“种子基金”,助我播种APPLE

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项目背景：为稳定地支持信息领域基础科学的前沿性探索，鼓励具有创新能力的人才和群体，微软亚洲研究院设立创新研究基金。基金资助对象为以优秀科学家为学术带头人、中青年科学家为骨干的研究群体，他们围绕某一重要研究方向提出项目计划书，研究院提供相应的支持，并指定研究员与高校教师联合开展项目工作。微软创新研究基金设立以来，已经支持上百个项目，涉及近40所高校或研究机构。

了解更多信息，请访问以下网站：/asia/ur/InnoFund.aspx

2008年6月18日，我们在大连开会，实验室P2P组的博士生姚宏说大家一致建议搞个组里的文化衫，并且，要把组里几年来的工作都铭刻在这件文化衫上，如前胸布满我们成功或者失败开发的系统的名字，后面写上“P2P@CGCL&SCTS(注：注：华中科技大学集群与网格计算湖北省重点实验室暨服务计算技术与系统教育部重点实验室的简称)，Since 2003”。听完后，我感慨万千，是啊，若在文化衫的前面印上一个个鲜红诱人的“苹果”，再加上黑黄搭配的PKTown等等，那该是多么的炫酷与意义非凡啊！回想P2P组的发展历程，这几年大家在一起经历的酸甜苦辣，我们从初识“种子基金”到与其结下不解之缘，这一切仿佛又不断浮现在眼前……

结缘“种子基金”

实验室的研究工作涵盖了计算系统虚拟化、网格计算、对等计算、系统安全等四个方向。其中，对等计算研究方向是在2003年的实验室暑期工作会议（自20001年起，每年7、8月间召开一次实验室全体师生参加的创新项目研讨与工作总结会）上正式确立的，而其发展兴起却要从AnySee和apple说起。这项被誉为“种子基金”的微软亚洲研究院创新研究基金，从播种那天起，就承载了大量研究者的期望。而我们与它的结缘，要追溯到2004年。那年，我还是一名博士研究生，随导师金海教授一起去清华大学参加一个项目申报讨论会。会议讨论的主题是对等计算及广域网虚拟平台，这是一个国家自然科学基金委与微软亚洲研究院联合资助的重点项目，也是国家层面部署在对等计算领域较高级别的一个研究类课题。会上，我们有幸结识了时任微软亚洲研究院系统研究组主任研究员的张峥博士（现为微软亚洲研究院副院长）。在这之前，我们P2P组的同学们利用一个暑期的时间开发了一个对等直播流媒体系统AnySee，它在校园网里支持了几个大的赛事直播。我们的团队年轻且富有研究的激情，我们的研究方向围绕当前的最新热点，这与“专门支持以优秀优秀科学家为学术带头人、中青年科学家为骨干，围绕某一重要研究方向进行基础研究或应用基础研究的研究群体”的“微软亚洲研究院创新研究基金”的要求十分吻合。因此，凭借着“AnySee”这个项目，我们研究团队争取到了微软亚洲研究院创新研究基金的支持。事实上，正是以这个“对各项目实施特别、专门的支持，提供研究员辅助指导、资金设备等人力、物力的资源”基金计划的支持为契机，我们实验室的对等计算研究小组得以逐步发展壮大。

拓源引水，吾家APPLE初长成

在我们的第一个对等直播系统AnySee开发并使用了半年后，我们发现传统的E-Learning系统大多数是一种信息传输的模式，该模式只能对提出请求的学生提供基于WEB的静态内容。这样，不仅老师和学生之间就缺少了交互，而且学生之间也不能交流学习心得。另外，一方面，由于E-Learning内容服务器的局限性，学生们常常得不到所需要的动态资源或实时资源；另一方面，由于缺少全局教育资源视图，学生们很难找到他们所需要的资源。于是我们大胆采用了P2P的拓扑结构来构造媒体、音频以及白板数据的大规模分发，并加入了节点交互机制。这种结合了P2P技术与网格技术的全新E-learning系统既很好地满足了低成本的动态知识交流，又能尽可能访问现存教学资源并快速定位。我们的项目基于微软的框架作了基本实现，利用P2P技术实现了在Internet上实时课堂的直播，使得在同一时间不同地方的学生可以同时参与一个课堂的教学后，同时利用来创建其网格服务，借此来提供用户统一的资源视图，达到整合学习资源的目的。

这就是APLLE系统，即“A Novel P2P based E-learning Environment”的简称。在资助我们的同时，微软亚洲研究院还通过其巨大的国际影响力与学术地位为我们的项目争取更多的资助；另外，微软亚洲研究院的相关资深研究员们还多次与我们进行诚恳的交流，给予我们关于研究热点及重点上的指导和帮助；并热情地邀请我们的学生赴京参观实习，与我们共同培养人才。在微软亚洲研究院的帮助下，我们的研究队伍不断壮大，研究水平也不断提高。

