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“交往”既是哲學(xué)中的重要范疇,也是當(dāng)代西方哲學(xué)關(guān)注的熱點問題。胡塞爾提出“交互主體論”,認(rèn)為人們在生活世界中進行著生動的、充滿“人格主體態(tài)度”的交往。哈貝馬斯以“交往行為理論”著稱,認(rèn)為交往是主客體間的相互關(guān)系,而不是主體與客體之間的單向關(guān)系,交往的目的就是要達成人與人之間的理解和共識。馬克思認(rèn)為,人的本質(zhì)是一切社會關(guān)系的總和,而社會關(guān)系是在人與人的社會交往中形成的。因此,從根本上說,交往是人的社會本性的體現(xiàn),同時它又確證和實現(xiàn)著人的本質(zhì)??梢?,交往理論直接產(chǎn)生于人們對人自身的深切關(guān)懷,它關(guān)于人的主體間性、實踐性、生活性的交往特點和交往本質(zhì)的觀點,對當(dāng)前我國的德育改革和德育發(fā)展具有重要的啟發(fā)和借鑒意義。
《交往德育論》一書將交往理念引入高校德育領(lǐng)域,從交往理論視角對德育進行了全新的詮釋,提出交往視域中的高校德育本質(zhì)上是一種特殊的交往形式,是屬于以“人”的世界為對象的主體間的交流,是人的自覺性的社會實踐活動。作者把“灌輸”作為與“交往”相對應(yīng)的理論范疇,對兩者的性質(zhì)和特點進行了比較,認(rèn)為前者具有強制性,后者具有解放性;前者具有工具性,后者具有人本性;前者具有被動性,后者具有主動性。在此基礎(chǔ)上,作者指出,交往德育與傳統(tǒng)的灌輸式德育有著本質(zhì)的不同,它指向的是人的完整的精神世界,是一種意義關(guān)系情景化的“主體間性”教育。它是訴諸于師生和生生主體之間的、自主的、平等的、創(chuàng)造性的主動參與,是規(guī)范原則的共生、共享,并以此促進師生的共同發(fā)展。它的目標(biāo)始終朝向人類生存和發(fā)展,有著對人性與人格關(guān)懷的執(zhí)著,旨在通過德育實踐致人以覺解和新生。其價值主要體現(xiàn)在:以交往實踐觀為指導(dǎo),從關(guān)注受教育者的全面發(fā)展出發(fā),遵循受教育者生命的完整性存在、主體性存在、獨立性存在的基本理念,在大力弘揚受教育者主體性的基礎(chǔ)上,不斷提升他們的個體覺悟和人生價值,積極引導(dǎo)他們自覺地由個人主體向類主體、個人獨立人格向類主體人格提升,把受教育者培養(yǎng)成為一個具有自由個性、國際視野和人類意識的世界歷史性的個人和社會歷史活動的主體。
作為一種與傳統(tǒng)灌輸?shù)掠煌牡掠砟?,作者提出的交往德育立往理論,將交往作為德育新體系構(gòu)建的邏輯起點,認(rèn)為德育應(yīng)在交往中進行,并且最終還是要回歸交往的生活世界,從而達到促進人的全面發(fā)展的目的。
一、4G本地回傳網(wǎng)的規(guī)劃及建設(shè)
4G本地回傳網(wǎng)的規(guī)劃原則是:回傳網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需向基站負(fù)責(zé),保證每個基站在任何時候達到峰值時都能正常工作。所以在接入層不做帶寬收斂,帶寬測算方式為:N個基站所需帶寬=(N-1)*平均帶寬+峰值帶寬,即當(dāng)接入環(huán)所有接入基站達到平均帶寬的同時,仍然允許至少一個基站達到峰值。4G基站與2G/3G基站對回傳帶寬的要求不同,2G/3G基站回傳帶寬的峰值出現(xiàn)在接入基站用戶最多的時候,而4G基站的峰值帶寬出現(xiàn)在接入用戶最少的時候。
4G基站忙時一個扇區(qū)接入多個用戶,這些用戶的頻譜效率因為無線信道的不同形成一定的分布,各用戶頻譜效率有高有低,整個扇區(qū)的頻譜效率處在一個中間狀態(tài)。所以忙時扇區(qū)平均帶寬=平均頻譜效率x系統(tǒng)頻寬。4G基站閑時一個扇區(qū)如僅接入一個用戶,且無線信號足夠好,整個扇區(qū)可以達到峰值頻譜效率。所以閑時4G基站的帶寬=峰值頻譜效率x系統(tǒng)頻寬,理論上可達到100M(單扇區(qū),不加擾)。根據(jù)仿真及試驗,按系統(tǒng)頻寬20M、3扇區(qū)、支持4*2MIMO,對于同頻組網(wǎng):一個扇區(qū)的平均帶寬約為27M,S111的站即為27x3=80M,理論峰值220M。如采用異頻組網(wǎng),理論峰值可達240M。
基站流量明確后,可結(jié)合路網(wǎng)、業(yè)務(wù)點分布,分區(qū)制定方案。逐步明確匯聚節(jié)點位置和面積,細(xì)化主干接入光纜路由和纖芯配置等。4G回傳網(wǎng)建設(shè)時,還要分析各類業(yè)務(wù)、各個區(qū)域的特點,根據(jù)所在區(qū)域的客戶價值、業(yè)務(wù)密集程度、業(yè)務(wù)發(fā)展的,合理選擇差異化管線覆蓋策略及接入技術(shù)和組網(wǎng)模式。
二、4G回傳網(wǎng)建設(shè)案例
以南方某省為例,根據(jù)4G中期目標(biāo),用戶規(guī)模預(yù)計2000萬。核心層出口帶寬測算模型:戶均單向流量500kbps,并發(fā)比例10%,包頭冗余1.204,帶寬冗余1.15??傻脺y算出小型本地網(wǎng)約需20G帶寬,中型本地網(wǎng)約需60G帶寬,大型本地網(wǎng)約需300G帶寬。匯聚層可部署OTN或以O(shè)TN+PTN的組網(wǎng)方式,其中OTN作為傳輸通路,PTN作為業(yè)務(wù)匯聚收斂。利用兩種設(shè)備的優(yōu)勢互補,可提升匯聚環(huán)帶寬,節(jié)省匯聚機房空間,保障4G的可持續(xù)發(fā)展。接入層可采用GE設(shè)備或10GE設(shè)備,其中10GE接入擴展能力強,但接入環(huán)中節(jié)點多,故障隱患大。GE組網(wǎng)采用總線方式,組網(wǎng)靈活,開通速度快,但部分熱點區(qū)域存在未來帶寬不足的風(fēng)險。在實際組網(wǎng)時要根據(jù)區(qū)域情況區(qū)別使用兩種接入方式。
關(guān)鍵詞:云計算;物聯(lián)網(wǎng);智慧營區(qū);綜合信息服務(wù)平臺
