2024年11月15日晚，信息科学技术学院第三十一期“知存讲座”暨信息科学前沿与产业创新课程在理科教学楼107教室顺利举办。华为数据通信协议设计部的戴龙飞博士受邀进行了以“网络协议中的相关优化问题”为主题的报告。信息科学技术学院副院长王润声老师主持了本次讲座。
王磊先生讲授
讲座伊始，戴博士首先提出了几个问题：近年全球一年的GDP总量大概在多少？近年全球的工作人口有多少？在这些工作人员中，从事IT行业的人有多少？著名的美国硅谷中有多少人是从事IT行业的？在挑选了一些同学进行回答后，戴博士说出了答案，分别是百万亿美金、36亿、3000万和27%。接着戴博士继续介绍道，占全球就业人口仅约千分之八的IT人员创造了全球5%的GDP，其中三分之二又来自电信行业，通信产业的重要地位可见一斑。
讲座的第一部分聚焦于数据通信业务背景简介，旨在帮助同学们初步认识数据通信业务。戴龙飞先生首先介绍了华为数据通信网络业务场景，并用一张支流——金沙江——长江——太平洋的地理图形象生动地描绘出了数据网络的流动场景。接着戴龙飞先生简要介绍了华为数据通信网络产品与解决方案以及未来愿景，包括构建万物互联的智能世界、打造智能化网络等等。然后戴龙飞先生对两大基础协议（IGP&BGP）的基本原理与运作方式，用直观的图像和形象的比喻为同学们揭示了看似神秘的路由协议的工作原理。紧接着戴博士介绍了一些路由的相关研究方向例如跨层跨域大规模计算、SLA保证机制、分布式路径计算等等，让同学们了解到了业界前沿技术，对数据通信行业有了更深的了解。
同学们认真听讲
讲座的第二部分聚焦于网络流量及拓扑优化问题，戴博士首先指出了现有IGP网络正面临的难题：规模增长导致传统路由算法无法适应大规模组网，之后举出了几个优化的例子如批量业务下发如何最大化网络能够承载的业务带宽、如何优化网络流量、网络链路扩容、密集拓扑泛洪优化技术、分布式多约束路由技术（模拟退火算法、邻居链路交换、距离矢量机制）等等，为同学们简单示范了如何利用数学运算实现网络优化。
讲座的第三部分聚焦于网络算力调度问题。戴博士首先介绍了算力调度的背景，以及集中式调度方案系统模型，包括网络模型、MEC站点模型、用户请求模型等等，接着介绍了算力调度中会用到的算法如粒子群优化算法、基于负反馈的加权调度算法、加权轮询、二次型凸优化等等，紧接着将集中式调度方案与分布式调度方案进行了分析对比，分别指出了二者的优劣之处。之后对比了集中式调度算法的性能，并用一组图像直观展示出两种调度方式的算力负载均衡效果。
讲座的第四部分聚焦于网络安全领域问题及挑战。戴龙飞先生介绍了BGP安全面临的主要挑战包括路由泄露、路由劫持等，紧接着介绍了简单商业关系推理算法和它目前正面临的挑战。考虑到在安全领域传统加密机制的潜在的不足，比如密钥易窃听、经典加密算法在量子计算理论体系下失效等问题，提出了一种业界新兴的解决办法，即利用量子技术（包括量子密钥分发、量子计算、量子网络等）建立量子网络协议，实现更安全、更高效的计算网络系统。
讲座现场
讲座的最后，戴博士对数据通信做出了总结与展望。网络优化问题是通信领域永恒的话题，可以将业务问题转化为数学规划问题，针对大规模的NP难问题进行启发式算法设计以获得有效解；BGP网络安全正在由传统的人工干预转向基于数据驱动，结合学习算法实现安全预警、修复和安全加固。同时由于量子计算理论的发展，数据加密问题已然受到挑战；量子信息技术将是后摩尔时代的新技术，有着广阔的发展前景。同时，虽然量子计算的实现已经不存在原理性障碍，但受限于某些问题还未能大规模商用。
在问答环节，同学们积极踊跃地向戴龙飞先生提问，戴龙飞先生一一作出答复。
同学们踊跃提问
戴龙飞先生的报告让同学们对于通信网络中的数学优化问题有了更加深刻的认识。本次知存讲座以热烈的掌声圆满结束。
信息科学技术学院“知存讲座”将持续开展，邀请业界相关领域资深人士为本科生介绍信息技术学科和产业发展热点和前沿话题，引导信科青年学子增进专业认知，确立前沿视野，寻找未来感兴趣的发展方向。
文字：冯绍杰
摄影：刘绍凡
