——记欧洲信息与数学研究会ERCIM Alain Bensoussan学者、西安交通大学计算机系副系主任胡成臣

本刊记者 杜月娇

1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生；1969年，美国高级研究计划署组织研制出第一个远程计算机网络ARPANET。网络的出现比计算机整整晚了23年。然而，在此后的近半个世纪里，互联网经历了超乎想象的高速发展，从宽带网络走进千家万户到移动互联网的蓬勃兴起，再到如今的“互联网+”，网络所扮演的角色愈发不可替代。伴着时代的凯歌，胡成臣正一步步成长为计算机网络通信系统领域的青年翘楚。

初出茅庐，参与研发我国首枚网络处理器

1999年，胡成臣18岁，梦想着成为建筑师，由于高考的机缘巧合让他进入西北工业大学自动化系学习，开始接触IT领域的知识。“大学生活很丰富，那么多的社团，那么多的新鲜知识，原来自己有如此多不知道的东西”，于是他开始穿插于学习、竞赛、社会工作和文体活动之间，尽管辛苦但是无比充实。后来，面临专业分流，对计算机网络感兴趣的胡成臣最终选择了“网络安全”这个新专业。毕业那年，全国有7个本科毕业生从外校保送至清华大学本部计算机系直接攻读博士学位，胡成臣的名字赫然出现在了名单之上。

博士期间，胡成臣的研究是一番别开的景象。在导师刘斌教授的带领下，他有幸作为第4完成人参与了中国首枚网络处理器芯片原型的设计研发工作。“那是从2003年开始，当时有二三十人参与了研发，我作为两个学生组长之一往前推进了相当部分的工作”。什么是网络处理器？根据国际网络处理器会议的定义：网络处理器是一种可编程器件，它特定的应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚、防火墙、QoS等。“网络处理器之于网络设备，相当于CPU之于计算机”，胡成臣解释道。

在此之前，国内还从未有过网络处理器，“我们之前有网络大型设备系统的设计研发经验，就想能不能在网络处理器上有所突破？”在前辈积累的基础上，胡成臣在团队里刻苦钻研，终于坚持到了成功。2015年年底，我国首枚网络处理器芯片原型亮相于众。它的问世无疑具有跨时代的意义，因为这是一枚贴有我国自主研发标签的网络处理器，其鉴定意见为“整体技术国内领先，部分关键技术居于国际先进水平”。

入木三分，自主设计软件定义网络

胡成臣的工作经历就像他脑海中的各种想法一样丰富而多彩。他先后在上海高智科技公司、Intel中国研究院实习，后又赴美国西北大学做访问学者。2008年，见识过外面世界精彩的胡成臣回到清华取得博士学位，并荣获了清华大学优秀博士毕业生称号和优秀博士论文。毕业后，他先在清华大学任助理研究员，后在2010年平安夜加入了西安交通大学，此后他又入选微软Star-track学者和欧洲信息与数学研究会ERCIM Alain Bensoussan学者，在微软亚洲研究院和挪威科技大学分别进行了半年和1年的学术访问。

几段经历下来，胡成臣的收获颇多，其中最直接的便是影响了他此后的研究思路。“不光做理论，我还希望能够实现应用，若理论真能反馈到生活，促进生产力发展，就会更有成就感。”胡成臣的研究可以说是结合了理论和应用两个方面，他常常会从应用中找问题，发现一些亟待解决的瓶颈技术点，再从理论上寻求突破，从而解决问题。然而，这绝不仅是简单的纸上谈兵，“最关键的是最后要建立出一个真正的系统。”

全可编程软件定义网络交换机（ONetSwitch）就是胡成臣在该思想驱动下取得的一项重大突破。后来，他所在的西安交通大学团队作为包括斯坦福大学、伯克利大学、麻省理工学院在内的11所院校团队之一，受邀在Xilinx 30周年庆典上展现ONetSwitch的研究成果。

