“種子基金”，助我播種ＡＰＰＬＥ

項(xiàng)目背景：為穩(wěn)定地支持信息領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)的前沿性探索，鼓勵(lì)具有創(chuàng)新能力的人才和群體，微軟亞洲研究院設(shè)立創(chuàng)新研究基金?；鹳Y助對(duì)象為以優(yōu)秀科學(xué)家為學(xué)術(shù)帶頭人、中青年科學(xué)家為骨干的研究群體，他們圍繞某一重要研究方向提出項(xiàng)目計(jì)劃書，研究院提供相應(yīng)的支持，并指定研究員與高校教師聯(lián)合開展項(xiàng)目工作。微軟創(chuàng)新研究基金設(shè)立以來，已經(jīng)支持上百個(gè)項(xiàng)目，涉及近40所高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)。

了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問以下網(wǎng)站：http://research.microsoft.com/asia/ur/InnoFund.aspx

2008年6月18日，我們?cè)诖筮B開會(huì)，實(shí)驗(yàn)室P2P組的博士生姚宏說大家一致建議搞個(gè)組里的文化衫，并且，要把組里幾年來的工作都銘刻在這件文化衫上，如前胸布滿我們成功或者失敗開發(fā)的系統(tǒng)的名字，后面寫上“P2P@CGCLSCTS(注：注：華中科技大學(xué)集群與網(wǎng)格計(jì)算湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨服務(wù)計(jì)算技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)稱)，Since 2003”。聽完后，我感慨萬千，是啊，若在文化衫的前面印上一個(gè)個(gè)鮮紅誘人的“蘋果”，再加上黑黃搭配的PKTown等等，那該是多么的炫酷與意義非凡啊！回想P2P組的發(fā)展歷程，這幾年大家在一起經(jīng)歷的酸甜苦辣，我們從初識(shí)“種子基金”到與其結(jié)下不解之緣，這一切仿佛又不斷浮現(xiàn)在眼前……

結(jié)緣“種子基金”

實(shí)驗(yàn)室的研究工作涵蓋了計(jì)算系統(tǒng)虛擬化、網(wǎng)格計(jì)算、對(duì)等計(jì)算、系統(tǒng)安全等四個(gè)方向。其中，對(duì)等計(jì)算研究方向是在2003年的實(shí)驗(yàn)室暑期工作會(huì)議（自20001年起，每年7、8月間召開一次實(shí)驗(yàn)室全體師生參加的創(chuàng)新項(xiàng)目研討與工作總結(jié)會(huì)）上正式確立的，而其發(fā)展興起卻要從AnySee和APPLE說起。這項(xiàng)被譽(yù)為“種子基金”的微軟亞洲研究院創(chuàng)新研究基金，從播種那天起，就承載了大量研究者的期望。而我們與它的結(jié)緣，要追溯到2004年。那年，我還是一名博士研究生，隨導(dǎo)師金海教授一起去清華大學(xué)參加一個(gè)項(xiàng)目申報(bào)討論會(huì)。會(huì)議討論的主題是對(duì)等計(jì)算及廣域網(wǎng)虛擬平臺(tái)，這是一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金委與微軟亞洲研究院聯(lián)合資助的重點(diǎn)項(xiàng)目，也是國(guó)家層面部署在對(duì)等計(jì)算領(lǐng)域較高級(jí)別的一個(gè)研究類課題。會(huì)上，我們有幸結(jié)識(shí)了時(shí)任微軟亞洲研究院系統(tǒng)研究組主任研究員的張崢博士（現(xiàn)為微軟亞洲研究院副院長(zhǎng)）。在這之前，我們P2P組的同學(xué)們利用一個(gè)暑期的時(shí)間開發(fā)了一個(gè)對(duì)等直播流媒體系統(tǒng)AnySee，它在校園網(wǎng)里支持了幾個(gè)大的賽事直播。我們的團(tuán)隊(duì)年輕且富有研究的激情，我們的研究方向圍繞當(dāng)前的最新熱點(diǎn)，這與“專門支持以優(yōu)秀優(yōu)秀科學(xué)家為學(xué)術(shù)帶頭人、中青年科學(xué)家為骨干，圍繞某一重要研究方向進(jìn)行基礎(chǔ)研究或應(yīng)用基礎(chǔ)研究的研究群體”的“微軟亞洲研究院創(chuàng)新研究基金”的要求十分吻合。因此，憑借著“AnySee”這個(gè)項(xiàng)目，我們研究團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)取到了微軟亞洲研究院創(chuàng)新研究基金的支持。事實(shí)上，正是以這個(gè)“對(duì)各項(xiàng)目實(shí)施特別、專門的支持，提供研究員輔助指導(dǎo)、資金設(shè)備等人力、物力的資源”基金計(jì)劃的支持為契機(jī)，我們實(shí)驗(yàn)室的對(duì)等計(jì)算研究小組得以逐步發(fā)展壯大。

