幾經(jīng)波折，我們終于有幸采訪到了近八十歲的舒老師。

• 舒炎泰老師是中國核領(lǐng)域計算機應用學術(shù)帶頭人，擔任多個核聚變實驗裝置計算機測控總體、中國較早開展互聯(lián)網(wǎng)研究的學者；曾任天津大學主管科研副校長。

• 1981年，舒老師作為教育部公派訪問學者在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)源地UCLA進行互聯(lián)網(wǎng)研究，此后幾十年一直與UCLA保持密切的科研合作關(guān)系。1984年，舒老師回國，此后參與建設了研究所導線局域網(wǎng)、研究所光纖局域網(wǎng)以及天津大學校園網(wǎng)并接入國際互聯(lián)網(wǎng)。

• 科研方面，舒老師長期從事計算機網(wǎng)絡（含多媒體業(yè)務傳輸）性能QoS研究，包括下一代/未來互聯(lián)網(wǎng)、無線Ad Hoc網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、DTN網(wǎng)絡、車載網(wǎng)絡、水下網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡建模、仿真與實驗研究，主要研究方向為計算機網(wǎng)絡與分布計算、實時計算機應用、計算機集成制造系統(tǒng)，其工作涉及從物理層、鏈路層、路由層、傳輸層到應用層的各層以及跨層TCP有關(guān)的研究。

以下內(nèi)容由LiveVideoStack與舒炎泰的采訪整理而成。

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LiveVideoStack：您近50年來的研究路徑是什么樣的，可以與我們分享嗎？

舒炎泰：我近50年來在研究所和大學主要承擔國家的各種項目，與同事一起帶研究生從事基礎(chǔ)研究和應用基礎(chǔ)研究，承擔的國家重大科學工程研發(fā)項目和國家863計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)應用示范工程項目都很成功。

可惜，大多數(shù)研究成果和軟件系統(tǒng)在驗收鑒定報獎后都沒有轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，示范應用我們軟件系統(tǒng)的企業(yè)只有使用和運行的能力，沒有市場推廣的能力。而我們又要帶著新學生做新的科研項目，也沒有時間和精力做市場推廣的工作。

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LiveVideoStack：您最近比較關(guān)注的技術(shù)/研究有哪些？

舒炎泰：我最近關(guān)注兩個方向：一個是對于一般應用，可以用手機取代臺式機與筆記本電腦。現(xiàn)在網(wǎng)絡有幾個特點：一是手機上網(wǎng)越來越多；二是通過無線上網(wǎng)越來越多；三是業(yè)務中多媒體業(yè)務，特別是實時多媒體業(yè)務越來越多。

另一個關(guān)注點是人機物 CPH (Cyber–Physics–Human)：物聯(lián)網(wǎng) IoT即信息物理系統(tǒng) CPS 的發(fā)展趨勢應該是：人機物系統(tǒng)CPH=信息-物理-人，CPH 即電腦的智能與人腦的智能相結(jié)合。

LiveVideoStack：如果要給網(wǎng)絡傳輸初學者推薦一本必讀書目，您會推薦哪一本？

舒炎泰：對于初學者，我建議先讀讀?James F. Kurose & Keith W. Ross 編寫的“計算機網(wǎng)絡：自頂向下方法 (Computer Networking: A Top-Down Approach)”?這本書（本書有中文翻譯本），主要閱讀書中關(guān)于傳輸層的那些章節(jié)。

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LiveVideoStack：您有過與工業(yè)界合作促成某項技術(shù)、產(chǎn)品落地的經(jīng)歷嗎，可以和我們聊聊嗎？

舒炎泰：這里我想具體談一下大學和研究所與工業(yè)界合作做產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的問題。

我在大學和研究所工作50多年，主要是從事教學和科研工作，還擔任過天津大學主管科研的副校長。我看到過許多大學和研究所與工業(yè)界合作進行科研成果產(chǎn)業(yè)化的例子：成功的例子有，但是比較少；大多數(shù)都是不成功的例子。

大學和研究所的特點是教授和研究員要帶著學生做研究，科研工作多數(shù)都是帶著學生做的，有博士生，也有碩士生，有時也有本科生。而且要做出成果，要創(chuàng)新。學生呢，要發(fā)論文，要畢業(yè)。所以，大學和研究所做研究、做創(chuàng)新沒有問題，但是要做研發(fā)，特別是產(chǎn)業(yè)化，就比較困難了。