中圖分類號:TP311.5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)01-0-04
0 引 言
營區(qū)是軍隊人員工作、訓(xùn)練、生活的場所,是后勤保障的重要組成部分,是形成戰(zhàn)斗力的依托。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,信息技術(shù)已深入到營區(qū)建設(shè)的各個領(lǐng)域,構(gòu)建以信息技術(shù)為依托的現(xiàn)代化營區(qū)已成為當(dāng)前營區(qū)建設(shè)的重要內(nèi)容。當(dāng)前智慧營區(qū)是信息化發(fā)展的新階段,云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)為智慧營區(qū)的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支持,推動著現(xiàn)代化營區(qū)的跨越式發(fā)展,智慧營區(qū)建設(shè)方案與系統(tǒng)架構(gòu)也成為當(dāng)前的研究熱點之一。
本文闡述了智慧營區(qū)的內(nèi)涵特征,介紹了云計算、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術(shù),給出了智慧營區(qū)的建設(shè)目標(biāo)及建設(shè)內(nèi)容,提出了基于云平臺的智慧營區(qū)架構(gòu),最后介紹了智慧營區(qū)綜合服務(wù)平臺。
1 智慧營區(qū)內(nèi)涵特征及相關(guān)技術(shù)
1.1 智慧營區(qū)的內(nèi)涵
所謂智慧營區(qū),是以營區(qū)的數(shù)字化信息為基礎(chǔ),以計算網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)手段為依托,全面感知營區(qū)資源,整合營區(qū)業(yè)務(wù)內(nèi)容,提高營區(qū)信息資源利用率,融合服務(wù)和管理理念,提升營區(qū)服務(wù)效能,為營區(qū)人員提供便捷的信息化服務(wù)。之所以稱為智慧營區(qū),是因為智慧營區(qū)以技術(shù)視角,強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代技術(shù)的應(yīng)用;以人的視角,強調(diào)了以人為本和可持續(xù)創(chuàng)新;以營區(qū)為視角,強調(diào)了營區(qū)的智慧及服務(wù)效果。智慧營區(qū)是繼數(shù)字營區(qū)之后信息化營區(qū)發(fā)展的高級形態(tài),是數(shù)字營區(qū)的高級發(fā)展階段,具備全面透徹感知、泛在互聯(lián)、海量數(shù)據(jù)、智能融合、可持續(xù)創(chuàng)新和綜合服務(wù)等特點。
智慧營區(qū)建設(shè)要適應(yīng)營房保障信息化的發(fā)展要求,以提高營區(qū)服務(wù)保障需求為目的,遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一平臺”的設(shè)計思想,堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、需求牽引,突出重點、分步實施,資源共享、綜合集成”的建設(shè)原則,實現(xiàn)“狀態(tài)實時反映、設(shè)備實時控制、信息實時統(tǒng)計、服務(wù)保障高效”。智慧營區(qū)在建設(shè)過程中要與營區(qū)通信、網(wǎng)絡(luò)、安防和業(yè)務(wù)處理等信息系統(tǒng)進行融合建設(shè),在綜合布線、數(shù)據(jù)共享、操作使用和管理維護等方面統(tǒng)一規(guī)劃,同時充分考慮安全可靠性,實現(xiàn)營區(qū)管理自動化、指揮控制自動化、安全防范體系化、保障可視化和業(yè)務(wù)辦公網(wǎng)絡(luò)化,全面改善部隊營區(qū)管理水平,高效調(diào)度管理各種營區(qū)信息資源,滿足各種情況下部隊快速保障的需要。
1.2 云計算技術(shù)
云計算是基于網(wǎng)絡(luò)的一種計算模式,利用非本地或遠程服務(wù)器的分布式計算機,通過并行計算、分布式計算、網(wǎng)絡(luò)存儲等技術(shù),將很多計算機整合到一起,通過基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Iaas)、平臺即服務(wù)(Paas)、件即服務(wù)(Saas)等模式實現(xiàn)運營,讓用戶可以方便快捷的實現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用共享。云計算還具有高可靠性、超大規(guī)模、可擴展性等特征。
云計算平臺是智慧營區(qū)中最重要的高集成、高智能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺,是智慧營區(qū)大量數(shù)據(jù)收集、存儲、分析和服務(wù)系統(tǒng)的保障平臺,能夠統(tǒng)一提供給用戶服務(wù),構(gòu)建云計算平臺已成為大型現(xiàn)代化營區(qū)信息化設(shè)計和建設(shè)需要考慮的重要內(nèi)容。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,綜合運用射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、二維碼技術(shù)以及衛(wèi)星定位技術(shù)等信息感知技術(shù)手段,按照約定的協(xié)議,將物品和網(wǎng)絡(luò)連接起來進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧營區(qū)中構(gòu)建物聯(lián)感知系統(tǒng),實現(xiàn)對營區(qū)內(nèi)各種對象的感知、定位與控制,實現(xiàn)人與物、物與物之間的信息交換,其實質(zhì)是將智慧營區(qū)中各種基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)銜接在一起,實現(xiàn)信息的匯總、融合,并對獲取的信息進行綜合分析、智能處理,形成一個完整綜合的融合系統(tǒng),改變了以往個別設(shè)施功能的疊加模式,實時掌握各感知對象的詳細(xì)信息,為形成正確決策提供依據(jù)。物聯(lián)感知系統(tǒng)可用于營區(qū)設(shè)施設(shè)備控制、營區(qū)安防系統(tǒng)、營區(qū)綜合服務(wù)等方面。