拓源引水，吾家APPLE初長(zhǎng)成

在我們的第一個(gè)對(duì)等直播系統(tǒng)AnySee開發(fā)并使用了半年后，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的E-Learning系統(tǒng)大多數(shù)是一種信息傳輸?shù)哪Ｊ剑撃Ｊ街荒軐?duì)提出請(qǐng)求的學(xué)生提供基于WEB的靜態(tài)內(nèi)容。這樣，不僅老師和學(xué)生之間就缺少了交互，而且學(xué)生之間也不能交流學(xué)習(xí)心得。另外，一方面，由于E-Learning內(nèi)容服務(wù)器的局限性，學(xué)生們常常得不到所需要的動(dòng)態(tài)資源或?qū)崟r(shí)資源；另一方面，由于缺少全局教育資源視圖，學(xué)生們很難找到他們所需要的資源。于是我們大膽采用了P2P的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來構(gòu)造媒體、音頻以及白板數(shù)據(jù)的大規(guī)模分發(fā)，并加入了節(jié)點(diǎn)交互機(jī)制。這種結(jié)合了P2P技術(shù)與網(wǎng)格技術(shù)的全新E-learning系統(tǒng)既很好地滿足了低成本的動(dòng)態(tài)知識(shí)交流，又能盡可能訪問現(xiàn)存教學(xué)資源并快速定位。我們的項(xiàng)目基于微軟的Microsoft.NET框架作了基本實(shí)現(xiàn)，利用P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在Internet上實(shí)時(shí)課堂的直播，使得在同一時(shí)間不同地方的學(xué)生可以同時(shí)參與一個(gè)課堂的教學(xué)后，同時(shí)利用WSRF.NET來創(chuàng)建其網(wǎng)格服務(wù)，借此來提供用戶統(tǒng)一的資源視圖，達(dá)到整合學(xué)習(xí)資源的目的。

這就是APLLE系統(tǒng)，即“A Novel P2P based E-learning Environment”的簡(jiǎn)稱。在資助我們的同時(shí)，微軟亞洲研究院還通過其巨大的國(guó)際影響力與學(xué)術(shù)地位為我們的項(xiàng)目爭(zhēng)取更多的資助；另外，微軟亞洲研究院的相關(guān)資深研究員們還多次與我們進(jìn)行誠(chéng)懇的交流，給予我們關(guān)于研究熱點(diǎn)及重點(diǎn)上的指導(dǎo)和幫助；并熱情地邀請(qǐng)我們的學(xué)生赴京參觀實(shí)習(xí)，與我們共同培養(yǎng)人才。在微軟亞洲研究院的幫助下，我們的研究隊(duì)伍不斷壯大，研究水平也不斷提高。

APPLE熟了，孩子大了

“APPLE”的出現(xiàn)，解決了一些面向系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的問題，比如網(wǎng)絡(luò)學(xué)校中的在線考試、在線作業(yè)批改、課后問題解答等都成為了可能。該平臺(tái)的誕生對(duì)當(dāng)今“知識(shí)就是引擎”的社會(huì)無疑是一個(gè)極大的喜訊。我們期待著這顆承載著希望的蘋果越成長(zhǎng)越豐碩，讓每一個(gè)處于信息時(shí)代的人都品嘗到它的香甜。

在“APPLE”成熟的同時(shí)，我們也欣慰地看到了我們“孩子”的長(zhǎng)大：由我們和微軟亞洲研究院聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生程斌在系統(tǒng)領(lǐng)域的頂級(jí)國(guó)際會(huì)議ACM Eurosys（2008）上發(fā)表了《Towards Cinematic Internet Video-on-Demand》一文，這是我校有史以來第一次在此會(huì)議上發(fā)表論文；另外，他還在《ACM Transactions on Multimedia Computing， Communications and Applications》、NOSSDAV2008 等重要的國(guó)際雜志和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表了數(shù)篇優(yōu)秀論文。同在微軟亞洲研究院實(shí)習(xí)過的尹佐寧也在“IEEE International Region 10 Conference”、“第六屆分布式計(jì)算國(guó)際研討會(huì)”、“第11屆亞太區(qū)通信會(huì)議”等會(huì)議上發(fā)表了數(shù)篇論文。參與項(xiàng)目的尹佐寧、張超、袁泉、劉三民等人也收到了Texas AM University等高校的錄取通知書進(jìn)行進(jìn)一步的深造。這幾年來，我們的學(xué)術(shù)隊(duì)伍不斷壯大，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了十余名博士研究生和二十余名碩士研究生的規(guī)模。

