摘要:基於雲計算的作戰數據服務架構的最大特點就是平臺化,所有的作戰數據資源存儲在統一的平臺上,並由平臺提供各種定製化的服務和功能,這是一種透明、動態、可定製的服務模式,能在體系框架穩定的基礎上最大程度滿足不同軍兵種、不同作戰規模、不同作戰樣式下的作戰數據服務需求。立足於優化基礎支撐數據資源,爲提高作戰數據建設水平,分析了雲計算技術優勢和特點,研究了未來戰場作戰數據服務需求,提出基於雲計算的作戰數據服務整體框架,並對系統設計進行了簡要介紹。

摘要:作戰數據建設中存在數據標準不規範、數據服務不靈活、數據擴展性不強等現實問題,一定程度上制約了指揮信息系統的建設發展及組織運用。立足於優化基礎支撐數據資源,爲提高作戰數據建設水平,分析了雲計算技術優勢和特點,研究了未來戰場作戰數據服務需求,提出基於雲計算的作戰數據服務整體框架,並對系統設計進行了簡要介紹。

關鍵詞:雲計算;作戰數據;框架

中圖分類號:TP393文獻標誌碼:A文章編號:1008-1739(2019)10-66-3

0引言

作戰數據是信息化條件下作戰指揮的基礎支撐,是確保指揮信息系統有效運行的基本資源,作戰數據建設與指揮信息系統建設是同步發展、密不可分的。隨着基於信息系統的體系作戰能力的發展,作戰數據服務也將發揮越來越重要的作用。構建一個功能完整、靈活實用、安全可靠、使用方便的作戰數據服務平臺是雲計算時代對作戰指揮的迫切要求,也是今後研究的重點。

隨着信息技術的進步,作戰數據建設經歷了從無到有、從無序到有序、從分散到集中的過程。當前,作戰數據建設正朝着標準化、一體化、網絡化、平臺化方向發展,而云計算技術的出現爲實現該目標提供了有效的技術支撐。在作戰數據建設方面,雲計算技術的出現也必將對其建設模式和運用方式等產生重要的影響。

1雲計算

1.1定義

雲計算通過將各種互聯的計算、存儲、數據和應用等資源進行有效整合並實現多層次的虛擬化與抽象,有效地將大規模的計算資源以可靠服務的形式提供給用戶,從而將用戶從複雜的底層硬件邏輯網絡協議、軟件架構中解放出來[1]。至少包括提供應用服務的雲應用、支撐應用服務的雲平臺和提供IT基礎架構的雲中心3個層次的內容[2]。

綜上所述,雲計算是運行於互聯網之上,通過整合、管理和調配各種計算機資源,以服務的方式爲用戶提供各種應用的計算模式。

1.2特點

作爲一種新的計算形態,雲計算具有以下特點:

(1)計算能力成爲一種可以方便獲取的商品

雲計算以較低的成本提供了高性能的計算能力,而這種高性能的計算能力就如同日常生活中的水、電一樣容易獲取和使用,只需按實際使用的情況支付一定的費用即可。既節省了本地建設的費用,也避免了資源的浪費,體現了綠色環保的理念。

(2)雲計算平臺非常靈活,可以按需求進行調節

雲計算對用戶是完全透明的,這就保證了雲計算的內部可以根據實際需求調整其結構和資源配置而不影響用戶的使用。雲計算通過虛擬化技術,把分佈在不同物理位置的計算機聚合在一起,形成一個具有超強計算能力的虛擬操作系統爲用戶提供服務,並且可以根據需求動態調整自身資源。

(3)雲計算提供了更加安全可靠的數據存儲服務

在雲服務中,數據存儲在專門的雲數據服務器中,並通過嚴格的數據管理策略防止數據的非法訪問,同時雲平臺採用強大的數據備份和恢復機制,數據被分成若干部分存儲在不同的服務器中,每一份數據又保存若干份拷貝,保證了數據的安全性[3]。

