昼夜,有时候彻夜不眠。”张宏科的助手、北交大电子信息工程学院教师苏伟回忆说。

张宏科的努力换回了沉甸甸的成果,并最终形成了较为完善的新网体系结构和理论。2006年8月,由于张宏科“超前”的准确把握,关于新一代网络的“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”经过了层层把关,成功被列入国家973项目之中。

“当看到欧盟2007年启动的新网络研究FIRE计划提出了‘两层’的网络体系时,张教授感到非常欣喜。因为这说明国际同行也赞同两层的网络架构,也证明了张教授构思的两层的新网络体系架构的超前性和正确性。”苏伟说。

将互联网、电信、广播电视“一网打尽”

“但是超前也并不是简单的标新立异,超前必须在科研工作中体现出来,具体来讲,就是你所做的工作必须有意义,越重大越好,能够满足国内外的需求,否则科学研究本身也就丧失了意义。”张宏科自豪地说,“大家都知道传统网络的弊端,但只有我们目前给出了解决问题的方法。”

原来,传统信息网络的原始设计思想是“一种网络”支持“一种主要服务”,即互联网、电信、广播电视采用不同的网络进行信息数据传输。这种模式不但导致基础设施重复建设,也无法适应未来网络服务的多样性要求。欧洲、日本、韩国进行的“三网合一”尝试,虽然实现了互联网、电信网、广播电视网的简单合并,但仍然难以突破传统网络的其他局限,无法适应未来网络发展的新需求。

面对这一世界课题,张宏科在国内外首次创建的“一体化可信网络与普适服务的新总体系结构模型”,使传统网络的各种问题得到了有效解决。多年来一直致力于网络基础研究的张宏科发现,电信网的交换机和互联网的路由器工作机理非常相似,而且各种网络体系结构都可以划分为两个大的层面。因此,他创造性地提出,全新网络的总体框架应该是两层结构体系,即基础设施层面和普适服务层面。

这种“一体化标识网络”不但能够实现多网的“一体化”,在一种网络上支持多种业务,而且可以大大提高网络的工作效率,简化网络的管理和维护,有效解决了传统体系中存在的安全、可控、可管及移动问题。

“截止到2009年1月,在全世界5000多个互联网标准中,只有12个是中国的,这也就意味着中国在互联网的知识产权方面基本上受制于外国,没有自己的话语权。而‘一体化可信网络与普适服务体系’一旦在中国乃至全世界范围内得到认可和推广,中国将成为该技术自主知识产权的拥有者。”张宏科指出,“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”之所以被列入973项目之中,正是因为它的基础性和原创性。

超前!源自扎实深厚的基础

“只要对过去的东西了解透了,就能够知道问题在哪、解决的方案是什么。也只有这样,才能始终做到超前。”在习惯了超前思维的张宏科看来,任何科研成果的取得都是一个“自然而然”的过程。谈到自己走过的路,张宏科说:“科研工作者必须敢于和自己领域中的佼佼者‘PK’。”

不了解过去,就无法做到超前

做到超前,必须要有雄厚的基础知识打底。在人们的印象里,张宏科永远都是这么自信。当然,这种自信也一定来自于扎实深厚的学术基础。他经常对学生说,自己之所以能够提出全新的网络框架体系,正是基于对传统网络的透彻研究。“过去的东西就是‘基础’。不了解过去,就无法做到超前,更不可能达到超越。好的科研工作者,首先应该基础知识牢固。”

他认为,虽然知识更新的速度不断加快,但今天自己之所以能够取得这样的成果,完全得益于学生时代打下的扎实理论基础。“上大学时,我的专业课就非常好,做到了理解到位、消化吸收。”牢固的理论基础使张宏科在学生时代就开始崭露头角:在研究生学习阶段,他已经开始在电子行业的一些学报上发表论文,并参与到自然科学基金项目的研究工作中。

找准方向是取得成果的关键

正是因为拥有了扎实的基础,张宏科在挑战困难时才充满了战胜一切的自信。作为学科带头人,他所面临的最大困难就是“找准科研方向”,这是一个科研团队能否顺利开展科研并取得成果的关键。而坚实的学科基础,使他带领着自己的科研团队,不断准确定位,在前沿、重大的科研项目中取得了丰硕的成果。

媒体报道三:

