全球信息栅格通讯才能建模

全球信息栅格通讯才能建模

全球信息栅格(GIG)是美军全力打造的军事电子信息体系，是未来网络中心战的根底。深化研讨全球信息栅格对进步我军信息化水平，推动以信息技能革新为主体的新军事革新，具有十分重要的含义。从全球信息栅格概念、开展规划、体系结构下手，要点对GIG通讯才能制作进行研讨，深化剖析了GIG通讯体系结构参阅模型，并与传统0SI模型进行比较;研讨了GIG通讯根底设备制作和通讯信息安全制作。最终，给出了GIG对戎行信息化制作的几点启示。

O 引 言

全球信息栅格(GIG)是在全球范围内作业的一个超大规模信息体系，是新时期、新战略、新思维下的产品。它能供给一套增值功用来援助信息处理、存储和传送，并完结人网互动、网络办理、信息分发办理、信息确保等功用的最优化，它是未来散布核算机技能开展的趋势。在军事范畴，全球信息栅格经过改造现有的“烟囱式”体系，整合现有的各种信息资源，构成一个能够完结“陆、海、空、天”多维信息的互联、互通网络，把“传感器网、核算机网和兵器渠道网”融为一体的现代化信息作战网，为打赢未来信息化战役奠定了坚实根底。

l 全球信息栅格开展规划和体系结构制作

1.1 GIG开展规划

1999年5月，美国国防部在发布的国防信息根底设备主方案8.0版——完结GIG，提出了制作GIG的完好想象，2001年6月，美国国防部在《网络中心战陈述》中提出制作全球信息栅格网方案。依据方案，全球信息栅格将分三个阶段完结：在现在阶段是集成现有的网络和处理设备，树立联接各兵种和总部现有体系的集成信息环境，开始构成集成的体系体系结构概念蓝图;2010年，开始建成全球信息栅格未来体系体系结构蓝图，并具有初始作战才能;2020年GIG全面完结制作，具有按需分配信息带宽、主动信息办理、端到端的全面互操作才能。

1.2 GIG体系结构制作

体系结构是体系的根本结构，它规矩了体系的组成准则、组成部分以及各部分活动之间的联系和完结这些联系的办法。GIG是一个规模宏大的体系，包括一切戎行专用的和租借的通讯和核算体系，以及这些体系的各种软件、数据、运用、服务和保密事务。GIG的结构结构分为5层，如图1所示。

GIG体系结构的规划与开发以通讯和核算机体系为依托，政策是将国防部范围内具有不同体系结构的各种信息归纳集成为具有单一体系结构的体系，以处理各类信息体系集成和互操作的问题。GIG体系结构能够从作战视图、体系视图和技能视图3个视点进行描绘。作战、体系、技能视图3个体系结构之间的扼要联系如图2所示。

1.2.1 作战视图

GIG的作战视图描绘在特定的布景下施行一个特定设想，为作战时供给所需求的作战要素、使命、活动以及信息流。它具有信息传送、信息存储、信息处理、人与GIG交互、网络办理、信息分发办理和信息安全确保7项功用。

1.2.2 体系视图

体系视图能够描绘为完结确保和支撑作战的功用要求所需求的体系以及互相之间的衔接联系。对单个体系而言，体系视图包括要害节点、电路、网络、作战渠道等物理衔接、方位及标识，规矩体系及组成部分的性能参数。关于一个域而言，体系视图阐明多个体系怎么衔接和进行互操作以及特定子体系的内部结构和运转。

1.2.3 技能视图

GIG的技能视图选用联合技能体系结构，技能视图首要是处理各部件的安置、交互以及互相依赖联系的一组最小规矩。技能视图为各个技能体系的完结供给指导政策，在此政策下拟定工程标准，制作通用构筑块并树立生产线。

2 全球信息栅格通讯才能制作

通讯才能制作意在创立一个归纳通讯网，为作战人员供给稳健的、动态的、灵敏的信息企业环境。战场空间内每一种资源都是可衔接的，都能够生成、处理或传送信息。地上、机载、海上通讯部分都选用清晰界说、可互操作的协议与接口，完结战术级的有用数据交流、作战级的动态信息同享、战略级的灵敏决议方案拟定和分发。