1.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)
大數(shù)據(jù)技術(shù)是指從高頻率獲取的、大容量的、不同結(jié)構(gòu)和類型的數(shù)據(jù)中獲取價值,而設(shè)計的新一代架構(gòu)和技術(shù)。大數(shù)據(jù)具備4V特點,即Volume(海量)、Variety (多樣)、Velocity(實時)、Value(價值)。一個大數(shù)據(jù)系統(tǒng)從邏輯上可以分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用展現(xiàn)五個層次。其中包含海量存儲、實時流數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化、聯(lián)機分析處理、并行計算、NoSQL(Not only SQL非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫)數(shù)據(jù)庫等技術(shù)。
智慧營區(qū)建設(shè)必然帶來數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長,大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠提供工具來解決營區(qū)管理所面臨的問題,在海量數(shù)據(jù)環(huán)境和業(yè)務(wù)中實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)快速存儲、顯示、多條件檢索等,更好地解決營區(qū)管理、服務(wù)、安全等問題,大數(shù)據(jù)能夠提供科學(xué)規(guī)劃、實時監(jiān)測、精確治理、高效服務(wù)功能,為管理人員提供強大的決策支持,提高決策效率和服務(wù)水平。
2 智慧營區(qū)的建設(shè)內(nèi)容
當(dāng)前,軍隊營區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)任務(wù)日趨重要,建設(shè)現(xiàn)代化營區(qū),需要對營區(qū)現(xiàn)狀進行充分掌握和了解,當(dāng)前營區(qū)信息化建設(shè)主要存在以下幾點問題:
(1)大多數(shù)營區(qū)尚未進行數(shù)字化改造,不具備營區(qū)信息要素感知、處理功能,部分營區(qū)構(gòu)建的信息系統(tǒng)受當(dāng)時建設(shè)的技術(shù)水平和資金限制,數(shù)字化程度不高,應(yīng)用效果較差,營區(qū)信息化建設(shè)不均衡。
(2)構(gòu)建的營區(qū)系統(tǒng)中的集成化、智能化程度不高,多數(shù)系統(tǒng)獨立運行,沒有實現(xiàn)集成聯(lián)動功能,大多還需要人工手動作業(yè),處理速度大受影響;
(3)目前進行的數(shù)字化營區(qū)建設(shè)多數(shù)未考慮當(dāng)前云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用,仍舊采用傳統(tǒng)的技術(shù)進行建設(shè),可能會導(dǎo)致應(yīng)用效果較差。
因此,針對以上問題,對于現(xiàn)代化智慧營區(qū)建設(shè),必須充分利用新技術(shù),充分重視數(shù)據(jù)的存儲、分析和數(shù)據(jù)的重復(fù)建設(shè),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通,實現(xiàn)各類信息資源的動態(tài)分配和均衡負(fù)載,按照全生命周期管理要求,建立營區(qū)保障的生命周期業(yè)務(wù)模型和全過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系流,優(yōu)化、重組和再造營區(qū)相關(guān)業(yè)務(wù)流程,有效管理各個系統(tǒng)業(yè)務(wù)之間的關(guān)系,統(tǒng)一管理應(yīng)用接口,構(gòu)建一體化營區(qū)公共綜合服務(wù)平臺,實現(xiàn)智能化管理,為營區(qū)提供科學(xué)化決策。
智慧營區(qū)的建設(shè)關(guān)鍵是打破傳統(tǒng)的將IT基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)設(shè)施分裂開的方法,將各個應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息資源進行有效整合與集成,從數(shù)字營區(qū)到智慧營區(qū),不但要融合全新的服務(wù)理念,還要具備全面的管理信息和業(yè)務(wù)的共享機制,不斷優(yōu)化流程、提升管理水平。智慧營區(qū)建設(shè)內(nèi)容如圖1所示。
2.1 構(gòu)建營區(qū)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)
布設(shè)營區(qū)設(shè)備網(wǎng),加裝設(shè)備控制箱,聯(lián)通局域網(wǎng),建成營區(qū)物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)實時交換。構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的核心是在營區(qū)綜合信息網(wǎng)基礎(chǔ)上,建立智能設(shè)備與信息網(wǎng)相連接的網(wǎng)絡(luò),主體是工控網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)。
