云計算環境下的海量戰場信息處理

王佩　董書濤

[摘要]云計算為復雜的海量戰場信息處理提供了基礎設施，助于提升了信息服務的質量。文章從云計算的信息處理技術和應用優勢入手，對基于云計算環境下的海量信息存儲、分析、計算及查詢處理進行了探討。期望通過本文粗淺的研究能夠對完善海量戰場信息處理方法提供一些有價值的幫助。

[關鍵詞]云計算環境 戰場信息 處理技術

當前指揮專網、局域網等支撐的指揮網站已經采用B/S與C/S相結合的方式提供服務，B/S解決了遠程服務問題，C/S解決了身份認證問題，這種結合的方式在地方金融、證券等安全保密要求較高的領域得到了普遍應用。指揮網站系統還采取了桌面式類似手機APP的服務方式，這種方式欄目一目了然、操作便捷靈活、終端維護簡單。加之各應用終端之間的互聯互通互操作，使得作戰力量完全處于一個“無處不網、無時不網、人人在網、時時在線”的云環境中，戰場云服務已成為現實。

一、云計算的戰場信息處理技術概況

云計算是一種能夠通過網絡以便利的、按需付費的方式獲取網絡、服務器、存儲、應用和服務等計算資源，并提高其可用性的模式，這些資源來自于一個共享的、可配置的資源池，并能夠以最方便、快捷和無干預的方式獲取和釋放。其對戰場信息處理技術可歸納為以下幾個方面。

1.1戰場信息的分布式存儲技術

云計算存儲數據的主要方式即為分布式存儲，也是在未來戰場上用于存儲戰場海量信息的主要手段，這在一定程度上確保了戰場信息的高可靠性、可用性和經濟性。其中戰場海量信息存儲的高可靠性主要是借助冗余存儲方式來實現，通過可靠的指揮平臺有效彌補硬件方面存在的不足。因為云計算系統需要滿足異地配置的大規模作戰單元、作戰力量使用需要，因此必須要使數據存儲技術具備超強的傳輸速率和吞吐量的功能，才可以并行的為所有應用終端提供信息服務，分布式存儲方式恰恰滿足了這一要求。

1.2戰場信息的虛擬化技術

在虛擬化技術中，被虛擬的實體是各種各樣的IT資源，這些資源主要包括網絡、存儲、文件、系統、軟件、服務器等。在云計算環境下，作戰指揮平臺虛擬化的解決方法是通過網絡將各級各類指揮信息系統進行整合，其集服務器、應用軟件、相關服務、數據庫系統以及網絡設備等于一體，支撐戰場海量信息在虛擬化條件下高效運轉，給指揮人員和作戰力量帶來真正意義上的虛擬化服務。

1.3戰場信息的高效管理技術

目前，云計算數據管理技術中最常用和最知名的技術是BigTable和Hbase。由于云計算的作戰指揮應用目的是因為要實時的處理分析較大的作戰數據集以完成各指揮終端提交的計算任務，因此云計算數據管理技術必須要有對戰場海量信息的高效管理能力，同時還要能從戰場海量信息中提取出特定的信息，以此來滿足指揮人員的應用需求。

1.4戰場信息的并行處理技術

隨著參戰力量、任務類型的多元化，指揮信息系統需要同時向眾多用戶提供互不相同的信息服務，所以云計算的編程模型必須確保后臺復雜的并行計算和任務調度，這是有效利用云計算資源的基礎也是前提。當前，諸多行業的云計算一般采用的編程模型是Map Reduce，該模式若應用于作戰指揮中可為并行信息系統的戰場信息處理提供簡單、實用、高效的解決方法，其優勢在于歸并成本、性能更佳、處理更快、效果更好、部署更容易。

二、云計算的戰場信息處理應用優勢

當前世界主要軍事強國一直加緊推進云計算在軍事信息領域的應用研究和部署，其目的是希望通過云計算將在戰場上助力奪取信息優勢，從而進一步轉化為決策優勢和作戰優勢，以實現向“網絡中心戰”轉型。

2.1可提供實時、安全的信息處理平臺

在戰場云計算環境下，“云”將信息處理終端和計算分布在不同的服務器上，信息處理系統不再單純在本地服務器上處理和分析數據，“云”中的信息可根據指揮需求進行共享使用。

當“云”中的部分服務器、計算中心遭敵摧毀或干擾，以及因設備原因出現故障時，整個系統仍然可以保持良好的正常運行，并能通過部署新的服務器，更新信息處理軟件來維持和優化“云”的性能，從而達到信息處理實時化和戰場適用性、安全性。

