全球信息栅格

全球信息栅格（精选四篇）

全球信息栅格 篇1

全球信息栅格(GIG)是在全球范围内工作的一个超大规模信息系统,是新时期、新战略、新思想下的产物[1]。它能提供一套增值功能来支援信息处理、存储和传送,并实现人网互动、网络管理、信息分发管理、信息保障等功能的最优化,它是未来分布计算机技术发展的趋势[2]。在军事领域,全球信息栅格通过改造现有的“烟囱式”系统,整合现有的各种信息资源,形成一个可以实现“陆、海、空、天”多维信息的互联、互通网络,把“传感器网、计算机网和武器平台网”融为一体的现代化信息作战网,为打赢未来信息化战争奠定了坚实基础。

1 全球信息栅格发展规划和体系结构建设

1.1 GIG发展规划

1999年5月,美国国防部在发布的国防信息基础设施主计划8.0版——实现GIG,提出了建设GIG的完整设想,2001年6月,美国国防部在《网络中心战报告》中提出建设全球信息栅格网计划[3]。根据计划,全球信息栅格将分三个阶段实现:在目前阶段是集成现有的网络和处理设施,建立联接各军种和总部现有系统的集成信息环境,初步形成集成的系统体系结构概念蓝图;2010年,初步建成全球信息栅格未来系统体系结构蓝图,并具备初始作战能力;2020年GIG全面完成建设,具备按需分配信息带宽、自动信息管理、端到端的全面互操作能力。

1.2 GIG体系结构建设

体系结构是系统的基本框架,它规定了系统的组成原则、组成部分以及各部分活动之间的关系和实现这些关系的方式。GIG 是一个规模宏大的系统,包括所有军队专用的和租用的通信和计算系统,以及这些系统的各种软件、数据、应用、服务和保密业务。GIG的结构框架分为5层,如图1所示[4]。

GIG体系结构的设计与开发以通信和计算机系统为依托,目标是将国防部范围内具有不同体系结构的各种信息综合集成为具有单一体系结构的系统,以解决各类信息系统集成和互操作的问题。GIG体系结构可以从作战视图、系统视图和技术视图3个角度进行描述。作战、系统、技术视图3个体系结构之间的简要关系如图2所示[5,6]。

1.2.1 作战视图

GIG的作战视图描述在特定的背景下实施一个特定构想,为作战时提供所需要的作战要素、任务、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、网络管理、信息分发管理和信息安全保障7项功能。

1.2.2 系统视图

系统视图可以描述为实现保障和支持作战的功能要求所需要的系统以及相互之间的连接关系。对单个系统而言,系统视图包括关键节点、电路、网络、作战平台等物理连接、位置及标识,规定系统及组成部分的性能参数。对于一个域而言,系统视图说明多个系统如何连接和进行互操作以及特定子系统的内部结构和运行。

1.2.3 技术视图

GIG的技术视图采用联合技术体系结构,技术视图主要是处理各部件的布置、交互以及相互依赖关系的一组最小规则。技术视图为各个技术系统的实现提供指导方针,在此方针下制定工程规范,建造通用构筑块并建立生产线。

2 全球信息栅格通信能力建设

通信能力建设意在创建一个综合通信网,为作战人员提供稳健的、动态的、灵活的信息企业环境。战场空间内每一种资源都是可连接的,都能够生成、处理或传送信息。地面、机载、海上通信部分都采用明确定义、可互操作的协议与接口,实现战术级的有效数据交换、作战级的动态信息共享、战略级的灵活决策制定和分发。

2.1 GIG通信体系参考模型

GIG通信体系结构参考模型是基于OSI模型和TCP/IP模型提出的[7],主要分为7层,如图3所示。其中物理层、数据链路层和网络层是通信子网,与数据移动密切相关。服务层、应用层是资源子网,主要是网络中涉及数据处理的部分。传输层位于资源子网和通信子网之间,是通信子网和资源子网的桥梁。任务层是GIG所特有的,针对军事任务需要提出的,是特定应用程序的集合体。GIG通信体系模型的每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。GIG通信体系结构参考模型与OSI参考模型的特性比较见表1[8]。