说起软件定义网络的研发背景，还要追溯到计算机刚刚投入商业使用的时期。胡成臣讲述了一个有趣的现象，“那时如果银行需要做数据库应用，IBM就会卖给他一台机器，做web应用，又会卖一台机器，也就是说每做一个应用就会卖一台机器，这在现在看来，是件很可笑的事情，因为只需要一台计算机，装若干软件不就可以了？”

然而，网络就和几十年的计算机一样，组成网络的路由器、交换机、防火墙等都是一个个封闭的设备，因此“在设备上做功能的改造是不可能的”。于是，斯坦福大学在2006年最早提出了“软件定义网络”概念。简单来说，如果将网络中所有的网络设备视为被管理的资源，那么参考操作系统的原理，可以抽象出一个网络操作系统的概念。基于网络操作系统平台，用户可以开发各种应用程序，通过软件来定义逻辑上的网络拓扑，以满足对网络资源的不同需求，而无需关心底层网络的物理拓扑结构。

2011年起，胡成臣带领团队开始对软件定义网络展开攻关，功夫不负有心人，他们最终设计并完成原型实现的软件定义网络交换机——ONetSwitch。“这是我们自主研发的交换机原型，软件和硬件都开发出来了，现在供应给学术界和工业界的研究所使用，他们可以基于我们这套设备设计新网络、验证新功能”，话语间胡成臣洋溢起欣慰的笑容。更为自豪的是，斯坦福大学所提出的软件定义网络只是在控制器以上的层次上进行了开放，而胡成臣所构建的系统则在交换机的数据平面上也做了开放。

ONetSwitch目前已在美国的kickstarter上众筹成功。在其设计开源后，由于其高度灵活性，得到了国际上多个大学和研究机构的关注，推出不到两年的时间就在美国、欧洲和中国部署了400多台，可帮助高校和研究所快速地验证网络系统的设计。目前ONetSwitch的使用单位包括美国西北大学、德国慕尼黑工业大学、清华大学、华为2012实验和国家电网等。“未来，我们计划将ONetSwitch验证平台做到云端，并把不同国家和单位的设备互联共通起来，建立起一个全球范围内的实验性网络”，胡成臣没有止步于眼前的成功，而是希望将ONetSwitch再向前推进一步，想法正在构思中。

任重道远，未来路在脚下

2016年，是胡成臣加盟西安交通大学第6个年头了。他和夫人都来自江南，可他却拒绝了清华大学和家乡杭州浙江大学的offer，最终选择西行陕西，胡成臣的理由很简单，“年轻的时候选择做些事情”。在西交大，他依托于计算机系统结构与网络研究所和智能网络与网络安全教育部重点实验室展开工作，那里有他需要的先进设备，更重要的是学校为年轻人提供了宽松的科研环境，“西交大的科研环境非常好，有很大的自主权可以选择自己研究的方向”。多年来，他承担和参与国家级重点项目多项，累计发表或录用论文70余篇，入选教育部“新世纪人才计划”，获HotData 2014最佳论文奖、2014中国互联网学术年会优秀论文奖等多个奖项。

目前，胡成臣的研究主要聚焦在软件定义网络和网络流量大数据实时分析。“以前的大数据处理模型和框架是针对离线的数据进行分析处理，我们现在提出了一个在线处理框架”，2016年1月份，《IEEE Networks》对他们已取得的研究成果做了相关介绍。

曾经有数份来自企业待遇相当优厚的工作机会摆在胡成臣的面前，他也曾心动，但想想自己的理想，还是选择了继续坚持做下去，“做科研最重要的一点是坚持，不仅要耐得住寂寞，还得经得起诱惑；其次还要打开眼界，站在一个国际的视角做研究，注重和国际、国内同行的交流，不能整天在实验室里闭门造车和应付考核指标”。胡成臣很清楚未来该走向何方，也看到脚下实实在在的路，他会坚定不移的一直走下去，志在创造出更多具有国际影响的新成果。