2_2可提供科學、精準的指揮決策信息

由于偵察監視系統的智能化、一體化程度不斷提高，獲取的戰場信息必將呈爆炸式增長，同時隨著戰場局勢的瞬息萬變和作戰節奏的加快，信息的價值性會隨著時間的推移而逐漸降低，因此在作戰過程中對戰場海量信息處理的準確性、及時性要求越來越高。在云計算環境下，各種偵察監視系統、各類傳感器等獲取的戰場信息全部匯集到“云”中，由指揮專網上的云計算中心、服務器組共同進行超大規模的計算任務，實時的處理海量的戰場信息，瞬間完成數據融合、情報分析、態勢展示等信息處理活動，為指揮人員決策提供了可靠的信息保障。

2.3可提供動態、可視的戰場態勢信息

未來戰場所面臨的威脅不僅僅來自陸、海、空、天，更多的是來自外層空間、網絡空間、電磁空間，因此必須要使整個戰場空間在參戰人員眼下實現全方位透明化，才能快速奪取戰場信息權。云計算恰好可為每一個授權應用終端及時準確、直觀形象地提供作戰所需的戰場信息，輔助指揮人員在“云”中通過指揮終端實時掌握作戰對手的兵力部署、火力配置、裝備部署、部隊機動狀態、展開隊形、戰斗情況、協同動作等，以及戰場氣象、水文、地理、電磁環境等信息，為指揮員決策提供了足夠的戰場信息。除此之外，指揮人員和作戰力量還可通過云終端在戰場的任何地點、任何角落都能完全查看戰場的整體情況，對任何作戰環節、作戰流程都了如指掌，大大提高了作戰指揮的有效性。

三、云計算環境下戰場信息處理方法

云計算環境下要使戰場信息處理最大限度的滿足作戰指揮需求，離不開云計算的相關數據處理技術作支撐。未來作戰過程中，戰場上產生的數據基本上呈現出數據量大、數據類型多、增長速度快等三個特征，如何駕馭這些價值密度相對較低的大規模戰場信息，深度挖掘出更多的高價值情報，是當前急需解決的重要問題。云計算的提出為戰場海量信息的處理提供了一個有效的平臺，其關鍵技術可支撐戰場海量信息快速、準確的處理。

3.1云計算環境下的戰場信息存儲方法

由于作戰指揮應用需求特性和信息資源條件的不同，云計算環境下的海量戰場信息存儲與傳統計算環境下的技術有著顯著的差別，信息存儲主要依靠大規模分布式文件系統和分布式數據庫系統。其原因是各級指揮機構異地配置在廣闊的作戰區域，如果建立軍兵種各自的存儲系統，將會存在經濟投入和維護成本較高，而且專業性管理難度大，以及可伸縮性不強、支撐指揮員決策的信息量不充足等諸多問題。為此，建立戰場云數據中心存儲設施，通過簡單的網絡Web服務接口，將所有作戰力量所獲取的戰場信息實時傳輸至云端，并按需使用分布式存儲服務，充分利用了云計算平臺的專業化、規模化、集約化等優勢，即獲得了經濟便捷的云存儲服務，又可為共享戰場信息提供良好的平臺基礎。

3.2云計算環境下的戰場信息分析方法

在戰場海量信息存儲在云中的前提下，各指揮終端在分析處理信息時如果采用信息下載回本地計算機再進行處理的方式，將會出現指揮終端不具備分析處理大規模信息的功能和信息傳回本地產生信息延遲等問題。因此，云計算環境下，戰場信息處理不可采用先存儲后處理分析的模式，而是在云中對數據流進行實時的、智能的分析。具體是采用分布式的并行計算方法對生成戰場綜合態勢一項大的任務盡量分解成許多彼此相對獨立的子任務，而后分配到多個服務器上同時執行，并且云中的各種資源在所有服務器之間實時共享，最后經對各子任務匯總操作后，展示最終處理分析的結果。這種使得各級各類指揮人員、作戰人員可以在戰場上支配無窮無盡的計算資源和信息資源，確保了戰場海量信息處理分析的高效性和可靠性，大幅提升了作戰指揮的效能。

3.3云計算環境下的戰場信息查詢方法

通過云計算平臺，將戰場上所有服務器整合成為一個云系統，每個服務器則成為云系統中的一個節點。從而組成了信息資源利用率高，信息查詢速度快、成本低的信息查詢系統。當戰場綜合態勢不能夠支撐指揮員作出精確決策的時候，需要查詢相關的戰場信息作為補充，為此在云計算環境下，指揮人員可向云中提出查詢要求，并將提問式提交給查詢代理，查詢代理將查詢提問式發送至云中的各個服務器，并對各節點上的存儲服務器中的信息進行分析排序，得出與所需信息相關度排在前列的服務器，同時對這些存儲服務器進行并行分布式查詢，最后將查詢結果重新整合按相關度排序后傳輸到查詢界面，供指揮人員參考使用。與傳統的本地查詢方式相比，云計算環境下的信息查詢是云中的所有服務器同時向指揮人員提供服務，大幅縮短了查詢的時間，并且在云中海量信息集挖掘出用于指揮決策的信息，其價值性相對較高。