2026 年 10 月 5 日至 8 日,第 34 届 IEEE 国际网络协议会议(IEEE International Conference on Network Protocols,ICNP 2026)在美国亚利桑那州坦佩市举行。北京大学计算机学院吴文斐课题组的论文《VeriNC: Finding Design Risks of In-Network Computing Systems》获得本届会议最佳论文奖(Best Paper Award)。论文第一作者为我院博士生白天宇,吴文斐助理教授为通讯作者,合作者包括我院王浩清、中山大学张晓溪以及 Meta 公司张颖。
在网计算(In-Network Computing,INC)让交换机等网络设备直接参与计算,是加速分布式训练、大数据分析等大规模分布式系统的重要途径,近年来已在张量聚合、键值缓存、分布式锁等多类应用中得到采用。然而,在网计算要求网络设备最终输出正确的计算结果,而网络传输本身是“尽力而为”的,丢包、乱序、重复随时可能发生;交换机又没有可靠传输层、没有循环、片上内存有限,无法像通用服务器那样自行纠错。两者之间存在结构性矛盾,协议设计中极易留下只在特定丢包与并发交错下才会触发的缺陷,而传统测试无法穷举这些情形。VeriNC 首次为在网计算系统提供了通用的设计级验证工具:研究者用一种高层规约语言描述协议逻辑,并配置可靠、丢包或乱序等网络环境;VeriNC 将规约编译为状态转移模型,由模型检查器穷举所有线程交错与网络异常,找出导致系统执行错误的具体网络环境与执行轨迹,并翻译回研究者熟悉的节点与报文形式,辅助修复设计缺陷。针对状态空间爆炸,工作提出了基于 INC 对象独立性的输入空间约简、同类节点对称性消除和网络非确定性约束三项优化,使验证可在数秒至数十秒内完成。课题组用 VeriNC 建模了九个代表性在网计算系统,在其中七个系统中发现了违反终止性、缓存一致性、锁互斥等关键性质的设计缺陷,并在六个开源系统的真实实现上复现了全部违例,相关作者已确认这些是设计阶段的疏漏。VeriNC 还在课题组发表于 ACM SIGCOMM 2026 的在网集合通信协议 EPIC 的设计过程中得到应用,在发表前即排除了一处缓冲区管理隐患。工具已全部开源。
IEEE ICNP 创办于 1993 年,是计算机网络领域历史最悠久、最具影响力的国际学术会议之一,由 IEEE 通信学会主办,聚焦网络协议与网络系统的设计、分析、实现与验证。会议每年从全球投稿中仅评选一篇最佳论文,评选极为严格,授予最具原创性与影响力的研究成果。此次获奖是对吴文斐课题组在在网计算方向长期积累的认可,也体现了我院在网络系统研究领域的国际影响力。

图 1 IEEE ICNP 2026 最佳论文奖证书

图 2 颁奖现场