物理层 是GIG通信体系参考模型的最底层,是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境基础。物理层传输数据的单位是比特。

数据链路层 解决两个相邻结点之间的通信问题,实现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 通信子网的最高层,它关系到通信子网的运行控制,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。网络层的主要任务是设法将源结点出的数据包传送到目的结点,从而向传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。

传输层 负责数据通信的最高层,任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的服务层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。

服务层 组织2个会话进程之间的通信,并管理数据的交换。它处理在2个通信系统中交换信息的表示方式,提供从互联网到IP地址的映射。

应用层 提供通用的和特定任务的应用程序。它确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。它不仅提供应用程序所需要的信息交换和远程操作,而且还要作为应用程序的用户代理来完成一些为进行信息交换所必须的功能。

任务层 提供来自应用层的、完成一项具体军事任务所必需的、特定应用程序的集合体。任务层的功能是:将应用层传递的数据转换成供武器系统或联网作战人员使用的有用信息;将作战任务分解成若干个具体步骤,确定为完成这些具体步骤所需的应用程序;通知应用层用户要调用的应用程序,并按执行顺序完成调用。

2.2 GIG通信基础设施建设

充分利用现有体系结构的特点,实现系统的兼容性、可扩展性和互操作性,以便使其既能适应已有的信息环境,又允许新技术的嵌入[9]。

根据美国防部2004年1月的联合转型路线图,针对通信基础设施主要分三个部分进行重点建设:地面段、无线或无线电段和空基段[10]。

(1) 地面段建设

基于光纤技术,主要包含GIG带宽扩展(GIG-BE)计划。主要用于提升美国国防部现有通信网络中最繁忙部分的传输容量,为全球范围内的主要军用计算机中心提供更大的带宽和高生存性的通信。美军现有的GIG带宽扩展技术主要有密集波分多路复用技术、在数据链路层和网络层使用已在商业上成熟的技术、在网络层使用MPLS建立虚拟私人网络并完成加密功能、兼容原有网络系统、激光通信技术、部署宽带互联网等。2005年12月,美国国防信息系统局(DISA)宣布GIG-BE已实现完全作战能力,使用OC-192(10 Gb/s)信息高速连接了DISN中的100多个骨干节点[11]。到2010年前预计推出1 700部可以使用的宽带终端,它所能提供的瞬时可交换带宽为4.875 GHz,传输容量为1.2~3.6 Gb/s[12]。

(2) 无线或无线电段建设

无线或无线电段建设将基于可编程、模块化的联合战术无线电系统(JTRS),具有接收与发射RF频谱内使用的多种波形与网络连接协议的能力,可为作战人员提供RF频谱内垂直与水平的网络连接,向各级梯队指挥官提供话音、视频与数据等业务。2006年2月美国JTRS联合计划执行办公室将原来按照“集群”划分的装备形态改成了按照“区域”划分,初步分为:地面区域、机载和海上区域、网络企业区域和专用无线电区域。

(3) 空基段建设

空基段将基于激光技术的带宽通信卫星,能提供带宽得到巨大提高的通信能力和基于互联网协议的一体化、多部门网络连接能力,实现空中与空中情报、监视以及侦察资料的全球实时连接。美军计划未来5~10年,升级和替换现有的通信卫星系统。用宽带补网卫星替换DSCSⅢ,用移动用户目标系统替换UFO系统,用先进的极高频系统替换Milstar系统。

2.3 通信信息安全建设

安全保密性关系到GIG技术的成败,同样的信息被敌军截获并利用,将会给我军带来沉重的打击,甚至决定战争的胜负。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《国土防御—— 防御性信息战》的报告,报告中指出了对GIG的信息保障的实施计划[13]。目前通信信息安全建设主要技术有虚拟私人网络(VPN)和深度防御策略(DID)。