首先，大學產(chǎn)業(yè)化方面的能力比較差；其次，帶著學生做產(chǎn)業(yè)化，學生怎么畢業(yè)呢？怎么發(fā)論文呢？對吧。

碩士生還好點兒，博士生就沒辦法去做這種產(chǎn)業(yè)化的事情了。

所以，學校要想把一個研究成果搞成產(chǎn)業(yè)化，那只能是教授出來辦公司，然后利用公司機制，雇一些人專門來做。但是，辦公司并不是多數(shù)教授擅長的，教授辦公司成功的也不是太多。我也看到了很多教授希望把研究成果產(chǎn)業(yè)化，但是在產(chǎn)業(yè)化的過程中往往會遇到種種困難。

工業(yè)界也有問題，特別是我們的工業(yè)界，很多企業(yè)的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化能力不夠，就希望學校能夠把科研成果進一步做成產(chǎn)品，企業(yè)只是接手這個產(chǎn)品接著進行批量生產(chǎn)，實際上這是不太可能的。

再有，一些工業(yè)界的人認識不到學校前沿科學研究的潛在價值，看不清楚這些比較新的成果和方向，所以不愿意在這些新的方向投入資金支持學校搞研發(fā)，只希望拿錢去買學校現(xiàn)成的產(chǎn)品。

?Zoe /??微幀科技聯(lián)合創(chuàng)始人????有提過：“我們做視頻編碼的，工業(yè)界和學術(shù)界相關(guān)性還是挺緊密的。”?

此外，有關(guān)工業(yè)&學術(shù)界之間的羈絆，還有幾位老師也和我們聊了聊自己的想法:

?張昊/??中南大學教授????

我承擔過一些跟企業(yè)合作的課題（高校跟企業(yè)合作的課題稱為橫向課題）。個人感覺，一些企業(yè)的研發(fā)能力和產(chǎn)品化能力是很不錯的。在很多橫向課題中，高校一般是協(xié)助企業(yè)優(yōu)化幾個核心模塊，起到錦上添花的作用。目前企業(yè)把整個產(chǎn)品全部讓我們完成的情況比較少。

?宋利/??上海交通大學教授????

舒老師說得挺好，國內(nèi)高校普遍有類似的情況；不過這個方面國家和學校正在作出改變的嘗試，包括鼓勵教師創(chuàng)業(yè)（不離崗）、對專利轉(zhuǎn)化的優(yōu)惠、設立科研轉(zhuǎn)化和創(chuàng)業(yè)基金等。當然需要再過若干年，中國應該有些學校能夠走出斯坦福的模式。

?朱政/??微幀科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO????

有些時候，我們國家追求短平快的東西，是有階段性的理由的。之前落后太多了，需要盡快發(fā)展經(jīng)濟。投入重，周期長，見效慢的基礎(chǔ)科學研究，解決不了短期問題。經(jīng)濟總量上去了，社會穩(wěn)定了，才有足夠的能力加強硬核基礎(chǔ)實力。要加強硬核基礎(chǔ)實力，就需要提前投入，需要見效慢但認真扎實的基礎(chǔ)科學研究。

LiveVideoStack：看到您的研究中有許多與TCP優(yōu)化相關(guān)的論文，能聊聊您在對于“如何優(yōu)化TCP”的研究發(fā)現(xiàn)以及相關(guān)見解嗎？

舒炎泰：我認為TCP有這些主要的功能：一個是確保到達正確，再有一個是進行擁塞控制，包括流量控制，此外還要保證公平性。

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原來傳統(tǒng)的TCP，可以保證正確性，但是其擁塞控制還存在一些問題。從控制這個角度看，呈現(xiàn)的是鋸齒狀，TCP沒有設定一個發(fā)送速率的上限，它的方法就是試圖盡快地發(fā)。這種做法實際上并不必要，同時對整個網(wǎng)絡的性能及利用率影響不好。類似傳統(tǒng)的TCP控制，它的利用率應該在75%左右。而且這種鋸齒狀的控制，對于整個網(wǎng)絡的控制穩(wěn)定性也不是很好，所以網(wǎng)絡的利用率不太高，穩(wěn)定性也不好。