一路高歌，百花齊放

我們這個(gè)積極奮進(jìn)的研究團(tuán)體夜以繼日地努力，除開發(fā)了對(duì)等直播系統(tǒng)AnySee、對(duì)等遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)APLLE外，我們還開發(fā)出了對(duì)等高性能計(jì)算平臺(tái)P2HP、對(duì)等點(diǎn)播系統(tǒng)Gridcast、對(duì)等游戲平臺(tái)PKTown、對(duì)等無線媒體系統(tǒng)MoSee、對(duì)等VoIP系統(tǒng)CutePhone、對(duì)等平臺(tái)Ripple等。一路走來，讓我們倍感這些成果的來之不易，同時(shí)我們也深深地體會(huì)到了微軟亞洲研究院發(fā)揮其平臺(tái)作用為中國(guó)高校作出的巨大努力。

2006年，組里的幾個(gè)新系統(tǒng)同時(shí)上線，包括了GridCast的新版本和PKTown的第一個(gè)版本?；赑2P模式提供媒體點(diǎn)播服務(wù)的Gridcast系統(tǒng)生不逢時(shí)，沒有足夠帶寬、足夠穩(wěn)定部署環(huán)境的支持，以及在遍布BT的教育網(wǎng)，該系統(tǒng)注定不會(huì)獲得大量用戶的立即喜愛。因?yàn)椋诮逃W(wǎng)下載一部電影只是幾分鐘的事情。但是，我們也驚奇的發(fā)展，系統(tǒng)在線用戶一度突破了800多人。由此，我們收集了許多日志數(shù)據(jù)，但是如何改善系統(tǒng)性能？如何發(fā)掘出一些典型性的規(guī)律？在這最關(guān)鍵的時(shí)刻，微軟亞洲研究院的張崢博士給予了我們大量的幫助。博士生程斌帶著許多想法、日志去了微軟亞洲研究院，在張崢博士及Lex Stein博士那里獲得了許多幫助與解決問題的靈感。

PKTown系統(tǒng)則是另外一個(gè)故事。仔細(xì)調(diào)研了現(xiàn)有包括浩方等游戲平臺(tái)的問題后，同學(xué)們提出了基于P2P技術(shù)來構(gòu)架一個(gè)新的游戲平臺(tái)的想法。經(jīng)過多次驗(yàn)證、分析，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可行的。從2007年5月開始，該系統(tǒng)的在線人數(shù)一路攀升，如今每天人數(shù)波動(dòng)都在幾百到1500之間。PKTown能夠得到這樣的肯定，其決定性的因素在于它設(shè)計(jì)了一套延遲敏感的聚集算法，俗語即是“游戲玩家的撮合率高”，能使那些具有較小延遲的玩家自動(dòng)聚集。2007年，我們的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向P2P平臺(tái)，嘗試設(shè)計(jì)一種對(duì)上面應(yīng)用可控可管且可提供拓?fù)湓O(shè)計(jì)支持的底層公用平臺(tái)，它能夠減小每一種應(yīng)用對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的采樣壓力，簡(jiǎn)化每一種應(yīng)用的開發(fā)流程，提高系統(tǒng)對(duì)不同應(yīng)用中的用戶節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控與管理能力。這個(gè)美好的愿望，取名為Ripple。Ripple已經(jīng)于2008年初開發(fā)完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的原型系統(tǒng)，可以支持幾種典型應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)初衷。

在我們沿著P2P的技術(shù)路線前行的時(shí)候，微軟亞洲研究院多次給予了無私的幫助。為了擴(kuò)展Gridcast系統(tǒng)的使用規(guī)模，實(shí)驗(yàn)室又獲得了微軟亞洲研究院新的項(xiàng)目支持，此項(xiàng)目的宗旨是把Gridcast做到國(guó)家精品課程共享系統(tǒng)中去。經(jīng)過努力，目前一個(gè)基本的系統(tǒng)已經(jīng)完成了。

幾年來，微軟亞洲研究院給予了我們多個(gè)項(xiàng)目的支持，使得我們有精力去實(shí)現(xiàn)一些具體的系統(tǒng)、關(guān)鍵的算法。并在微軟亞洲研究院多位資深研究員悉心指導(dǎo)下，我們發(fā)表了一系列高水平論文。事實(shí)上，在“創(chuàng)新研究基金計(jì)劃”下，微軟亞洲研究院支持了國(guó)內(nèi)很多高校擁有創(chuàng)新性想法的項(xiàng)目，從資金、技術(shù)指導(dǎo)、人才培養(yǎng)等方面為項(xiàng)目的啟動(dòng)創(chuàng)造了良好的氛圍，為其逐步發(fā)展壯大起到了巨大的推動(dòng)作用。作為該計(jì)劃的受益者之一，我覺得這種支持應(yīng)不斷持續(xù)下去，為中國(guó)的高校搭建一條通往國(guó)際研究高峰的成功之路。