(1) 虚拟私人网络

虚拟私人网络是多个地理上分散的,由通信网络连接起来的站点的集合。利用多协议标识交换(MPLS)技术组建起相互独立的VPN,各个VPN只是逻辑上相互隔离,某个VPN上的信息不能被其他的VPN内的用户查看和更改,这样VPN就保证了其信息在逻辑上的私有性。

(2) 深度防御策略

深度防御其核心思想是在GIG的主机、网络和支持基础设施等多个层次上配置、维护和监视信息安全设施,保护信息和信息系统抵御网络攻击,使入侵者在攻破一层防御后马上遇到另一层的防御。深度防御策略将各种有效的防御方法组合在一起,使各种防御方法相互弥补弱点,以抵御各种攻击手段,为信息寻求最可靠的防护。

3 GIG对我军信息化建设的启示

3.1 从作战需求出发,加强体系结构研究

技术始终随着需求改变而不断发生变化,借鉴美国GIG发展的成功经验,从作战需求分析出发,构建适合我军的通信系统体系结构。以作战需求为基础,使得开发的产品更有针对性。信息技术的发展已改变了传统的战争基本规律,作战重心、集中兵力等战法核心要素发生了变化,战争呈现了无序性、非线性等形态,这就决定了必须针对新的作战样式,充分了解实际的作战需求和存在的问题,加强体系结构方面的研究,为通信系统顶层设计打好体系结构框架。

3.2 走军民通信建设相结合之路,提高我军通信基础设施建设能力

与美军相比,我军的通信基础设施建设比较薄弱,各种专用网络之间不能实现有效的互联、互通,作战指挥平台、传感器平台、射手平台还不能实现无缝连接,因此,必须加快推进我军的通信基础设施建设。而要想多快好省的搞好通信基础设施建设,必须走军民通信结合之路,将军民通信力量和通信设施各个部分彼此连接成有机的整体,形成军用通信和民用通信协调发展的机制。降低成本、高效能地提高军事通信能力,不仅能战时迅速建立覆盖全球、立体部署的军事通信网络,平时也可以有效地利用军事通信网络资源支持国家经济建设,达到民用通信和军事通信整体优化的目的。

3.3 提高信息安全意识,加强我军通信网络安全建设

传统的军事通信网络较简单,互连较少,因此多集中在信息保密技术的研究。未来军用通信网络要复杂的多,并且战争对信息系统的依赖性越强,通信网络安全问题变得越重要。通过对美军GIG系统关于通信网络信息安全的认识和研究,结合实际情况加强我军通信网络安全建设。

4 结 语

未来的战争必然是信息化、网络化的战争,战场信息瞬息万变,谁能及时掌握信息谁就能掌握战争的主动权,GIG正是在实现网络中心战的基础上提出来的,它是赢得未来信息化战争关键所在。该文通过对全球信息栅格通信能力建设进行深入的研究,希望对我军军事信息化建设由平台中心站向网络中心站转变提供一定的参考和帮助。

摘要：全球信息栅格(GIG)是美军全力打造的军事电子信息系统,是未来网络中心战的基础。深入研究全球信息栅格对提高我军信息化水平,推进以信息技术革命为主体的新军事变革,具有十分重要的意义。从全球信息栅格概念、发展规划、体系结构入手,重点对GIG通信能力建设进行研究,深入分析了GIG通信体系结构参考模型,并与传统OSI模型进行比较;研究了GIG通信基础设施建设和通信信息安全建设。最后,给出了GIG对军队信息化建设的几点启示。

全球信息栅格 篇2

网络基础设施建设是美军实施网络战的必要条件之一,发展“网络中心战”是实现美军转型的基础。美军根据这一思想,积极开展网络基础设施建设,构建各军种的一体化网络。为了实现网络间的互连互通,美国三军着手开发联合网络体系结构,旨在将这三大网络融入国防部全力打造的全球信息栅格(GIG)这一信息基础设施之内。