2.2 設(shè)施設(shè)備智能改造和智能識別
對營區(qū)供水、供電、供熱等設(shè)施設(shè)備進行智能改造,實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備智能管控。目前來看,主要是把機械式的儀表更換為具有感知、信息傳輸、可以控制的數(shù)字式儀表。對工程、裝備和營具等加裝射頻識別卡或粘貼可讀的二維條碼,標(biāo)識基本屬性和管理責(zé)任,實現(xiàn)裝備營具的智能識別與管理。核心是采用自動識別設(shè)備,通過相應(yīng)的管理軟件實現(xiàn)裝備營具智能識別?;诟鞣N智能感知的硬件建設(shè)基礎(chǔ),營區(qū)管理人員就可以自動收集各類營房數(shù)據(jù)。
2.3 建立信息融合平臺
信息融合是智慧營區(qū)建設(shè)的核心,由各類應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、存儲服務(wù)器等組成,這些設(shè)備通過云計算網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。通過建立的信息融合平臺,構(gòu)建包括通用數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、保障數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的多源、異構(gòu)、全過程、全要素云計算中心,具備“全、通、新、用”特點,“全”指覆蓋所有涉及的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);“通”指實現(xiàn)所有業(yè)務(wù)無縫管理、所有數(shù)據(jù)互聯(lián)互通;“新”源自生命周期循環(huán)的內(nèi)動力,實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在生命周期不同環(huán)節(jié)的產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)、更新和共享的常態(tài)化與自動化,保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和現(xiàn)實性;“用”指所有管理行為在統(tǒng)一平臺上協(xié)同辦公。
2.4 統(tǒng)一的管理服務(wù)平臺
營區(qū)公共綜合服務(wù)平臺基于統(tǒng)一平臺框架,實現(xiàn)資源共享、信息匯集、應(yīng)用整合和綜合服務(wù)等功能,智慧營區(qū)綜合管理服務(wù)平臺的建設(shè)包括很多子系統(tǒng),建議設(shè)立營區(qū)專用控制室,配置相關(guān)信息硬件設(shè)備,集成部署各種信息融合平臺、服務(wù)平臺、設(shè)施設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)等信息軟件系統(tǒng),提供營區(qū)保障和管理信息化手段。
在智慧營區(qū)建設(shè)過程中,最重要的是掌握擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),避免智慧城市建設(shè)受制于人,避免出現(xiàn)信息安全方面的問題。智慧營區(qū)建設(shè)總體規(guī)模龐大,是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,且存在地域差異性問題,要按照不同營區(qū)的類型、級別,適應(yīng)不同營區(qū)類型進行智慧營區(qū)設(shè)計及建設(shè)。在智慧營區(qū)建設(shè)中,需要遵循規(guī)范化、集中統(tǒng)一管理、開放性、松耦合、穩(wěn)定性、可持續(xù)性、易用性、安全性的建設(shè)原則。
3 智慧營區(qū)云平臺架構(gòu)
云計算技術(shù)通過強大的實體基礎(chǔ)架構(gòu)平臺提供云計算服務(wù),將云計算技術(shù)應(yīng)用到營區(qū)建設(shè),可以充分利用整合現(xiàn)有的硬件資源,降低軟件的開發(fā)和采購成本,在有限的資金和時間等條件下進行營區(qū)信息化建設(shè)。在借鑒很多國內(nèi)外智慧城市、智慧營區(qū)的規(guī)劃設(shè)計基礎(chǔ)上,本文提出了一種基于云平臺的智慧營區(qū)規(guī)劃設(shè)計模型。
智慧營區(qū)云平臺框架如圖2所示,從下而上可分為應(yīng)用基礎(chǔ)層、應(yīng)用平臺層、應(yīng)用層和綜合服務(wù)平臺,框架以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)為核心,提供簡便的物聯(lián)接入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算等融合服務(wù)能力引擎,具有按需所付和彈性擴展的共享服務(wù)能力。
IaaS層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與處理,該層由服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備組成的計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池和安全資源池組成,通過多樣的物聯(lián)網(wǎng)云終端設(shè)備,管理末端連接的機器設(shè)備或傳感器,收集數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)支撐層。基礎(chǔ)層用到的虛擬化技術(shù),將在硬件資源整合形成資源池,并負(fù)責(zé)物理設(shè)備自身和虛擬資源池的健康運轉(zhuǎn)和管理,提供統(tǒng)一的硬件資源,以便實現(xiàn)資源的動態(tài)分配,達到動態(tài)負(fù)載均衡,最終提高資源利用率。