北京交通大学电子学院院长张宏科教授:新一代网络技术的开创者

 2013-4-10来源:中国高校之窗

张宏科,男,1957年9月出生于山西省,1988年获电子科技大学(原成都电讯工程学院)工学硕士学位;1992年获电子科技大学通信与电子系统专业博士学位;1993年为北方交通大学博士后研究人员;1994年博士后出站留校担任教学与科研工作至今。现为北京交通大学(原北方交通大学)电子信息工程学院院长,教授,博士生导师,高等学校电子信息科学与工程类教学指导委员会委员;国家自然科学基金委第十届信息科学部学科评审专家组成员;信息产业部科技发展“十一五”规划信息网络技术专家组成员。

2005年8月,美国自然科学基金委员会提出“全球网络环境研究GENI”项目,其意在从根本上重新设计互联网,以克服现有互联网的缺陷,打造一个更适合于未来发展的“下一代网络”。而当这个信息强国刚刚提出这一构想时,我校电子学院的张宏科教授已于两年前开始了这方面的研究,并在国内外首次创建了一体化网络与普适体系结构模型,形成了全新网络的总体框架。

2006年8月,关于新一代网络的“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”被列入国家“973”项目之中。张宏科将带领一支几十人的科研团队,完成这一领先于世界的科研工作。

没有知识产权就没有发言权

“美国一个大学的互联网地址比我们一个国家的都多”,谈到中国信息化的发展,张宏科认为,中国必须尽快发展新一代网络,才能摆脱信息发展受制于人的现状。

伴随着信息化步伐的加快,中国互联网处于高速扩张时期。截至2005年12月31日中国互联网信息中心统计,我国上网计算机数量达到4950万台,上网用户达到1.11亿人。然而,由于美国掌握传统互联网的核心,在互联网的地址的分配上,北美共分得了总IPv4地址的近70%,而中国仅得到3%。对于一个有着13亿人口的大国来说,地址分配的不均衡,严重制约了中国信息化发展的步伐,使中国始终无法在世界舞台中崭露头角。

没有知识产权,就没有发言权。要想摆脱这一困境,中国必须开发出一种拥有自主知识产权的全新网络。这一新网络体系与机理不但简单有效,而且能够克服现有网络的严重缺陷,适应未来发展趋势。只有这样,中国的信息发展才能真正伸展拳脚。

张宏科教授主持的“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”,即将给人们带来的就是这样一个全新网络。它能有效克服已有网络的严重不足,极大简化网络结构,提高网络工作效率,确保互联网的安全性和移动性。

传统信息网络的原始设计思想是一种网络支持一种主要服务,即互联网、电信、广播电视采用不同的网络进行信息数据传输。这种“多种网络支持多种服务”的模式,不但导致基础设施重复建设,也无法适应未来网络服务的多样性要求。因此,世界上多个国家对此进行研究,寻找突破途径。欧洲、日本、韩国进行的“三网合一”尝试,虽然实现了互联网、电信网、广播电视网的简单合并,但这种在对现有某一种网络基础上进行修补而实现的“合一”的思想,难以突破传统网络的其他局限,适应未来的发展需求。

面对这一世界课题,张宏科在国内外首次创建的“一体化可信网络与普适服务的新总体系结构模型”,使传统网络的各种问题得到有效解决。多年来,张宏科教授一直致力于网络基础研究。他发现,电信网的交换机和互联网的路由器工作机理非常相似,而且各种网络体系结构都可以划分为两个大的层面。因此,他创造性地提出,全新网络的总体框架应该是两层结构体系。这不但能够实现多网的“一体化”,在一种网络上支持多种业务,而且可以大大提高网络的工作效率,简化网络的管理和维护,有效解决传统体系中存在的安全、可控、可管及移动问题。

“如果新网络投入使用,人们只需一种网络,就可以随时随地上网、打电话、看电视,而且安全性可以得到保障”,然而张宏科认为,新一代网络的意义并不仅止于此,他指出,“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”之所以被列入“973”项目之中,是因为它的基础性和原创性。目前在全世界四千多个互联网标准中,只有两个是中国的,因此中国在互联网的使用过程中必须缴纳高昂的专利费。而“一体化可信网络与普适服务体系”一旦在中国乃至全世界范围内得到认可和推广,中国将成为该技术自主知识产权的拥有者。