2 全球信息栅格

2.1 基本定义

美军将发展“网络中心战”能力作为实现部队转型的基础,而“网络中心战”的实现直接依赖于无缝、保密、宽带和互操作的信息基础设施。因此,美军更加重视信息和基础设施建设,正积极建设全球信息栅格(GIG),力争通过GIG网络化信息基础设施,增强信息系统之间以及信息、系统与武器系统之间的互操作能力,提高带宽容量及使用效率。

GIG是美国国防部于20世纪90年代末提出并开始建设的一种集成信息基础设施,它由一套全球互连的端对端信息系统、相关程序和人员组成,可根据作战部队、决策指挥者和支援人员的要求,收集、处理、存储、分发和管理信息。美军已明确表示,将依靠现有的国防信息基础设施向GIG过渡。

2.2 基本组成

全球信息栅格主要分为战斗部分、全球应用部分、计算部分、通信部分、网络操作部分、信息管理部分和基础部分7个部分。

(1)战斗部分包括网络化的飞机、舰船、车辆、导弹、地面部队和平台,以支持在传感器系统、决策制定者、火控系统及目标结构在联合力量中开展军事打击行动。

(2)全球应用部分涵盖医疗、天气、电子商务、全球战场支援系统、国防部智能信息系统和全球指挥控制系统,旨在给战斗人员提供信息需求。

(3)计算部分由硬件能力、软件能力和处理方法组成,包括兆级中心服务、来自中央处理器的软件分发、共享制图服务、许可证服务、网络服务、共享信息和意见的协作服务、公共目录和搜索服务,以此给美军提供一个不间断的信息分发及使用信息的能力。

(4)通信部分通过战略性网络可延伸至岗位、基地、营地和驻扎地,作为更向前的网络化传感器,满足作战信息和数据的实时传递。

(5)网络操作将给活动、交通负载和潜在生产力的广度和强度提供可视化,以此将设置未被影响的可得到的网络路径、中断和被入侵的损失降至最低点。

(6)信息管理贯穿于信息的计划编制、预算、操作和控制的整个生命周期,给联合战斗人员提供动态的制作和划分所需的支持任务及环境信息优先级的能力。

(7)基础部分包括条例、结构、标准、组织、资源、培训、测试、管理,从而体现人们想法的转变情况。

3 全球信息栅格的主要计划

3.1“GIG带宽扩展计划”(GIG-BE)

该计划由国防信息系统局负责实施,旨在为全球关键作战站点提供一个安全高速的陆地光纤网,并连接100个以上的情报、指挥和作战站点。这项计划实现后,GIG的带宽将扩展1000倍,可大大提高GIG的性能。2003年,GIG-BE通过阶段性审查,进入全速生产阶段。2004年9月,国防信息系统局宣布,GIG-BE计划已经在6个被联合参谋部批准的地点具备初始作战能力。2004财年将完成骨干网的升级并可以访问约1/3的站点,2005财年完成剩余站点的建设。

3.2 IPV6计划

国防部已确定最终将IP协议作为GIG的网络协议标准,并逐步完成由IPV4向新一代互联网协议IPV6的过渡。与目前使用的IPV4相比,IPV6具有更高的端对端安全性和服务质量,特别是对网络覆盖和机动通信是一个重大改进。IPV6还可使美军广泛使用数字标识,更高效地实施战场管理、士兵给养跟踪等任务。该计划由国防信息、系统局负责实施,2008年GIG将全部采用IPV6。另外,“IPV6标准配置文件4.0版”还特别提出了移动IPV6(MIPV6)的相关标准,并根据生产商的反馈精炼了需求。MIPV6利用“路由优化”,可以在移动节点离开本地网络和本地代理之后,使各通信节点直接与移动节点通信。“路由优化”使通信节点可以及时获得移动节点新的IP地址,因而不需要本地代理就实现两者间的直接通信。