PaaS層為各個應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的共享云服務(wù),能夠支撐實現(xiàn)多個獨立的服務(wù)功能,基于服務(wù)開放的接口實現(xiàn)各應(yīng)用,主要由云服務(wù)引擎、中間件平臺、數(shù)據(jù)平臺、云服務(wù)能力四個功能組件組成。云服務(wù)引擎是云平臺系統(tǒng)的核心,由終端接入服務(wù)連接各物聯(lián)網(wǎng)云終端,這些服務(wù)和其他服務(wù)都是基于PaaS框架承載,并在IaaS上運行。服務(wù)實現(xiàn)基于多租戶技術(shù),支持多個用戶用同一數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)模板。各功能服務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)云終端通過接入服務(wù)進行通訊。
SaaS層基于PaaS提供的接口來快速開發(fā)部署各類應(yīng)用,根據(jù)智慧營區(qū)涉及的各業(yè)務(wù)領(lǐng)域進行細(xì)分用部署。智慧營區(qū)的應(yīng)用主要包括營區(qū)人員生活、物資、裝備保障和各類業(yè)務(wù)管理等方面內(nèi)容,所有應(yīng)用都通過云平臺綜合信息服務(wù)進行展現(xiàn)。智慧營區(qū)綜合信息服務(wù)平臺應(yīng)采用B/S(瀏覽器)等模式,通過統(tǒng)一門戶服務(wù)提供統(tǒng)一的接入與業(yè)務(wù)界面,并根據(jù)不同的角色進行區(qū)別授權(quán),承載大數(shù)據(jù)的并行處理和可靠安全存儲服務(wù)能力,資源的虛擬化管理和彈性擴展可支撐發(fā)展所需的大并發(fā)吞吐量,大數(shù)據(jù)量,高運算性能的業(yè)務(wù)需求。營區(qū)內(nèi)各類人員可通過云計算平臺選擇和利用各類信息資源和服務(wù),同時信息管理人員能更好的管理營區(qū)資源、了解營區(qū)信息服務(wù)效果,優(yōu)化營區(qū)信息保障。
云管理平臺為整個智慧營區(qū)云平臺的運行提供管理功能,實現(xiàn)對資源、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)的管理工作,主要包括運維管理、資源管理、資源池管理接口、監(jiān)控管理和多中心管理架構(gòu)等功能模塊。業(yè)務(wù)管理平臺為智慧營區(qū)云平臺的業(yè)務(wù)運營提供管理功能,實現(xiàn)用戶管理、服務(wù)管理、統(tǒng)計分析、應(yīng)用監(jiān)控、安全管理等功能模塊。
云平臺涉及的技術(shù)很多,在智慧營區(qū)建設(shè)過程中,要充分考慮軍隊智慧營區(qū)建設(shè)的特殊性,重點研究虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)處理模型以及決策支持技術(shù)。
4 智慧營區(qū)綜合信息服務(wù)平臺
智慧營區(qū)綜合信息服務(wù)平臺為用戶提供各類服務(wù)的主要接口,信息服務(wù)平臺主要通過構(gòu)建營區(qū)信息服務(wù)網(wǎng)站等形式,提供營區(qū)各類業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的用戶界面,設(shè)置多級別訪問權(quán)限,為單位領(lǐng)導(dǎo)、營房管理人員和基層官兵及住戶等提供營區(qū)綜合信息服務(wù)。主要功能體系包括:
(1)業(yè)務(wù)信息處理:營房業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和設(shè)施設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)為營房日常管理辦公提供可視化集成環(huán)境。
(2)公用信息服務(wù):具有新聞、通知、公告,法規(guī)制度、營房知識查閱,工程建設(shè)、營房維修、水電消耗、住房分配、營具領(lǐng)等相關(guān)信息公示的功能。
(3)數(shù)據(jù)分析:是指對海量歷史數(shù)據(jù)按照一定的統(tǒng)計指標(biāo)進行統(tǒng)計計算和評價。特別對于時間序列數(shù)據(jù),通常會從I質(zhì)性、周期性、隨機性等方面進行考察。通過自相關(guān)性分析,可以得知這幾種典型特性的大致情況。通過與假設(shè)相關(guān)的指標(biāo)進行互相關(guān)性分析,能夠驗證指標(biāo)是否互相影響。
(4)管理決策支持:在營區(qū)平面圖或者三維圖上,任意查詢分棟建筑、設(shè)施設(shè)備、管網(wǎng)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息,營房住用、水電氣熱消耗、分類收費等管理信息,以及供水、供電、供熱、中央空調(diào)等設(shè)施設(shè)備的運行狀況。
(5)統(tǒng)一門戶服務(wù):為基層單位或者住戶提供定制的交互桌面,主要包括營房住用、水電消耗、供熱質(zhì)量、分類繳費和營房維修、營具請領(lǐng)、物資使用計價掛賬等信息查詢,以及網(wǎng)上報修、意見反饋、工作評議等功能。
(6)用戶管理授權(quán):采用信息權(quán)限的規(guī)則,對各用戶進行統(tǒng)一授權(quán);不同權(quán)限的用戶在信息位置、范圍、瀏覽內(nèi)容、信息刪改等方面具有不同權(quán)限,系統(tǒng)對權(quán)限自動管理,并且可以對權(quán)限范圍進行修改。
(7)其他信息服務(wù):可提供營房各類信息的管理服務(wù),包括信息檢索、文件查詢、更新、備份、刪除等維護操作;同時還可以提供信箱、留言等信息服務(wù)。
5 結(jié) 語
信息技術(shù)的不斷發(fā)展進步為現(xiàn)代營區(qū)建設(shè)帶來了新的契機,智慧營區(qū)規(guī)劃設(shè)計主要利用云計算等技術(shù)實現(xiàn)資源共享及合理利用,拓展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,為營區(qū)各類人員提供信息綜合服務(wù)平臺。從長遠發(fā)展來看,在營區(qū)建設(shè)中,通過加強頂層設(shè)計,有助于推動營房建設(shè)轉(zhuǎn)型,提高管理效率和決策水平。