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對于網(wǎng)絡的需求，可以從兩個角度看。從網(wǎng)絡的角度看，希望網(wǎng)絡利用率高，且運行平穩(wěn)；從用戶的角度看，希望網(wǎng)絡傳輸?shù)馁|(zhì)量有保證，而且能夠及時。也就是說，在數(shù)據(jù)到達的時間上要滿足用戶的要求，另外也要保證傳輸正確。

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還有一點是希望網(wǎng)絡的公平性好，對于各個用戶的使用是公平的，不能有的用戶把帶寬都占了，使得另外一些用戶都“餓死”了。

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這些問題在光纖電纜等有線互聯(lián)網(wǎng)上還不是那么突出，但對于各種無線網(wǎng)絡或者水下網(wǎng)絡等等，就顯得很突出了。這與網(wǎng)絡應用的類型也有關(guān)系：對于傳送email或者是瀏覽網(wǎng)頁等網(wǎng)絡應用，這些問題可能也不突出；但是對于多媒體傳輸應用，特別是實時的多媒體傳輸，問題就突出了。

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有關(guān)解決問題的方法，我認為應該是從網(wǎng)絡的各個層：物理層、鏈路層、路由層、傳輸層和應用層，都采取改進措施，而且有些措施應該是跨層的，特別是無線網(wǎng)絡底層的傳輸狀況應該想辦法反饋到上層，使得上層的一些控制策略能夠隨著底層傳輸狀況來改變；上層應該是隨著下一層或者下兩層的情況來調(diào)整控制狀況。

下面我想主要談一下對于TCP怎樣改進的問題，有以下幾方面：

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一、現(xiàn)在的TCP沒有發(fā)送速率上限的限制。我們需要有一個上限限制TCP，而且這個上限應該可以根據(jù)用戶業(yè)務的不同需要進行自適應調(diào)整。

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二、TCP出錯以后的重傳。一些多媒體業(yè)務允許少量的丟包，這種情況則不必重傳。在一些特別的狀況下，比如網(wǎng)絡狀況比較差的時候，就不是重傳的問題了，而是一次就要發(fā)出多個同樣的包，這就比被動的重傳效果要好，實時性也要好。

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三、TCP控制問題。TCP的擁塞控制或流量控制應該是由長期控制和短期控制/實時控制相結(jié)合。對整個傳輸?shù)臓顩r應該有一個預報，監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計學和人工智能的方法進行預報，在預報的基礎(chǔ)上進行比較長期的控制，然后根據(jù)流量快速變化等網(wǎng)絡情況，再進行短期/實時的控制。

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四、TCP控制跨層問題。特別是在無線網(wǎng)絡或者其他一些網(wǎng)絡底層情況變化比較快或者是其誤碼率比較高的情況下，要把底層的信息傳上來，利用這些信息來調(diào)整TCP的控制策略。

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五、TCP控制算法的改進。由于現(xiàn)在計算機和手機的CPU處理能力都已經(jīng)變得很強了，所以在TCP的實時控制方面可以采用一些更復雜一點、更好一點的控制算法，比如：PID控制和先進控制等。在長期的控制里邊就可以采用一些統(tǒng)計學的辦法，甚至采用人工智能的辦法來進行預報和進行控制。

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六、TCP的公平性問題。我想提醒大家，應該注意TCP的公平性問題。因為，你不能只解決自己的問題，而且要注意和網(wǎng)上其他用戶之間的公平性問題，特別是在無線網(wǎng)絡上，這個公平性問題會很特殊，會比較嚴重，所以要注意這個問題。

最后，還有一個難點就是與現(xiàn)存的各種傳輸層協(xié)議的共存與兼容問題。

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這里我想說一下我們的一項研究成果——移動端控制協(xié)議MCP（Mobile-Host-Centric Transport Protocol）。現(xiàn)在傳統(tǒng)的TCP都是發(fā)送端控制，由發(fā)送端發(fā)包，根據(jù)這個包的到達情況，調(diào)整發(fā)送速率。但有些情況，特別是無線的情況，無線端附近的傳輸情況比較惡劣，所以丟包率可能比較高。

