杨仝：开拓创新 做信息时代的探路者

中国的科技，从陪跑到超越经历了数十年的时间，网络的规模也随着科技的发展不断拓展。网络流量也因此成为最高速的数据流。网络已经成为生活和工作不可或缺的存在，而对奔走在网络中的人而言，时间就是效率。“我们的工作就是让你在大量的数据中快速准确的找到你想找到的信息。”这就是北京大学的杨仝对SAIL算法的评价。

从心之选 科研是最好的“舞台” 

作为一位80后学者，杨仝其实有很多选择，因坚信科技是改变世界的力量，所以他义无反顾的选择了科研，“我想为这个时代做些力所能及的事情。”

科研是枯燥的，但由于是兴趣所在，杨仝却在这份枯燥中，找到了乐趣和成就。年纪不大的他，在网络大数据研究领域颇有建树，SAIL算法就是其中之一。　　

众所周知，互联网的核心是骨干网，而骨干网则由路由器连接而成，路由器的性能瓶颈在于路由表查找速度。随着路由表的规模呈指数级增长，查找速度和扩展性的提升迫在眉睫。杨仝对此十分关注，在中国科学院计算技术研究所谢高岗课题组进行客座访问期间，他便对这项核心技术发起了挑战。他和团队其他成员创新性地提出二维分割和关键层叶推、继承算法，即SAIL算法。该算法不仅将IPv4（互联网协议第四版）路由表查找速度提高一个数量级，而且实现了对大规模IPv6（互联网协议第六版）路由表的高速查找和更新，并在CPU、GPU、FPGA、众核心四个平台上进行实现，理论和实验结果显示，该算法框架的片内存储空间理论上最大只需要4MB，查找速度比常用路由表查找算法提高了7～60倍，具有显著的速度和内存占用优势，可同时支持多种软硬件平台。该算法部署到了华为公司的某项网络产品中，应用证明显示：部署后，查找速度提高了一个数量级。相关论文发表在计算机网络排名第一的国际会议SIGCOMM 2014上。

作为一名科研人员，杨仝有着无与伦比的专注精神，假如科研是一座高耸入云的山峰，那么，杨仝就是其中一位攀登者，迈着踏实的脚步，走向更高的目标。“科技不断的发展，没有人能够真正领略一览众山小的风景，但爬的越高，看到的越多。”就是带着这样坚定的信念，他又迎来了新的硕果。

针对传统基于采样样本的网络测量方法导致较大的误差和信息遗漏以及多种软件流量测量平台速度慢，难以应对高速网络流量测量需求的现状，杨仝等人创新性地提出附加式框架、通用数据结构和频数估计专用数据结构等记录单个数据包信息，从而实现网络流量信息的精确记录。更进一步提出弹性网络测量方法，设计了弹性sketch概率数据结构，该数据结构对网络带宽、CPU利用率和网络流量特征的变化具有很好的适应性。与传统算法不同，提出的算法基于一种数据结构可同时支持六种网络测量任务，具有很好的通用性，相比现有专用算法，测量精度提高2到273倍、速度提高44倍，显著提高了网络测量的速度和精度。目前该团队已在六种软硬件平台上实现该弹性sketch。该文也发表在SIGCOMM会议上。

越过荆棘  探索神秘的网络世界

中国科技飞速发展的背后，是科研人员的创新挑战，科研之路或许荆棘密布，但为了探索神秘的网路世界，杨仝依然选择埋首前行。

“大数据应用对现有存储系统在性能、容量、可扩展性和可靠性等方面提出了重大技术挑战。新型非易失性存储器件（Non-Volatile Memory，NVM），如3D-Xpoint、忆阻器RRAM等，具有高性能、大容量和非易失等特性，弥补了现有存储体系架构中内外存特性差异。基于NVM构建大数据存储软硬件系统，可以较好地满足大数据存储对容量、性能与功耗等方面的需求。”对于自己的研究，杨仝有着清醒且明确的认知。

2016年以来，杨仝先后负责了“新型大数据存储技术与平台”和“高时效、可扩展的大数据计算模型、优化技术与系统”两项国家重点研发计划的子课题研究。杨仝还先后主持了两项国家自然基金项目，一项面上基金、一项青年基金。 

披星戴月的付出，终于看到了曙光，他和团队于2018年发表的ACM SIGKDD 2018论文的Heavy Guardian算法在“今日头条”数据中心得到应用，预计可节省软硬件资源成本达1000万元人民币以上，具有良好的经济效益。

一分耕耘一分收获，杨仝的科研之树，此时已硕果累累，他不但获得了2018年度ACM SIGCOMM China新星奖，更是在国际顶级会议期刊（CCF A类）发表一作或者通信作者论文22篇，其中，在领域排名第一的国际会议SIGCOMM、SIGMOD、SIGKDD发表论文5篇，发表了北京大学首篇SIGCOMM和Transactions on Networking论文，被国家自然基金委网站报道2次。相关研究成果部署在华为网络设备、今日头条数据中心、Redis数据库中，为维护网络质量、实现国家网络安全防护提供了技术支撑。值得一提的是，杨仝取得的这些成果依靠的是一个三十多人的本科生团队，在取得成绩的同时也培养了人才，让本科生接触到了国际前沿研究。杨仝带领的本科生团队也是北京大学信息科学技术学院历史上本科生发表论文质量最高、数量最多的团队。最近，杨仝正带领着本科生团队朝着数学猜想与数据结构的交叉方向开展研究，这是一项艰难的挑战，国内外尚没有团队在研究。

面对成就，杨仝没有停下科研的脚步，“网络世界大有可为，我们还有很多工作要做。”杨仝的科研故事已经开始，接下来，他将继续用自己的智慧书写更多、更精彩的“网络故事”。