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隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及化、商用化和寬帶化,多業(yè)務(wù)、多網(wǎng)絡(luò)的融合已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。寬帶城域網(wǎng)作為數(shù)據(jù)、語音、視頻及其它新興增值業(yè)務(wù)的承載平臺,當(dāng)設(shè)備和鏈路出現(xiàn)異常時,要求系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)能快速地恢復(fù),以滿足承載實時業(yè)務(wù)的需求。
2 城域網(wǎng)高可靠性規(guī)劃與故障快速恢復(fù)技術(shù)
2.1 城域網(wǎng)的可靠性設(shè)計與規(guī)劃
目前ISP的城域網(wǎng)一般采用核心層、匯聚層、接入層的三級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而規(guī)劃城域網(wǎng)時,核心層和匯聚層的可靠性尤為重要。城域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1中核心層設(shè)計為Ra和Rb兩個節(jié)點,向上連接城域網(wǎng)出口(Internet)。為了提高核心層鏈路帶寬和可靠性,需要在Ra和Rb之間增加一條冗余鏈路,并通過靜態(tài)路由的配置實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)備份和流量分擔(dān)。
具體方法是:在Ra上配置兩條靜態(tài)默認(rèn)路由,高優(yōu)先級指向城域網(wǎng)出口,低優(yōu)先級指向Rb。但一定要使Ra與城域網(wǎng)出口互聯(lián)的VLAN僅包含互聯(lián)的物理接口,這樣,在上行物理接口down掉后,VLANif接口也down掉了。保證了高優(yōu)先級的靜態(tài)路由失效,而低優(yōu)先的靜態(tài)默認(rèn)路由生效。為了提高匯聚層的可靠性,R1、…、Rn等節(jié)點的上行鏈路也需要分別增加一條冗余鏈路,然后通過cost值的設(shè)置實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)備份。
具體方法是:為R1上行主用鏈路設(shè)置的cost值要小于上行備用鏈路的cost值。這樣,在主用鏈路出現(xiàn)故障時,網(wǎng)絡(luò)流量可以切換到備用鏈路上行。
提高可靠性的另一種方法是動態(tài)路由協(xié)議的運用。對于不需要跨域通信的城域網(wǎng)可以選擇OSPF(Open Shortest Path First,開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議)協(xié)議。當(dāng)主用路由或節(jié)點發(fā)生故障導(dǎo)致原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑中斷時,OSPF對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑進行動態(tài)重新計算,自動使用備份鏈路,具有在減少網(wǎng)絡(luò)振蕩的同時路由變化收斂速度較快(平均為秒級)的優(yōu)點。通過加快鏈路之間Hello消息的發(fā)送頻率,加快OSPF計算速度和為路由更新消息設(shè)定高優(yōu)先級等優(yōu)化措施,OSPF可以實現(xiàn)小于1秒的收斂。對于需要跨域通信的城域網(wǎng),可以采用OSPF和BGP(Border Gateway Protocol,邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)對網(wǎng)絡(luò)進行合理的層次規(guī)劃,OSPF進行域內(nèi)設(shè)備的路由,BGP承載外部路由,域內(nèi)和域間路由協(xié)議的收斂相互獨立,互不影響,可以實現(xiàn)最快速度的收斂。但上述方法不能提供毫秒級的故障發(fā)現(xiàn)與恢復(fù),只能滿足于傳統(tǒng)IP業(yè)務(wù)。
2.2 故障快速恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用
為了實現(xiàn)電信級網(wǎng)絡(luò)要求的毫秒級故障恢復(fù)響應(yīng)時間,滿足用戶對實時多業(yè)務(wù)的需求,必須采取更為有效的技術(shù)。APDP(All Path Detection Protocol,全路徑檢測協(xié)議,當(dāng)前只支持FE、GE、POS三種物理接口)就是由華為公司開發(fā)的這樣一個新協(xié)議,主要用來完成對鏈路故障的迅速發(fā)現(xiàn)(毫秒至秒級別),然后通知其他特性,以支持上層應(yīng)用協(xié)議作出快速響應(yīng)。APDP需要和其他應(yīng)用一起使用,當(dāng)前主要支持的應(yīng)用特性包括接口備份和弱策略的50毫秒倒換。前者主要應(yīng)用在兩個路由器之間存在兩條不等值路由的場合,后者主要應(yīng)用在一臺路由器存在兩條分別到達兩臺路由器的不等值路由的場合(如圖1中的R1)。兩種應(yīng)用配置都非常簡單(請參考華為公司相關(guān)技術(shù)資料),但需要注意的是:APDP是通過hello報文的接收來檢測鏈路狀態(tài)的,接口在使能APDP后,hello報文的發(fā)送時間間隔設(shè)置得越短,檢測到故障的時間也越短,同時占用的鏈路帶寬也越大,因此要求設(shè)計者在二者之間選擇一個均衡點;還需要設(shè)置一個故障恢復(fù)時間,使得APDP檢測到故障之后不會立刻向上層應(yīng)用特性上報接口故障恢復(fù),以防止鏈路直接切換引起業(yè)務(wù)振蕩;為了進一步提高可靠性,還要在上行路由器的備份接口配置一個靜態(tài)ARP,這樣流量切換過來之后就不需要做ARP解析了。APDP的這兩種應(yīng)用均可以在50ms內(nèi)檢測到接口故障,并將流量切換到備份接口。