众所周知,拥有知识产权的高新技术是一个国家综合国力的标志。在现代经济竞争中,关键利润的来源莫过于知识产权。在国家中长期科学和技术发展规划中,中央曾明确提出要以科学发展观统领我国经济发展的全局,提高自主创新能力,把增强自主创新能力作为科学技术发展的战略基点和调整产业结构的中心环节。

2005年3月28日,温家宝总理在全国科技奖励大会上指出,真正的核心技术是钱买不来的。只有拥有强大的科技创新能力和自主知识产权,才能提高我国的国际竞争力,享有受人尊重的国际地位和尊严。张宏科正在践行这一切,他所进行的研究工作和开创的新一代网络,必将带来国际信息产业竞争格局的巨大变化,中国信息强国梦想的实现将指日可待……

“超前”的理念

“填补国内外空白”、“达到国际领先水平”……在对张宏科学术成果的评价中,我们不难听到这样的评价。2000年,张宏科带领团队研制出了中国首台拥有自主知识产权、技术性能达到世界先进水平的IPv6路由器。中国科学院院士陈俊亮、沈昌祥等11位专家组成的鉴定委员会在鉴定书上写道:这一网络技术“攻克了关键的新一代网络的路由技术和安全技术,具有自主知识产权,填补了国内外在这一领域的空白,达到国际领先水平”。

在学术上,张宏科有着许多骄人的成果。他先后撰写学术论文100余篇,分别发表在《中国科学》、《ChineseScienceBulletin》、《电子学报》、《通信学报》、《电子科学学刊》等国内外重要刊物和学术会议上,并成为通信、计算机及信息网络科学等领域国内权威杂志的主要审稿人。而在新一代信息网络体系结构、关键理论、技术基础及面临问题等方面的研究,他的地位更是无可替代。

谈到这些成绩,张宏科指出,科学研究没有捷径,必须“十年磨一剑”。也许在有些人看来,“十年磨一剑”意味着不懈的追求和执著的探索。而对一个科研工作者而言,张宏科认为,这代表着一种“超前的意识”。只有超前,才能赢得时间,先人一步取得科学的研究成果。“超前”是科技创新的“制胜法宝”。

“一个科研人员应该在十几年前就了解掌握自己学科领域的发展趋势”,2004年,张宏科带领团队研制出的IPv6无线/移动路由器,就已经成功地解决了传统网络地址资源紧缺、移动性与安全性差的难题。而这些成果又为今天新一代互联网的研究打下了坚实的基础。曾经的“超前”成为今天的“基础”——张宏科在科学研究的领域中永远用“超前”激励着自己。

然而,“超前”并不意味着简单的求新求异。在张宏科看来,“超前”有着更深刻的涵义,“科研必须有意义,越重大越好,能够满足国内外的需求,否则科学研究本身也就丧失了意义。”作为“973”项目的“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”,在申请立项过程中,经过了层层把关。而衡量它能否立项的一个重要标准,就是是否符合“国家重大需求”。成功的立项,无疑映证了张宏科对“超前”的准确把握。

“其实最具有前沿性的研究,大家都比较容易了解到,但关键是有没有能力解决问题”,在张宏科的头脑中,“超前”还代表着解决问题的能力。在国内外,“新一代网络研究”并不是一个全新的课题。早在2002年,日本的NTT公司就制定了下一代网络与网络结构发展计划。而我国在十五期间就启动了一系列与新一代信息网络基础理论或技术相关的科研工作。“大家都知道传统网络的弊端,但只有我们目前给出了解决问题的方法”,张宏科在新一代网络研究中不可撼动的地位,正是因为他创造性地提出了全新网络的体系结构模式,有效地解决了网络研究中的重大难题。

然而,新一代网络研究仅仅是张宏科教授众多研究课题中的一个。作为电子学院下一代互联网研究中心的学科带头人,张宏科教授每年都需要组织新的课题研究。“每一个新课题都必须是有用的新东西”,在张宏科的科研生涯中,“超前”这个词汇将激励着他推出更多令人瞩目的成果。

“敢于PK”的科研自信

在北京交通大学“973”项目研讨会上,张宏科在谈到自己的科研经验时曾经说,科研工作者要敢于和自己领域中的佼佼者“PK”。从这简单的一句话中,人们不难感受到张宏科的自信。

张宏科的自信,来自于扎实深厚的学术基础。在他看来,任何科研成果的取得都是一个“自然而然”的过程。“只要对过去的东西了解透了,就能够知道问题在哪、解决的方案是什么”,他指出,自己之所以能够提出全新的网络框架体系,正是基于自己对传统网络的透彻研究。他说,“过去的东西就是‘基础’。不了解过去,就无法做到超前,更不可能达到超越。”