2.1 GIG通讯体系参阅模型

GIG通讯体系结构参阅模型是依据OSI模型和TCP/IP模型提出的，首要分为7层，如图3所示。其间物理层、数据链路层和网络层是通讯子网，与数据移动密切相关。服务层、运用层是资源子网，首要是网络中触及数据处理的部分。传输层坐落资源子网和通讯子网之间，是通讯子网和资源子网的桥梁。使命层是GIG所特有的，针对军事使命需求提出的，是特定运用程序的调集体。GIG通讯体系模型的每一层担任一项详细的作业，然后把数据传送到下一层。GIG通讯体系结构参阅模型与OSI参阅模型的特性比较见表1。

物理层 是GIG通讯体系参阅模型的最底层，是整个开放体系的根底。物理层为设备之间的数据通讯供给传输媒体及互连设备，为数据传输供给牢靠的环境根底。物理层传输数据的单位是比特。

数据链路层 处理两个相邻结点之间的通讯问题，完结两个相邻结点链路上无差错的协议数据单元传输。数据链路层传输的协议数据单元称为数据帧。

网络层 通讯子网的最高层，它联系到通讯子网的运转操控，表现了网络运用环境中资源子网拜访通讯子网的办法。网络层的首要使命是设法将源结点出的数据包传送到意图结点，然后向传输层供给最根本的端到端的数据传送服务。

传输层 担任数据通讯的最高层，使命是依据通讯子网的特性，最佳的运用网络资源，为两个端体系的服务层之间，供给树立、维护和撤销传输衔接的功用，担任端到端的牢靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

服务层 安排2个会话进程之间的通讯，并办理数据的交流。它处理在2个通讯体系中交流信息的表明办法，供给从互联网到IP地址的映射。

运用层 供给通用的和特定使命的运用程序。它确认进程之间通讯的性质，以满意用户的需求。它不只供给运用程序所需求的信息交流和长途操作，而且还要作为运用程序的用户署理来完结一些为进行信息交流所有必要的功用。

使命层 供给来自运用层的、完结一项详细军事使命所必需的、特定运用程序的调集体。使命层的功用是：将运用层传递的数据转换成供兵器体系或联网作战人员运用的有用信息;将作战使命分解成若干个详细步骤，确认为完结这些详细步骤所需的运用程序;告诉运用层用户要调用的运用程序，并按履行次序完结调用。

2.2 GIG通讯根底设备制作

充沛运用现有体系结构的特色，完结体系的兼容性、可扩展性和互操作性，以便使其既能习惯已有的信息环境，又答应新技能的嵌入。

依据美国防部2004年1月的联合转型路线图，针对通讯根底设备首要分三个部分进行要点制作：地上段、无线或无线电段和空基段。

(1)地上段制作

依据光纤技能，首要包括GIG带宽扩展(GIG~BE)方案。首要用于进步美国国防部现有通讯网络中最繁忙部分的传输容量，为全球范围内的首要军用核算机中心供给更大的带宽和高生存性的通讯。美军现有的GIG带宽扩展技能首要有密布波分多路复用技能、在数据链路层和网络层运用已在商业上老练的技能、在网络层运用MPLS树立虚拟私家网络并完结加密功用、兼容原有网络体系、激光通讯技能、布置宽带互联网等。2005年12月，美国国防信息体系局(IUSA)宣告GIG—BE已完结彻底作战才能，运用OC一192(10 Gb/s)信息高速衔接了DISN中的100多个主干节点。到2010年前估计推出1 700部能够运用的宽带终端，它所能供给的瞬时可交流带宽为4.875 GHz，传输容量为1.2～3.6 Gb/s。

(2)无线或无线电段制作

无线或无线电段制作将依据可编程、模块化的联合战术无线电体系(JTRS)，具有接纳与发射RF频谱内运用的多种波形与网络衔接协议的才能，可为作战人员供给RF频谱内笔直与水平的网络衔接，向各级队伍指挥官供给话音、视频与数据等事务。2006年2月美国JTRS联合方案履行办公室将本来依照“集群”区分的配备形状改成了依照“区域”区分，开始分为：地上区域、机载和海上区域、网络企业区域和专用无线电区域。