APPLE熟了，孩子大了

“APPLE”的出现，解决了一些面向系统化网络学习的问题，比如网络学校中的在线考试、在线作业批改、课后问题解答等都成为了可能。该平台的诞生对当今“知识就是引擎”的社会无疑是一个极大的喜讯。我们期待着这颗承载着希望的苹果越成长越丰硕，让每一个处于信息时代的人都品尝到它的香甜。

在“APPLE”成熟的同时，我们也欣慰地看到了我们“孩子”的长大：由我们和微软亚洲研究院联合培养的博士研究生程斌在系统领域的顶级国际会议ACM Eurosys（2008）上发表了《Towards Cinematic Internet Video-on-Demand》一文，这是我校有史以来第一次在此会议上；另外，他还在《ACM Transactions on Multimedia Computing, Communications and Applications》、NOSSDAV2008 等重要的国际杂志和国际会议上发表了数篇优秀论文。同在微软亚洲研究院实习过的尹佐宁也在“IEEE International Region 10 Conference”、“第六届分布式计算国际研讨会”、“第11届亚太区通信会议”等会议上发表了数篇论文。参与项目的尹佐宁、张超、袁泉、刘三民等人也收到了Texas A&M University等高校的录取通知书进行进一步的深造。这几年来，我们的学术队伍不断壮大，现在已经达到了十余名博士研究生和二十余名硕士研究生的规模。

一路高歌，百花齐放

我们这个积极奋进的研究团体夜以继日地努力，除开发了对等直播系统AnySee、对等远程教育系统APLLE外，我们还开发出了对等高性能计算平台P2HP、对等点播系统Gridcast、对等游戏平台PKTown、对等无线媒体系统MoSee、对等VoIP系统CutePhone、对等平台Ripple等。一路走来，让我们倍感这些成果的来之不易，同时我们也深深地体会到了微软亚洲研究院发挥其平台作用为中国高校作出的巨大努力。

2006年，组里的几个新系统同时上线，包括了GridCast的新版本和PKTown的第一个版本。基于P2P模式提供媒体点播服务的Gridcast系统生不逢时，没有足够带宽、足够稳定部署环境的支持，以及在遍布BT的教育网，该系统注定不会获得大量用户的立即喜爱。因为，在教育网下载一部电影只是几分钟的事情。但是，我们也惊奇的发展，系统在线用户一度突破了800多人。由此，我们收集了许多日志数据，但是如何改善系统性能？如何发掘出一些典型性的规律？在这最关键的时刻，微软亚洲研究院的张峥博士给予了我们大量的帮助。博士生程斌带着许多想法、日志去了微软亚洲研究院，在张峥博士及Lex Stein博士那里获得了许多帮助与解决问题的灵感。

PKTown系统则是另外一个故事。仔细调研了现有包括浩方等游戏平台的问题后，同学们提出了基于P2P技术来构架一个新的游戏平台的想法。经过多次验证、分析，该系统的设计是可行的。从2007年5月开始，该系统的在线人数一路攀升，如今每天人数波动都在几百到1500之间。PKTown能够得到这样的肯定，其决定性的因素在于它设计了一套延迟敏感的聚集算法，俗语即是“游戏玩家的撮合率高”，能使那些具有较小延迟的玩家自动聚集。2007年，我们的研究重点转向P2P平台，尝试设计一种对上面应用可控可管且可提供拓扑设计支持的底层公用平台，它能够减小每一种应用对底层网络的采样压力，简化每一种应用的开发流程，提高系统对不同应用中的用户节点的监控与管理能力。这个美好的愿望，取名为Ripple。Ripple已经于2008年初开发完成了一个简单的原型系统，可以支持几种典型应用，初步实现了设计初衷。

在我们沿着P2P的技术路线前行的时候，微软亚洲研究院多次给予了无私的帮助。为了扩展Gridcast系统的使用规模，实验室又获得了微软亚洲研究院新的项目支持，此项目的宗旨是把Gridcast做到国家精品课程共享系统中去。经过努力，目前一个基本的系统已经完成了。

几年来，微软亚洲研究院给予了我们多个项目的支持，使得我们有精力去实现一些具体的系统、关键的算法。并在微软亚洲研究院多位资深研究员悉心指导下，我们发表了一系列高水平论文。事实上，在“创新研究基金计划”下，微软亚洲研究院支持了国内很多高校拥有创新性想法的项目，从资金、技术指导、人才培养等方面为项目的启动创造了良好的氛围，为其逐步发展壮大起到了巨大的推动作用。作为该计划的受益者之一，我觉得这种支持应不断持续下去，为中国的高校搭建一条通往国际研究高峰的成功之路。