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在這種情況下，我們希望傳輸層的傳輸控制由無線端來決定。當無線端發(fā)包的時候，當然就是發(fā)送端進行控制，當無線端是接收包的時候，它應該從無線端向服務器要包，發(fā)送端根據(jù)接收端要包的情況進行發(fā)送控制，要的多當然發(fā)的就快，這就是由接收端進行控制。

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而且無線端對速率的控制應該是跨層的，它是根據(jù)無線端的傳輸狀況和鏈路層的丟包狀況，進行發(fā)送控制或者是接收控制。我希望有公司能夠把MCP進一步進行研發(fā)和實現(xiàn)，把MCP變成為一個產(chǎn)品推廣，我想應該會有些效果的。

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在排隊論、優(yōu)化、分形和博弈論等理論的指導下，舒炎泰老師建立了相應的數(shù)學模型，設計協(xié)議和算法，并采用軟件仿真（Simulation）、模擬（Emulation）和實驗相結(jié)合的方法評估性能，建立了集成仿真、模擬和實驗為一體的多功能多媒體無線網(wǎng)絡實驗床，支持幾十個各種節(jié)點，單跳1公里以上（至20公里）的無線Ad Hoc網(wǎng)絡，無線Mesh網(wǎng)絡，DTN網(wǎng)絡，傳感器網(wǎng)絡等實驗，并取得了一批有價值的研究成果：

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• 與美國UCLA大學合作，提出了無線Ad Hoc網(wǎng)絡中，TCP流的鄰居區(qū)域最大最小公平性定義(Neighborhood MaxMin Fairness)，及相應的公平指數(shù)。提出了一種網(wǎng)絡層的解決方案－鄰居隨機早期檢測NRED (Neighborhood RED) 機制。

• 提出了以移動主機為控制中心的傳輸層協(xié)議MCP，將以發(fā)送端為中心的傳輸協(xié)議和以接收端為中心的傳輸協(xié)議有機集成。設計了跨層信息交互方法，區(qū)分無線鏈路丟包，更準確地跨層控制擁塞，可提高吞吐率和可靠性。

• 開展了無線Mesh網(wǎng)絡路由與QoS、實時流媒體傳輸研究。提出了一種跨層的自適應速率控制機制CLARC，設計并實現(xiàn)了校園環(huán)境的無線Mesh 網(wǎng)絡，在該網(wǎng)絡上實現(xiàn)了可用帶寬估計、備份路由和QoS 保證機制。

• 提出了無線Ad Hoc網(wǎng)絡多徑源路由協(xié)議 (MSR)，備份源路由協(xié)議(BSR)。提出了支持QoS的多徑源路由協(xié)議QoS-MSR。提出了多徑分離預留(MBSR)方法，以及支持多徑分離預留的多徑帶內(nèi)信令系統(tǒng)M-INSIGNIA。支持鄰居預留的鄰居預留帶內(nèi)信令系統(tǒng) NR-INSIGNIA。

• 提出了可用于DTN的方向轉(zhuǎn)發(fā)流行性路由協(xié)議 (DFER)。

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• 開展了互聯(lián)網(wǎng)特別是無線網(wǎng)絡業(yè)務的測量、分析、建模與預報。采用時間序列模型 (含長相關(guān)模型) 如，雙周期乘積ARIMA模型，FARIMA模型，極值方法建模，基于支持向量機 (SVM) 的網(wǎng)絡業(yè)務建模、預報與準入控制技術(shù)等等。

• 開展了無線網(wǎng)絡節(jié)點自私行為的研究。提出了基于二維Markov模型的節(jié)點自私行為數(shù)學模型，分析了節(jié)點自私行為性能的影響。提出了無參數(shù)的快速檢測算法SWN-CUSUM。

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?編輯：Coco Liang

References：

[1] Yantai Shu, Weimin Ge, Nan Jiang, Yang Kang, and Jiarong Luo, "Mobile-Host-Centric Transport Protocol for EAST Experiment," IEEE Trans. on Nuclear Science, Vol. 55, No. 1, pp. 209-216, Feb., 2008.

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AOM Summit 來了

為了兌現(xiàn)一句承諾，LiveVideoStack團隊等了兩年多——AOM Summit終于來了，4月8日線上見。

https://mp.weixin.qq.com/s/dJR7cpic4_Uj2xGZf7BONQ

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的我们和计算机系的老教授聊了聊TCP优化与产学矛盾的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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