幾經波折，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域計算機應用學術帶頭人，擔任多個核聚變實驗裝置計算機測控總體、中國較早開展互聯網研究的學者；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網發源地UCLA進行互聯網研究，此后幾十年一直與UCLA保持密切的科研合作關系。1984年，舒老師回國，此后參與建設了研究所導線局域網、研究所光纖局域網以及天津大學校園網并接入國際互聯網。

• 科研方面，舒老師長期從事計算機網絡（含多媒體業務傳輸）性能QoS研究，包括下一代/未來互聯網、無線Ad Hoc網絡、傳感器網絡、DTN網絡、車載網絡、水下網絡以及網絡建模、仿真與實驗研究，主要研究方向為計算機網絡與分布計算、實時計算機應用、計算機集成制造系統，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有關的研究。

以下內容由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研究和應用基礎研究，承擔的國家重大科學工程研發項目和國家863計算機集成制造系統(CIMS)應用示范工程項目都很成功。

可惜，大多數研究成果和軟件系統在驗收鑒定報獎后都沒有轉化為產品，示范應用我們軟件系統的企業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：您最近比較關注的技術/研究有哪些？

舒炎泰：我最近關注兩個方向：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。現在網絡有幾個特點：一是手機上網越來越多；二是通過無線上網越來越多；三是業務中多媒體業務，特別是實時多媒體業務越來越多。

另一個關注點是人機物 CPH (Cyber–Physics–Human)：物聯網 IoT即信息物理系統 CPS 的發展趨勢應該是：人機物系統CPH=信息-物理-人，CPH 即電腦的智能與人腦的智能相結合。

LiveVideoStack：如果要給網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），主要閱讀書中關于傳輸層的那些章節。

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LiveVideoStack：您有過與工業界合作促成某項技術、產品落地的經歷嗎，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界合作做產品產業化的問題。

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界合作進行科研成果產業化的例子：成功的例子有，但是比較少；大多數都是不成功的例子。

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，要創新。學生呢，要發論文，要畢業。所以，大學和研究所做研究、做創新沒有問題，但是要做研發，特別是產業化，就比較困難了。

首先，大學產業化方面的能力比較差；其次，帶著學生做產業化，學生怎么畢業呢？怎么發論文呢？對吧。

碩士生還好點兒，博士生就沒辦法去做這種產業化的事情了。

所以，學校要想把一個研究成果搞成產業化，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業化，但是在產業化的過程中往往會遇到種種困難。

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

再有，一些工業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，只希望拿錢去買學校現成的產品。

?Zoe /??微幀科技聯合創始人????有提過：“我們做視頻編碼的，工業界和學術界相關性還是挺緊密的。”?

此外，有關工業&學術界之間的羈絆，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合作的課題（高校跟企業合作的課題稱為橫向課題）。個人感覺，一些企業的研發能力和產品化能力是很不錯的。在很多橫向課題中，高校一般是協助企業優化幾個核心模塊，起到錦上添花的作用。目前企業把整個產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，包括鼓勵教師創業（不離崗）、對專利轉化的優惠、設立科研轉化和創業基金等。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/??微幀科技聯合創始人&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，需要盡快發展經濟。投入重，周期長，見效慢的基礎科學研究，解決不了短期問題。經濟總量上去了，社會穩定了，才有足夠的能力加強硬核基礎實力。要加強硬核基礎實力，就需要提前投入，需要見效慢但認真扎實的基礎科學研究。

LiveVideoStack：看到您的研究中有許多與TCP優化相關的論文，能聊聊您在對于“如何優化TCP”的研究發現以及相關見解嗎？

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，呈現的是鋸齒狀，TCP沒有設定一個發送速率的上限，它的方法就是試圖盡快地發。這種做法實際上并不必要，同時對整個網絡的性能及利用率影響不好。類似傳統的TCP控制，它的利用率應該在75%左右。而且這種鋸齒狀的控制，對于整個網絡的控制穩定性也不是很好，所以網絡的利用率不太高，穩定性也不好。

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對于網絡的需求，可以從兩個角度看。從網絡的角度看，希望網絡利用率高，且運行平穩；從用戶的角度看，希望網絡傳輸的質量有保證，而且能夠及時。也就是說，在數據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網上還不是那么突出，但對于各種無線網絡或者水下網絡等等，就顯得很突出了。這與網絡應用的類型也有關系：對于傳送email或者是瀏覽網頁等網絡應用，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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有關解決問題的方法，我認為應該是從網絡的各個層：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、現在的TCP沒有發送速率上限的限制。我們需要有一個上限限制TCP，而且這個上限應該可以根據用戶業務的不同需要進行自適應調整。

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二、TCP出錯以后的重傳。一些多媒體業務允許少量的丟包，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/實時控制相結合。對整個傳輸的狀況應該有一個預報，監測歷史數據利用統計學和人工智能的方法進行預報，在預報的基礎上進行比較長期的控制，然后根據流量快速變化等網絡情況，再進行短期/實時的控制。

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四、TCP控制跨層問題。特別是在無線網絡或者其他一些網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，利用這些信息來調整TCP的控制策略。

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五、TCP控制算法的改進。由于現在計算機和手機的CPU處理能力都已經變得很強了，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，而且要注意和網上其他用戶之間的公平性問題，特別是在無線網絡上，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存的各種傳輸層協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——移動端控制協議MCP（Mobile-Host-Centric Transport Protocol）。現在傳統的TCP都是發送端控制，由發送端發包，根據這個包的到達情況，調整發送速率。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。當無線端發包的時候，當然就是發送端進行控制，當無線端是接收包的時候，它應該從無線端向服務器要包，發送端根據接收端要包的情況進行發送控制，要的多當然發的就快，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，它是根據無線端的傳輸狀況和鏈路層的丟包狀況，進行發送控制或者是接收控制。我希望有公司能夠把MCP進一步進行研發和實現，把MCP變成為一個產品推廣，我想應該會有些效果的。

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在排隊論、優化、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學模型，設計協議和算法，并采用軟件仿真（Simulation）、模擬（Emulation）和實驗相結合的方法評估性能，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絡實驗床，支持幾十個各種節點，單跳1公里以上（至20公里）的無線Ad Hoc網絡，無線Mesh網絡，DTN網絡，傳感器網絡等實驗，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網絡中，TCP流的鄰居區域最大最小公平性定義(Neighborhood MaxMin Fairness)，及相應的公平指數。提出了一種網絡層的解決方案－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議MCP，將以發送端為中心的傳輸協議和以接收端為中心的傳輸協議有機集成。設計了跨層信息交互方法，區分無線鏈路丟包，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，設計并實現了校園環境的無線Mesh 網絡，在該網絡上實現了可用帶寬估計、備份路由和QoS 保證機制。

• 提出了無線Ad Hoc網絡多徑源路由協議 (MSR)，備份源路由協議(BSR)。提出了支持QoS的多徑源路由協議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信令系統M-INSIGNIA。支持鄰居預留的鄰居預留帶內信令系統 NR-INSIGNIA。

• 提出了可用于DTN的方向轉發流行性路由協議 (DFER)。

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• 開展了互聯網特別是無線網絡業務的測量、分析、建模與預報。采用時間序列模型 (含長相關模型) 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) 的網絡業務建模、預報與準入控制技術等等。

• 開展了無線網絡節點自私行為的研究。提出了基于二維Markov模型的節點自私行為數學模型，分析了節點自私行為性能的影響。提出了無參數的快速檢測算法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

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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