(3)空基段制作

空基段将依据激光技能的带宽通讯卫星，能供给带宽得到巨大进步的通讯才能和依据互联网协议的一体化、多部分网络衔接才能，完结空中与空中情报、监督以及侦查材料的全球实时衔接。美军方案未来5～10年，晋级和替换现有的通讯卫星体系。用宽带补网卫星替换DSCSⅢ，用移动用户政策体系替换UFO体系，用先进的极高频体系替换Milstar体系。

2.3 通讯信息安全制作

安全保密性联系到GIG技能的胜败，相同的信息被敌军截获并运用，将会给我军带来沉重的冲击，乃至决议战役的输赢。为此，早在2001年美国国防科学委员会(DSB)就向美国国防部提交了《疆土防护——防护性信息战》的陈述，陈述中指出了对GIG的信息确保的施行方案。现在通讯信息安全制作首要技能有虚拟私家网络(VPN)和深度防护战略(DID)。

(1)虚拟私家网络

虚拟私家网络是多个地理上涣散的，由通讯网络衔接起来的站点的调集。运用多协议标识交流(MPLS)技能组建起互相独立的VPN，各个VPN仅仅逻辑上互相阻隔，某个VPN上的信息不能被其他的VPN内的用户检查和更改，这样VPN就确保了其信息在逻辑上的私有性。

(2)深度防护战略

深度防护其中心思维是在GIG的主机、网络和支撑根底设备等多个层次上装备、维护和监督信息安全设备，维护信息和信息体系抵挡网络进犯，使入侵者在攻破一层防护后立刻遇到另一层的防护。深度防护战略将各种有用的防护办法组合在一起，使各种防护办法互相补偿缺点，以抵挡各种进犯手法，为信息寻求最牢靠的防护。

3 GIG对我军信息化制作的启示

3.1 从作战需求动身，加强体系结构研讨

技能一直跟着需求改动而不断发生改变，学习美国GIG开展的成功经验，从作战需求剖析动身，构建合适我军的通讯体系体系结构。以作战需求为根底，使得开发的产品更有针对性。信息技能的开展已改动了传统的战役根本规律，作战重心、会集兵力等战法中心要素发生了改变，战役出现了无序性、非线性等形状，这就决议了有必要针对新的作战款式，充沛了解实践的作战需求和存在的问题，加强体系结构方面的研讨，为通讯体系顶层规划打好体系结构结构。

3.2 走军民通讯制作相结合之路，进步我军通讯根底设备制作才能

与美军比较，我军的通讯根底设备制作比较单薄，各种专用网络之间不能完结有用的互联、互通，作战指挥渠道、传感器渠道、射手渠道还不能完结无缝衔接，因而，有必要加速推动我军的通讯根底设备制作。而要想多快好省的搞好通讯根底设备制作，有必要走军民通讯结合之路，将军民通讯力气和通讯设备各个部分互相衔接成有机的全体，构成军用通讯和民用通讯协调开展的机制。降低成本、高效能地进步军事通讯才能，不只能战时敏捷树立掩盖全球、立体布置的军事通讯网络，平常也能够有用地运用军事通讯网络资源支撑国家经济制作，到达民用通讯和军事通讯全体优化的意图。

3.3 进步信息安全意识，加强我军通讯网络安全制作

传统的军事通讯网络较简略，互连较少，因而多会集在信息保密技能的研讨。未来军用通讯网络要杂乱的多，而且战役对信息体系的依赖性越强，通讯网络安全问题变得越重要。经过对美军GIG体系关于通讯网络信息安全的知道和研讨，结合实践情况加强我军通讯网络安全制作。

4 结 语

未来的战役必定是信息化、网络化的战役，战场信息瞬息万变，谁能及时把握信息谁就能把握战役的主动权，GIG正是在完结网络中心战的根底上提出来的，它是赢得未来信息化战役要害所在。该文经过对全球信息栅格通讯才能制作进行深化的研讨，期望对我军军事信息化制作由渠道中心站向网络中心站改变供给必定的参阅和协助。