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60岁！PKU WiFi 只是它的别名

2023-11-12 13:05

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

原创北京大学北京大学

1963年

一台“庞然大物”在北京大学开始运行

这台用磁鼓当内存

最初运算速度仅为30次/秒的机器

现在看来似乎并不惊艳

却是北京大学乃至我国高校

拥有的最早计算机之一

具有里程碑式的意义

而与这台计算机相伴而生的机构

便是“北京大学计算中心”

走过60年

这里诠释着“计算”更丰富的含义

从高性能计算到校园网络

从数字生活到智慧校园

“计算中心”用智能点亮

北大师生的学习工作与生活

从“103”到 “未名二号”

1963年，北京大学收到了教育部分配的一台103计算机，开创了中国高校拥有计算机并为全校提供计算服务的先河。北京大学计算中心随即成立，由数学力学系、无线电系、技术物理系等单位抽调组成的三十余人的团队构成了使用、管理、维护、整修这台计算机的专门技术力量。这支专门的技术力量在1969年参与了“150机”的研制工作，成功研制了我国第一台每秒运行一百万次的“DJS-11型（150）大型数字电子计算机”。

时至今日，这支专门的技术力量延续着 “北京大学计算中心”的名字，紧扣现代网络信息技术发展的脉搏，发展成为数字化时代的先行者与创新发展的引领者。然而，在不断丰富升级的诸多数字化服务之中，“计算”仍是北大计算中心的灵魂。

△1973年8月26日，中国第一台100万次集成电路电子计算机-150机由北京大学、北京有线电厂有关单位共同研制成功

△设在北大200号的北大电子仪器厂承担了150机的研制工作，先后在计算中心工作过的人员中，有36人参加过150机的研制工作。

△6912机

作为国内高校为师生提供计算服务的引领者，北京大学计算中心支撑成立了北京大学高性能计算校级公共平台，现有计算集群5套，计算节点755个，核心总数33584个，峰值计算能力4.39PFlops，存储容量15PB，为北京大学的尖端科研计算开拓新的发展空间。其中，2016年建成的“未名一号”集群是国内首个使用温水水冷系统的大规模超算集群，相比传统的风冷散热技术，每年可以节省60万度电；2018年，专门服务于日常教学的“未名教学一号”和聚焦生命科学及相关前沿交叉学科的“未名生科一号”先后上线，截至2023年11月平台用户人数达5684人，分布于学校几乎所有院系，融教学科研计算、海量数据处理、信息管理服务于一体，生动演绎着“计算”之为“计算中心”的核心使命。

△“未名一号”与“未名生科一号”

尽管技术进步今非昔比，计算机不再是鲜为人知的陌生事物，但高性能计算平台的使用仍然具有一定的专业性门槛。计算中心则像60年前一样，继续帮助校内师生更好地使用高性能计算平台。中心自主研发了国内首个开源高性能计算门户和管理平台——SCOW（Super Computing On Web）和国内首个开源的计算任务智能调度系统——鹤思（CraneSched）智能调度系统等，让不同学科的师生都能够像操作自己的个人电脑一样，使用高性能计算平台。据了解，这些系统已经推广到了其他科研院校。

在2022年获得国家技术发明奖一等奖的北京大学高文院士团队的“超高清视频多态基元编解码关键技术”成果，曾依托北大高性能计算进行了三千万核时的演算，相当于一台普通台式电脑运行428年。截至今年11月，致谢平台的论文超过1600篇，其中Nature系列文章100余篇，包含Nature主刊17篇，Science 3篇，Cell 3篇，PRL 18篇，PNAS 7篇，JACS 35篇。

目前，“未名二号”集群也将在经历了半年多的试运行后正式上线，为北大高性能计算校级公共平台再添助力。

△即将上线的“未名二号”

北大网络：有线无线，“PKU”WiFi无限

即将亮相的“未名二号”并未坐落在未名湖畔，而是被部署在了距离未名湖直线距离20多公里外的位于昌平的北京大学新燕园校区。当然，这个距离并不会影响“未名二号”发挥它的超算能力，因为在新燕园和燕园之间，还存在一条40G带宽的校园网。

这条“高速专线”也正是北京大学高速网络环境的缩影。经过近年来的建设，这张40G带宽的高速科研网络不仅满足了冷冻电镜机组等科研设备高速传输的需要，还延展到距离燕园校区近百公里之外的北京怀柔科学城，让多模态跨尺度生物成像大设施等多个装置的海量数据获得了“移形换影”的翅膀。

高性能宽带专网只是北京大学校园网的一部分。创建于1989年的北大校园网已经走过而立之年，除了为科研数据传输“兜底”，校园网更与每个北大人的生活日常紧密相关，从具体可触的网线到一点即连的“PKU” WiFi，“北京大学校园网”甚至成为了很多同学心目中“北京大学计算中心”的代名词。

虽然计算中心的业务范围不仅限于校园网的运营与维护，但“PKU” WiFi始终是其重要的“代表作”之一。目前，无线校园网已完成了对学校各楼宇和室外主要共建的全面覆盖，对邱德拔体育馆、百周年纪念讲堂等场所实现超高密部署，成为大型活动的有力保障。