3 結(jié)束語
0 引 言
隨著信息化進程的不斷加快,計算機網(wǎng)絡(luò)已在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并給人類的生產(chǎn)、生活帶來了極大的便利和巨大的經(jīng)濟效益;但與此同時,計算機網(wǎng)絡(luò)安全問題卻日益突出,如何客觀、科學(xué)地評價計算機網(wǎng)絡(luò)安全已成為計算機網(wǎng)絡(luò)安全研究領(lǐng)域的重要課題。針對此問題,國內(nèi)許多學(xué)者都進行了相關(guān)研究并提出了多種評價方法,如層次分析法、模糊綜合評價法、灰色評價法等主觀評價方法[1]。主觀評價法在確定權(quán)重時隨意性大,受專家的經(jīng)驗和知識等因素影響,很難得出被廣為認(rèn)可的結(jié)論。
鑒于此,很多學(xué)者提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價方法,并取得了較好的評價效果[2?5]。但是,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法存在一些固有的缺點,如網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)不好確定、收斂速度慢、易陷入局部極值、過學(xué)習(xí)、推廣能力不強和訓(xùn)練需要大量數(shù)據(jù)樣本等問題。支持向量機(Support Vector Machine,SVM)是V.Vapnik等人于20世紀(jì)90年代在統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型機器學(xué)習(xí)算法,其克服了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法很多固有的缺點[6]。它通過結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化準(zhǔn)則較好地解決了以往許多機器學(xué)習(xí)方法中高維數(shù)、非線性和小樣本等難題,具有訓(xùn)練時間短、全局優(yōu)化、泛化性能好、適應(yīng)性強和抗干擾能力強等優(yōu)點,在預(yù)測、模式識別、系統(tǒng)辨識、故障診斷、優(yōu)化控制和數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[7]。
支持向量回歸機(Support Vector Regression,SVR)是支持向量機在回歸領(lǐng)域的應(yīng)用,被廣泛應(yīng)用于各種預(yù)測問題并取得了非常理想的效果。因此,本文利用支持向量回歸機來解決計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價問題。
1 計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系的構(gòu)建
建立科學(xué)、合理的評價指標(biāo)體系是進行計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價的基礎(chǔ)和前提,影響計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價的因素有很多,并且多種因素相互影響。評價指標(biāo)過多或過少都會影響評價的效果,評價指標(biāo)過多,存在重復(fù)性,會受干擾;評價指標(biāo)過少,可能所選的指標(biāo)缺乏足夠的代表性,會產(chǎn)生片面性。因此,構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系需要遵循指標(biāo)體系構(gòu)建的有關(guān)原則。
1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的原則
(1) 系統(tǒng)性原則。指標(biāo)體系應(yīng)能全面反映計算機網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)特征,指標(biāo)體系的整體評價功能大于各分項指標(biāo)的簡單總和。應(yīng)注意使指標(biāo)體系層次清楚、結(jié)構(gòu)合理、相互關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)一致,要抓住主要因素,以保證評價的全面性和可信度。
(2) 一致性原則。評價指標(biāo)體系應(yīng)與計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價目標(biāo)一致,從而充分體現(xiàn)評價活動的意圖,所選的指標(biāo)既能反映直接效果,又要反映間接效果。
(3) 獨立性原則。同層次上的指標(biāo)不應(yīng)具有包含關(guān)系,保證指標(biāo)能從不同方面反映計算機網(wǎng)絡(luò)安全的實際情況。
(4) 科學(xué)性原則。以科學(xué)理論為指導(dǎo),以計算機網(wǎng)絡(luò)安全要素以及其本質(zhì)聯(lián)系為依據(jù),定性與定量分析相結(jié)合,正確反映計算機網(wǎng)絡(luò)安全整體和內(nèi)部相互關(guān)系的特征。
(5) 可比性原則。計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價的指標(biāo)體系可比性越強,評價結(jié)果的可信度就越大。評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)的制定要符合客觀實際,便于比較。
1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系
