大數據技術在靶場的發展應用

楊晰

摘要：當今世界已經進入了大數據和云計算引領的信息技術新時代。新的信息架構正在引發各行業工作模式和思維方式的變革，航天領域也不例外。大數據及其相關技術受到國內外學者的高度關注，靶場有必要深入思考并主動探索大數據時代下自身的建設發展。

關鍵詞：大數據；云計算；航天；信息化；網絡空間

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0075-02

1 引言

當今時代的最大特征就是網絡化和大數據，即萬千事物都能轉化為基于網絡互聯下的數據形式。在大數據時代，網絡正在成為人類肌體的一部分，或者說它是人類為自己的生存而營造的非自然生態環境。

云計算是大數據誕生的前提和必要條件，它為大數據提供了存儲空間和訪問渠道，而大數據則是云計算的靈魂和核心發展方向。目前，典型的Hadoop和開源Openstack 等云平臺匯集虛擬化、分布式計算、分布式文件系統、分布式數據庫、彈性存儲、高性能計算和可視化等大數據技術。

在航天大數據技術應用方面，NASA已經走在了世界的前列，建立了開源綜合云服務平臺Nebula、和云計算平臺iRODS、在Hadoop集群中應用MapReduce模型處理月表照片、彈性存儲和并行處理火星軌道器任務等航天大數據洪流。

2 數據中心數據體系結構

數據中心的服務器、網絡設備、存儲設備等資源依托基礎資源管理系統提供的云平臺管理功能，形成統一的數據中心資源池，為用戶的各種應用提供計算、網絡和存儲服務。數據中心網絡拓撲結構如圖1所示。

數據中心綜合利用內部數據資源，利用數據管理與發布系統提供的功能，采用項目分解、分類樹、數據標準化、數據編碼和元數據等方式，對數據進行規范和關聯，依托云平臺和數據分析挖掘系統提供的工具，以統一門戶的方式提供強大的應用服務功能，主要包括流程控制、業務流轉、預警提示、在線瀏覽、查詢檢索、多維查看、關聯查看和決策支持等。

2.1 技術體系結構

數據中心建設運用云理念，采用“邏輯集中、物理分散”的分布式架構，搭建“四橫兩縱”（四橫即基礎設施層、數據支撐層、應用支撐層和應用層，兩縱即安全保障和運維管理）的技術體系結構，如圖2所示。其中，基礎設施層對應云資源（IaaS）層，主要基于云計算和云存儲技術，提供對海量試驗數據存儲及數據高性能計算的底層支撐，同時實現基于軟硬件資源的分布式調度，保障資源的動態平衡和擴展；數據支撐層和服務支撐層對應云平臺（PaaS）層，主要提供了大量成熟、穩定、可靠的開發功能組件，實現對數據管理平臺、數據匯集、系統總線等上層應用的組裝式開發，為上層應用的定制開發提供了高效、可靠的保證，同時，作為基地數據中心的交換樞紐，采用面向服務架構，構建系統訂閱分發與服務管理總線，為多體制的數據處理需求建立平臺級服務；應用層對應云服務（SaaS）層，主要用于構建統一的數據管理服務、數據挖掘分析服務和高性能計算服務。

2.2 基礎設施層

基礎設施層由硬件設施、基礎軟件和共用軟件組成，為數據中心數據采集、處理、應用和展現提供運行穩定、安全可靠的基礎支撐環境。其中，硬件設施包括服務器、存儲設備、網絡設備和高性能計算設備等；基礎軟件包括服務器操作系統、桌面操作系統、數據庫管理系統、中間件和辦公軟件等；共用軟件包括資源管理、調度管理、運行監控、虛擬化、用戶管理和安全管理等。

2.3 數據支撐層

數據支撐層包括數據采集、數據存儲和數據處理分析挖掘3個部分。通過對已建信息系統數據的抽取和在線/離線數據填報等方式實現數據的采集，并對采集過程實施質量管理；對采集到的數據進行抽象形成數據中心目錄數據和元數據，按照數據分類，實現基礎數據、服務與模型數據、主題數據等的有效存儲；為用戶進行數據資源的深度開發應用提供相應的技術手段，包括數據組織、數據管理、數據檢索、數據發布、業務建模、數據倉庫、聯機分析處理、報表/圖表/儀表板/駕駛艙、大數據分析等工具。

2.4 應用支撐層

主要包括服務總線和應用開發、運行、管理2大部分。服務總線基于SOA架構，在技術上將數據支撐層、應用服務和協議等進行有序集成，提供了穩定可靠、通用化的服務總線，包括數據集成接口、數據轉換、協議轉換、注冊發布、交換路由、監控調度等；應用開發、運行、管理主要為用戶進行業務應用開發提供便捷、可靠的環境支撐，包括應用引擎、流程引擎、數據管理、業務應用開發運行、權限安全管理等。

3 大數據在靶場發展的思考

3.1 構建數據中心的重要提升

大數據是與自然資源、人力資源一樣重要的資源，由航天任務產生的數據量龐大且正在飛速增加，將單純的保存數據變為科學化的持有數據并加以利用，將數據背后的知識挖掘出來變得尤為重要。

3.2 構建可視化的任務模擬與仿真系統

構建一個能夠為網絡空間對抗裝備提供逼真試驗環境的靶場，引導和推動網絡空間作戰攻防手段和能力的提升。現有的經驗已經證明，利用逼真的環境對武器裝備進行試驗，評估其作戰效能，是推動武器裝備發展的必由之路。網絡空間對抗裝備具有目標針對性強、技術發展變化快、效能評估困難等特點，網絡空間對抗裝備試驗必須在高逼真的環境下開展，用先進的評估對其對抗效能進行分析評估，掌握其對抗特性，才能有效支持網絡空間對抗裝備的發展。

4 結語

大數據不僅是一種工具、一種戰略，更是一種世界觀和文化，大數據時代不僅意味著巨量的信息，更體現了對信息的高度重視和推崇。對于靶場試驗，大數據的簡單算法比小數據的復雜算法更有效，靶場大數據是指不用隨機分析法這樣的捷徑，二采用所有過程數據的方法，即全數據模式，樣本等于總體。未來試驗將利用所有的數據，而不在僅僅依靠一小部分數據。

參考文獻

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