1.3基本層次

雲計算可分爲4個層次。①基礎設施層:主要由分佈在不同位置的數據中心組成,這些容量巨大的數據中心構成了雲計算的硬件基礎;②雲計算平臺層:雲計算操作系統,是雲計算的核心層,通過分佈式網絡系統技術把數以百萬計的計算機管理起來,形成一個邏輯上統一的超級計算機;③應用層:主要由滿足各行業的應用軟件構成;④服務層:各種應用和計算都以服務的方式對外提供,用戶根據業務的需要請求不同的服務。

2雲計算與作戰數據服務

2.1作戰數據服務發展現狀及不足

近年來,隨着基於信息系統體系作戰能力的發展,作戰中所涉及的數據也隨之不斷增長,作戰數據服務正日益成爲制約信息系統建設和組織運用水平提高的“瓶頸”,主要表現在以下幾個方面:①作戰數據服務缺乏規範化,信息系統對作戰數據進行了不同程度的格式化處理,但由於標準不統一,使得作戰數據的格式化工作差別較大,難以形成可共享的數據服務機制;②作戰數據服務不夠靈活,不能針對不同需要進行定製,沒有根據用戶操作習慣和計算機特點提供多樣化的訪問操作;③作戰數據服務擴展性不強,不能提供數據類別動態管理、數據過濾、統計分析等擴展功能,難以根據用戶需求的變化進行擴展;④作戰數據服務對網絡支持有限,在網絡環境下作戰數據服務工作不能高效協同、快速反應能力弱,影響作戰指揮效能。

2.2雲計算的優勢

雲計算是一種全新的計算模式,通過互聯網把數量龐大的計算機組織成一個邏輯上統一的超級計算機,形成一個巨大的資源池,提供超過任何單個計算機的計算能力,它的特點和優勢對作戰數據服務產生重要的影響,主要體現在以下幾個方面:①爲作戰數據服務的規範化提供了新的思路。作戰數據服務工具可作爲一種雲計算的資源對外提供,各軍兵種以相同的方式按權限獲取服務,以一致的方式進行與作戰數據相關的操作。作戰數據服務工具由專門的機構進行維護,對作戰數據進行統一的格式化,並根據需要及時更新。②爲實現高度靈活、可定製的作戰數據服務環境提供了平臺。在雲計算中,可以構建靈活的作戰數據服務環境,並把其功能按需求劃分成不同的服務,而其內部組織機制和實現細節對用戶而言是透明的,用戶只需獲得與其業務相關的服務即可,而當系統不滿足用戶需求時,只需增加相應的服務即可。這不但提高了用戶使用體驗和關注度,也保證了系統擁有足夠的擴展性。③爲作戰數據的安全存儲提供了一種安全可靠的解決方案。在雲計算中,數據中心專門用於存儲數據,強大的數據容錯與恢復機制加之多層加密技術,確保了數據的可靠性和安全性[4]。

3作戰數據服務功能設計

基於雲計算技術的作戰數據服務中,需要考慮的因素較多,比如使用對象、使用方式以及與不同信息系統交互等問題,系統應具備以下幾個功能特徵。

(1)分層管理,按需使用

整個系統分爲2部分進行管理,雲端由一個專門機構進行管理,保證系統有效可靠地運行,並對系統進行及時的更新;用戶端不需要安裝任何應用軟件,只需安裝瀏覽器,雲端提供了所有需要的軟件資源。當用戶需要進行作戰數據訪問時,不需要下載即可開始使用,極大方便了用戶的工作。系統充分體現了“以人爲本”的理念,用戶只需要使用系統的部分功能,而不必獲得整個軟件,提高了工作效率。

(2)提供靈活多樣的軟件服務

系統應包括所有與作戰數據服務工作相關的軟件資源,並且能夠不斷進行更新和完善。系統應根據雲計算動態性的特點爲用戶提供動態可定製的軟件服務,不斷滿足不同業務的需求。

(3)提供安全可靠的數據存儲服務

系統應利用雲計算強大的數據存儲能力提供安全可靠的數據存儲服務,用戶不用再擔心數據的損壞或丟失,並且數據隨取隨用,不需要進行復雜的操作[5]。

4作戰數據服務結構設計

通過對雲計算層次結構的分析並借鑑其他雲計算模型,提出了一種基於雲計算的作戰數據服務的體系結構,主要由基於雲計算的作戰數據服務客戶端、基於3層架構的作戰數據服務平臺和雲計算平臺構成,如圖1所示。