△邱德拔体育馆内的无线AP分布图

△邱德拔体育馆中，座椅前方的小白点就是“潜藏”的无线AP

每当进入校园，手机自动连接的PKU即无声昭示了“回家”的归属感，而这种连接网关便可以随时上网的便利和“适意漫游”的无缝切换，要实现却并非易事。

在移动设备尚不普及的时代，校园无线网被按照地理位置分割成了不同的区域；而当电脑在不同的区域链接网络时，便会获取到不同的IP地址，因此需要手动重新连接网关。随着技术的更新迭代，无感网关验证被应用到校园网中，极大提升了移动设备在不同区域联网体验。

不过，仍然有一部分设备在切换至不同区域的网络之后，存在不主动申请对应区域IP地址的问题，导致设备无线网中断。这不仅影响了师生的校园网体验感，更重要的是，也给电子校园卡等对网络连续性要求较高的应用的使用和普及增加了障碍。

为了彻底解决这一症结，北京大学校园网实行了拓扑结构改革，即打破从前按照区域划分的网络结构，将无线网的管理层与数据流量转发层分离，由管理层统一规划无线网IP地址，保障了设备在移动过程中的网络连续性，为校园网中的每个设备提供便捷的网络服务；如此一来，同学们在图书馆使用电子校园卡完成借书之后，即使不再重新认证，也可以直接至食堂刷码吃饭。

△2008年校园网拓扑图

△2023年校园网拓扑图

目前，校园网在网运行2.6万颗AP，日均活跃用户达到了约5.5万、日均连网终端超过了14万个。形成了国内最大的校园无线网络之一。于无声处守护，让“PKU”WiFi构成校园回忆的一部分；信号抵达处，便是北大人眷恋的“乡土”。

智慧校园

北京大学电子校园卡推行于2021年9月，将一卡通化于“无迹”而又能够通过刷支付码、NFC的方式如影随形，极大便利了师生的校园生活。

然而这张校园一卡通的历史却不止于此。在推行电子校园卡18年前的2003年，北京大学实体卡一卡通系统即已建立，随着校园卡与学校智慧网络的联结日益紧密，2021年起，由计算中心负责校园卡管理、系统的建设与运行维护。现在的北大师生，只需一部手机即可实现门禁、就餐、消费、图书借阅等校园卡功能，无卡畅游北大的智慧校园生活成为现实。

除了为校园生活提供的新意，计算中心还细致入微地观察和体贴着师生们的使用习惯和生活便利。校园卡系统需要留出时间进行维护和更新，但师生们的校园卡日常使用却无法暂停，为了解决这一矛盾，计算中心专门搭建了一个和现有校园卡运营系统相似的模拟系统，在备份中升级调试，再同步到正式系统中，而这一切更新皆完成于夜深时分，其中的辛劳甘苦，凝成计算中心通明温暖的灯火。

电子校园卡仅是北京大学智慧校园的一个侧面，除此之外，计算中心为师生提供的各项信息技术比比皆是：始建于1992年邮件系统、目前已有约17.6万用户的北大邮箱；累计服务师生16万人次、保存文件数超过2亿、存储数据量1.8PB的北大网盘；提供30多款超过100个版本、包括Windows、Office等基础软件和MATLAB等在内的正版软件；由计算中心发起并牵头建设、全国593所高校参与的教育网联邦认证和资源共享基础设施（CARSI）和为341所国内高校提供的教育网全球无线漫游（eduroam）；以及至今已开设线上课程110门，累计课时量1800余小时的燕云直播……

△北大网盘网页端页面功能一览

△北大免费软件“全家桶”

“只道是寻常”的触手可及，实则凝结着计算中心的深思、设计与用心。化棘手之务为流畅神奇，是计算中心团队在不断的尝试与积累中，练就的独门绝技。

智慧校务：计算中心的“十八般武艺”

如果说琳琅满目的智慧服务是锦上添花，计算中心还有很重要的一块工作可以称得上是“负重前行”，那就是校务系统的自主开发。

被北大学生戏称为“海淀赌场”的学生选课过程，就依托由计算中心团队自主开发的“北京大学学生选课系统”展开。在北大，选课之“烧脑”与“激烈”，可以从同学们选课成功后的狂喜与错失课程后的失落中窥见。

作为系统的开发者，计算中心既要在防止选课系统因大量点击同时涌入而被崩坏，还要想完成经常性的教改带来选课的需求变更。成如容易却艰辛，在经历过多次优化升级之后，计算中心团队使“丝滑选课”成为可能。

选课系统的更新迭代只是北京大学智慧校务系统的一个缩影，基于“数据多跑路、师生少跑腿”的理念，北京大学计算中心对“智慧校务”的建设自上世纪八十年代即已开始。目前，计算中心已经自主研发完成了学生、人事、财务、科研、资产、办公等一系列综合信息管理系统。

△智慧校务体系结构

“一站式服务”最集中的体现是“校内信息门户”，它已经成为师生办理学习、生活、教学、科研、审批性事务的网上集成处理中心。它采用开放、共享的微服务架构，集成办事大厅与各层级应用400余项，成为各种应用系统的统一入口，并通过北京大学信息门户微信公众号、北京大学APP与信息门户“三端一体”，以移动、灵活的使用方式，同步呈现信息门户内容。