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Mar 1, 2026
miniyuan

关于科研


对于科研的理解,或者说对于我自己的理解,我决定还是从是什么、为什么、怎么做这三个问题出发吧。

是什么

这部分简要对在网计算的路线图进行研读,初步了解在网计算或者说我即将进行的科研实习是在干什么。

网络协议分层

OSI 七层模型如下:

层级名称典型协议/设备
7应用层HTTP、FTP、SMTP、DNS
6表示层SSL/TLS、JPEG、ASCII
5会话层NetBIOS、RPC
4传输层TCP、UDP
3网络层IP、ICMP、路由器
2数据链路层Ethernet、PPP、交换机
1物理层光纤、双绞线、集线器

在网计算主要聚焦于 2-4 层,通俗来说就是希望在 2-4 层完成一些更高层级的计算任务。

在网计算

简单理解就是:

  1. 传统方式: Server (1s calculate) => Switch (1s transport) => Client (1s calculate)

Total Time = 1s + 1s + 1s = 3s

  1. 在网计算: Server (1s calculate) => Switch (1.25s transport & calculate) => Client (0.25s calculate)

Total Time = 1s + 1.25s + 0,25s = 2.5s

wwf 老师的研究思路

  1. 理论基础:主要进行有关协议栈的设计及其性质研究
  2. 应用场景:使用在网计算完成更多合适的(比如涉及集合通信的)课题
  3. 作业管理:网络设备需要处理众多任务的传输+计算,如何进行调度的问题
  4. 开发框架:协议在不同的硬件平台下逻辑相同,但是实现代码完全不同。希望研究者能够只写高层协议逻辑,框架自动生成多种硬件代码(Tofino: P4代码,FPGA: HLS代码,NP: C代码)
  5. 设备研发:从根本上解决开发框架的问题,设计原生支持在网计算的芯片(ISA)

问题

  1. 在网计算的计算放在了哪里?是网卡还是交换机/路由器?
  2. 在网计算的优势?或者说使用效果?
  3. 科研的一个整体框架:选课题 => 读文献 => 写论文?
  4. 我可以学习什么?
  5. 我可以研究什么?
  6. 我可以收获什么?

对于前景的思考

当前计算机领域的工业风口是 AI 研究,其瓶颈是数据、算力、资源的不足。单一计算机系统已不能满足,需要分布式系统支撑,这就带来了通信、同步、资源调度上的问题。

从这个角度看,系统角度的研究热点有内存分解、Serverless、边缘计算、自治分布式系统等。

  1. 内存分解:将内存分解到了远端,并遵循 CXL 协议进行通信。特点是支持任意数据传输粒度、跨域、弹性分配。
  2. Serverless:由 IaaS => PaaS => Serverless (FaaS + BaaS),云计算流量波动粒度越来越小。
  3. 边缘计算:对于云计算的优化,将云计算分解为云计算、雾计算、边缘计算,从而减少延迟、节省带宽、保护隐私。
  4. 自治分布式系统:有点太前沿了,我不敢想象。。。

总结一下,计算机系统的一大核心逻辑就是缓存,两大核心要素就是数据和计算。无论是云计算还是内存分解,本质上就是将数据和计算专业化、模块化、扩大化,并放到 PC 外面,再开发各种隐秘的“缓存”技术。

为什么

为什么我想要做科研,或者说为什么我想要研究计算机系统?我认为这是我首先要搞清楚的一个问题。

我觉得计算机是个很有趣的东西,它开辟了一个全新的世界。对这样一个世界,但凡认识到的人就应该会自发萌生出一种好奇心吧。目前我更多还是在应用层玩一些愚蠢而又直白的游戏,甚至连表示层都不一定能够接触到,只能对更底层有一些浅薄的理解。好奇心驱使我向底层进发,我希望能够触碰、设计、开发一些更底层的玩意,这就是我的初心。

怎么做

还是先睡觉吧 zzz

目录
  • 是什么
    • 网络协议分层
    • 在网计算
    • wwf 老师的研究思路
    • 问题
    • 对于前景的思考
  • 为什么
  • 怎么做
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