而在他的头脑中,最不容忽视的是基础知识的积累。“好的科研工作者,首先应该基础知识好”,他认为,虽然知识更新的速度不断加快,但今天自己之所以能够取得这样的成果,完全得益于学生时代打下的扎实理论基础,“上大学时,我的专业课非常好,做到了理解到位、消化吸收”。牢固的理论基础使张宏科在学生时代就开始崭露头角。在研究生学习阶段,他开始在电子学报上发表论文,并参与到自然科学基金项目的研究工作中去。

谈到自己如何打下如此扎实的基础时,张宏科坦言,“秘诀”在于自己喜欢探究事物的“来龙去脉”。学生时代,张宏科就养成了热爱思考的习惯。对于任何公式原理,他总是要弄明白“来龙去脉”才肯罢休。而对于老师的讲解,他也总是带着批判的精神进行思考。“虽然一些学生成绩优秀,但他们的学习只停留在应付考试。他们掌握公式原理,用来答对试题,而不肯花功夫搞清原理公式产生和发生的条件。在未来的科学研究中,一旦条件发生改变,他们所掌握的原理公式就无法使用了”,让张宏科感到自豪的是,探究的精神使自己掌握了最可靠的原理和知识。

正是凭借着扎实的基础,张宏科有着一种挑战困难的自信。作为学科带头人,他所面临的最大困难就是“找准科研方向”,这是一个科研团队能否顺利开展科研并取得成果的关键。而坚实的学科基础,使他带领着自己的科研团队,不断准确定位,在前沿、重大的科研项目中取得了丰硕的成果。近年来,他承担了“863”重大项目、自然科学基金项目、国家攻关项目等国家级科研项目。丰硕的成果展示了他在科研定位方面的敏锐洞察力。

在人们眼中,张宏科总是在忙碌着。在负责新一代网络基础研究的同时,他还同时担任了其他几个科研项目的研究工作。然而,在面对繁重的科研工作时,他却有着一种难得的从容和自如。虽然,科学研究是“没有止境的”,但凭借着坚实的基础,人们相信,张宏科将在自己的科研道路上越走越远。

论著及成果

在学术方面,先后撰写学术论文300余篇,分别发表在《中国科学》、《ChineseScienceBulletin》、《电子学报》、《通信学报》、《电子科学学刊》等国内外重要刊物和学术会议上,并成为该学科领域国内权威杂志的主要审稿人。多年来主要从事通信、计算机及信息网络科学等领域的理论和学术方面的研究,特别在有关新一代信息网络体系结构、关键理论、技术基础以及面临问题等方面有深入细致的研究,撰写了《信息高速公路》(人民邮电出版社,1995.5)、“金字”工程丛书《信息高速网络》(电子工业出版社,1996.1)、《ATM网络技术》(电子工业出版社,1996.9)、《ATM网络互联原理与工程》( 清华大学 出版社,1997.4)、《IP路由原理与技术》( 清华大学 出版社,2000.10)、《路由器原理与技术》(国防工业出版社,2003.1和2005.4)、《网络处理器原理与技术》(北京邮电大学出版社,2004.11)和《IPv6路由协议栈原理与技术》(北京邮电大学出版社,2006.7)等理论与技术书籍。

近年来,承担多项国家863重大项目、国家自然科学基金项目、国家攻关项目等国家级科研项目,取得了一系列重要的科研成果,包括:①IPv6路由器(2000年,国内第一台,已转给企业产业化5年);②IPv6无线/移动路由器(2004年8月通过科技成果鉴定,被认为“填补国内空白,达到国际先进水平”,2005年6月获得国家重点新产品证书,并获得北京市科技进步一等奖);③IPv6微型传感路由器(2005年12月通过科技成果鉴定,被认为“填补国内空白,整体达到国际先进水平,部分技术达到国际领先水平”)。上述成果在产业化后的经济效益已达7000余万元。

目前作为首席科学家正在主持国家“973”项目“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”。

先后获得2001年度詹天佑科技进步奖、2003年度茅以升科技进步奖,2004年入选全国“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”,2005年获得北京市科学技术进步一等奖(主持研制的BJTUIPv6无线/移动路由器)。

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