4.1客戶端

系統把用戶所需內容通過瀏覽器呈現給用戶,用戶通過瀏覽器與系統進行交互,系統能夠爲不同的用戶提供不同的功能服務和不同的操作界面。

4.2作戰數據服務平臺

該平臺是系統的支撐,是整個系統正常運行的基礎,主要作用是識別用戶所需的服務,並通過調用雲計算平臺的接口爲上層提供相應的功能。表示層是系統與用戶進行交互的界面,負責與用戶的會話處理;業務邏輯層負責處理表示層的應用請求,對其進行業務處理的邏輯判斷。對需要調用數據處理的則交由數據處理層進行處理並接收其處理結果,否則,直接調用雲計算平臺的接口,由雲計算平臺進行處理。

該平臺包括了5個模塊:管理模塊、數據處理模塊、訪問模塊、存儲模塊和應用軟件模塊。管理模塊主要進行作戰數據的管理;數據處理模塊是基礎模塊,主要爲用戶提供多種類型的數據轉換和分類功能,並可進行一些常見的數據格式轉換和處理工作;訪問模塊是核心模塊,爲用戶提供基本的訪問功能,用戶根據需要選擇不同的作戰數據進行訪問;存儲模塊提供虛擬的網絡硬盤,可實現用戶隨時隨地使用自己的作戰數據,同時,用戶可通過網絡硬盤實現作戰數據的共享;應用軟件模塊主要包括與作戰數據密切相關的一些應用模塊,比如數據統計和數據分析等。

4.3雲計算平臺

雲計算平臺是系統的核心部分,也是整個系統最底層的基礎模塊。用戶所有的服務請求最終都轉化爲對雲計算平臺服務接口的調用。所有的請求由雲計算平臺處理完畢後再由接口將結果依次傳遞給用戶。雲計算平臺主要包括數據存儲、計算和管理三大模塊。存儲模塊用於存儲與作戰數據相關的各種數據,比如作戰能力數據、戰場環境數據和作戰行動數據等等;計算模塊主要是將來自用戶的計算任務拆分,然後再派發到雲中具備相應功能的節點進行分佈式的並行計算,待處理完成之後再將結果收集,統一整理後逐層返還給用戶;管理模塊實現數據的管理的優化,以及對雲中各節點的組織[6]。

5結束語

基於雲計算的作戰數據服務架構的最大特點就是平臺化,所有的作戰數據資源存儲在統一的平臺上,並由平臺提供各種定製化的服務和功能,這是一種透明、動態、可定製的服務模式,能在體系框架穩定的基礎上最大程度滿足不同軍兵種、不同作戰規模、不同作戰樣式下的作戰數據服務需求。

當然,隨着人們對信息化條件下戰爭的不斷深入認識,對作戰數據的需求也會不斷髮生變化。因此,必須深刻把握作戰數據組織與運用的特點規律,以作戰需求爲牽引,採用先進的信息技術和設計理念,不斷提升作戰數據服務建設水平,形成作戰數據體系保障能力。

參考文獻

[1]許曉馮.淺談雲計算及其應用[J].信息化研究,2010,36(11): 4-7.

[2]黃鎮聖.雲計算技術與應用分析[J].網絡財富,2010(12): 256-257.

[3]陳濤.雲計算理論及技術研究[J].重慶交通大學學報(社會科學版)2009,9(4):104-106.

[4]肖華明,張龍.基於雲計算的軍隊信息化建設研究[J].科海故事博覽·科技探索,2010(11):25.

[5]王佳雋,呂智慧,吳傑,等.雲計算技術發展分析及其應用探討[J].計算機工程與設計,2010,31(20):4404-4409.

[6]王鵬.走近雲計算[M],北京:人民郵電出版社,2009.

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