本文在深入分析計算機網(wǎng)絡(luò)安全影響因素的基礎(chǔ)上,根據(jù)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則,從管理安全、邏輯安全和物理安全角度出發(fā),構(gòu)建了如圖1所示的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系。為了便于分析計算,管理安全、邏輯安全和物理安全三個二級指標(biāo)分別用A,B,C代替,二級指標(biāo)下的三級指標(biāo)分別用A1~A4,B1~B9和C1~C6代替。
2 計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)的規(guī)范化和安全等級
在進行計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價前,必須對通過各種方法得到的指標(biāo)值進行規(guī)范化處理。指標(biāo)包括定性指標(biāo)和定量指標(biāo)。一般來說,定性指標(biāo)和定量指標(biāo)的規(guī)范化方法有所不同。對于定性指標(biāo),由于其可能取值有多種,一般是通過建立一一映射或定性等級量化表來進行規(guī)范化;對于定量指標(biāo),一般是把指標(biāo)值映射為上、下限分別為1和0的實數(shù),這種數(shù)學(xué)變換關(guān)系是一個從實數(shù)集[R]到[0,1]的函數(shù),稱為指標(biāo)的規(guī)范化函數(shù)。
定性指標(biāo)也叫模糊性指標(biāo),通過專家打分可以將定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為確定指標(biāo),這種方法在實踐中經(jīng)常被采用。定性指標(biāo)的規(guī)范化方法最終歸結(jié)為兩種途徑:一是轉(zhuǎn)化為確定的定量值;二是采用模糊數(shù)或區(qū)間數(shù)的形式表示。
本文采取專家打分的方式來評價定性指標(biāo),然后將各分值規(guī)范化為0~1之間的數(shù)值。對于定量指標(biāo),考慮到指標(biāo)體系中的定量指標(biāo)均為效益型指標(biāo),因此可以利用式(1)進行規(guī)范化處理。
3 支持向量回歸機算法
4 基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價
模型
以上構(gòu)建了計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系,提出了指標(biāo)的規(guī)范化方法和安全等級的劃分方式,在此基礎(chǔ)上,可以構(gòu)建如圖2所示的基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型。
5 仿真實例
為了驗證所構(gòu)建的基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型的有效性,收集了10組計算機網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)數(shù)據(jù)作為樣本,如表2所示。其中前8組數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本,后2組數(shù)據(jù)作為校驗樣本。采用Matlab 7.0.1軟件并調(diào)用支持向量機工具箱,編寫基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型,通過對訓(xùn)練樣本進行訓(xùn)練,最終將支持向量回歸機的相關(guān)參數(shù)分別設(shè)置為:不敏感值[ε]=0.001,正則化參數(shù)[C=1 000,]徑向基核函數(shù)的寬度參數(shù)[σ=8]。
經(jīng)過計算,可以得出如表3所示的5~8組訓(xùn)練樣本的預(yù)測誤差,從中可以看出,所建立的基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型的訓(xùn)練效果非常好,4組訓(xùn)練樣本的絕對誤差均為0.000 1,平均絕對誤差僅為0.022 7%,準(zhǔn)確性較高。為了檢驗所建立的評價模型的泛化能力,對后2組樣本進行預(yù)測,所得結(jié)果和誤差也列于表3。通過計算得到校驗樣本的平均絕對誤差為0.005 8%,遠小于文獻[4]提出的PSO?BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型所預(yù)測的平均絕對誤差0.022%,也小于文獻[3]提出的改進型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型所預(yù)測的平均絕對誤差0.01%,這說明本文所建立的評價模型具有較強的泛化能力,預(yù)測的準(zhǔn)確性較高。
6 結(jié) 論
如何科學(xué)有效地對計算機網(wǎng)絡(luò)安全等級進行評價,并根據(jù)評價結(jié)果對安全等級較低的計算機網(wǎng)絡(luò)采取有效措施以提高安全等級,最大限度地降低安全風(fēng)險和可能帶來的損失,是當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)安全研究領(lǐng)域的熱點問題。
本文針對以往計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價模型存在的不足,建立了計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)體系,提出了一種基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價方法。
仿真實例的預(yù)測結(jié)果表明,建立的基于支持向量回歸機的計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價模型具有較強的泛化能力和較高的預(yù)測精度,為計算機網(wǎng)絡(luò)安全評價提供了一種新的評價方法。