大数据技术在靶场的发展应用

杨晰

摘要：当今世界已经进入了大数据和云计算引领的信息技术新时代。新的信息架构正在引发各行业工作模式和思维方式的变革，航天领域也不例外。大数据及其相关技术受到国内外学者的高度关注，靶场有必要深入思考并主动探索大数据时代下自身的建设发展。

关键词：大数据；云计算；航天；信息化；网络空间

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0075-02

1 引言

当今时代的最大特征就是网络化和大数据，即万千事物都能转化为基于网络互联下的数据形式。在大数据时代，网络正在成为人类肌体的一部分，或者说它是人类为自己的生存而营造的非自然生态环境。

云计算是大数据诞生的前提和必要条件，它为大数据提供了存储空间和访问渠道，而大数据则是云计算的灵魂和核心发展方向。目前，典型的Hadoop和开源Openstack 等云平台汇集虚拟化、分布式计算、分布式文件系统、分布式数据库、弹性存储、高性能计算和可视化等大数据技术。

在航天大数据技术应用方面，NASA已经走在了世界的前列，建立了开源综合云服务平台Nebula、和云计算平台iRODS、在Hadoop集群中应用MapReduce模型处理月表照片、弹性存储和并行处理火星轨道器任务等航天大数据洪流。

2 数据中心数据体系结构

数据中心的服务器、网络设备、存储设备等资源依托基础资源管理系统提供的云平台管理功能，形成统一的数据中心资源池，为用户的各种应用提供计算、网络和存储服务。数据中心网络拓扑结构如图1所示。

数据中心综合利用内部数据资源，利用数据管理与发布系统提供的功能，采用项目分解、分类树、数据标准化、数据编码和元数据等方式，对数据进行规范和关联，依托云平台和数据分析挖掘系统提供的工具，以统一门户的方式提供强大的应用服务功能，主要包括流程控制、业务流转、预警提示、在线浏览、查询检索、多维查看、关联查看和决策支持等。

2.1 技术体系结构

数据中心建设运用云理念，采用“逻辑集中、物理分散”的分布式架构，搭建“四横两纵”（四横即基础设施层、数据支撑层、应用支撑层和应用层，两纵即安全保障和运维管理）的技术体系结构，如图2所示。其中，基础设施层对应云资源（IaaS）层，主要基于云计算和云存储技术，提供对海量试验数据存储及数据高性能计算的底层支撑，同时实现基于软硬件资源的分布式调度，保障资源的动态平衡和扩展；数据支撑层和服务支撑层对应云平台（PaaS）层，主要提供了大量成熟、稳定、可靠的开发功能组件，实现对数据管理平台、数据汇集、系统总线等上层应用的组装式开发，为上层应用的定制开发提供了高效、可靠的保证，同时，作为基地数据中心的交换枢纽，采用面向服务架构，构建系统订阅分发与服务管理总线，为多体制的数据处理需求建立平台级服务；应用层对应云服务（SaaS）层，主要用于构建统一的数据管理服务、数据挖掘分析服务和高性能计算服务。

2.2 基础设施层

基础设施层由硬件设施、基础软件和共用软件组成，为数据中心数据采集、处理、应用和展现提供运行稳定、安全可靠的基础支撑环境。其中，硬件设施包括服务器、存储设备、网络设备和高性能计算设备等；基础软件包括服务器操作系统、桌面操作系统、数据库管理系统、中间件和办公软件等；共用軟件包括资源管理、调度管理、运行监控、虚拟化、用户管理和安全管理等。

2.3 数据支撑层

数据支撑层包括数据采集、数据存储和数据处理分析挖掘3个部分。通过对已建信息系统数据的抽取和在线/离线数据填报等方式实现数据的采集，并对采集过程实施质量管理；对采集到的数据进行抽象形成数据中心目录数据和元数据，按照数据分类，实现基础数据、服务与模型数据、主题数据等的有效存储；为用户进行数据资源的深度开发应用提供相应的技术手段，包括数据组织、数据管理、数据检索、数据发布、业务建模、数据仓库、联机分析处理、报表/图表/仪表板/驾驶舱、大数据分析等工具。

2.4 应用支撑层

主要包括服务总线和应用开发、运行、管理2大部分。服务总线基于SOA架构，在技术上将数据支撑层、应用服务和协议等进行有序集成，提供了稳定可靠、通用化的服务总线，包括数据集成接口、数据转换、协议转换、注册发布、交换路由、监控调度等；应用开发、运行、管理主要为用户进行业务应用开发提供便捷、可靠的环境支撑，包括应用引擎、流程引擎、数据管理、业务应用开发运行、权限安全管理等。

3 大数据在靶场发展的思考

3.1 构建数据中心的重要提升

大数据是与自然资源、人力资源一样重要的资源，由航天任务产生的数据量庞大且正在飞速增加，将单纯的保存数据变为科学化的持有数据并加以利用，将数据背后的知识挖掘出来变得尤为重要。

3.2 构建可视化的任务模拟与仿真系统

构建一个能够为网络空间对抗装备提供逼真试验环境的靶场，引导和推动网络空间作战攻防手段和能力的提升。现有的经验已经证明，利用逼真的环境对武器装备进行试验，评估其作战效能，是推动武器装备发展的必由之路。网络空间对抗装备具有目标针对性强、技术发展变化快、效能评估困难等特点，网络空间对抗装备试验必须在高逼真的环境下开展，用先进的评估对其对抗效能进行分析评估，掌握其对抗特性，才能有效支持网络空间对抗装备的发展。

4 结语

大数据不仅是一种工具、一种战略，更是一种世界观和文化，大数据时代不仅意味着巨量的信息，更体现了对信息的高度重视和推崇。对于靶场试验，大数据的简单算法比小数据的复杂算法更有效，靶场大数据是指不用随机分析法这样的捷径，二采用所有过程数据的方法，即全数据模式，样本等于总体。未来试验将利用所有的数据，而不在仅仅依靠一小部分数据。

参考文献

[1]于志坚，侯金宝.大数据时代的航天靶场遥测思考.遥测遥控，2015.5.

[2]苏丽，张博为，谌明，卢满宏.大数据技术在航天领域发展与应用.遥测遥控，2015.3.

[3]孙翱.大数据时代的网电空间试验与靶场建设.第十八届中国遥测遥控科技大会论文集，2014.9.