4 结论

信息栅格技术浅析 篇3

信息栅格就是能够提供一整套增值功能来支援信息处理、存储与传送, 并实现人网互动、网络管理、信息分发管理、信息保障等功能的信息系统。信息栅格具有广域分布性、无缝链接性、动态扩展性和高度集成性等特点, 能够在动态变化的虚拟环境中传输、处理和共享信息, 能够协同共享资源解决实际问题, 其研究和应用日益深入广泛。

1 体系结构

信息栅格的体系结构包括基础结构层、通信层、交换层、应用层、管理层和安全保密等六部分。

信息栅格技术在Internet基础之上, 试图实现互联网上所有信息资源的有效整合, 让用户透明地使用更深层次、更全面、更智能的网络服务。信息栅格技术的目的是构建一个全分布、可扩展、可集成信息收集、存储、处理分发与管理能力的公共网络信息环境。其主要技术包括网格计算技术、栅格服务技术。

美军的全球信息栅格 (GIG) 是信息栅格技术的典型应用。从第一次海湾战争以来, 美军为了能掌握制信息权, 在获取、传输、处理和利用战争信息方面占有优势, 解决实际战争中暴露出的各种问题, 弥补多军种综合电子信息系统之间“信息共享能力差, 难以融合集成”的缺陷, 美国国防部于2001年9月提出“全球信息栅格 (GIG) ”的发展计划。GIG希望通过整合各种信息资源, 将各军种现有的“烟囱式”系统融合为一个可以共享“陆、海、空、天”多维信息的互连互通互操作平台。

2 网格计算技术

网格计算技术是伴随着互联网而迅速发展起来的, 专门针对复杂科学计算的新型计算模式。网格计算是指利用互联网把分散在世界不同地理位置的电脑组织成一个虚拟超级计算机, 参与计算的每一台计算机就是一个节点, 整个计算过程就是由网络中成千上万的节点组织而成的一个网格, 利用网格中的计算机获取比单台计算机更强大的计算资源。网格计算技术的特点包括如下四个方面。

一是分布式与资源共享。分布式是网格最基本的特征, 网格就是通过分散资源的整体运用来完成计算的, 资源共享是网格计算的基本要求与实现目标, 是一种将分散资源集中使用的有效手段。

二是高度抽象。把计算力和所有计算资源高度抽象成为对用户可见的接口, 其它内部实现的细节则对用户透明。

三是动态性与多样性。用户的需求是会不断发生变化的, 不同用户的需求也是有差异的, 所以动态性与多样性是网格计算需要考虑的一个基本问题。

四是自治性与管理的多重性。网格节点内部的自治和外部的受控整合是网格的一个特征, 分层的资源需要层次化的管理。

到目前为止, 网格技术主要经过了三个阶段的发展。第一阶段是早些时候提出的五层沙漏结构;第二阶段是在以IBM为代表的工业界的影响下, 考虑到web技术的发展与影响, 结合五层沙漏结构和Web Service, 提出了OGSA;第三阶段是Globus联盟、IBM和HP于2004年初共同提出的Web服务资源框架WSRF (WS-Resource Framework) , 现在大部分网格都是在该框架下进行研究的。

在GIG体系中, 情报获取手段多如牛毛, 上至卫星, 下到地面传感器, 每一个情报获取单元都不断地向作战指挥与控制通信网中传送着近乎实时的情报信息。GIG采用网格结构构建计算机网络, 具备较强的网络传输能力和分布式运算能力, 位于“网格”中的计算机能够对网络中的情报信息进行主动收集、分析、运算, 得出信息需求方需要的及时而正确的信息。在海量信息泛滥、战机稍纵即逝的战争环境中, 大大提高了作战指挥的效率及对战场和武器的控制能力。

3 栅格服务技术

栅格网络最重要的功能就是服务, 栅格服务技术是以面向服务的架构为设计模式, 以万维网服务和服务总线等为具体实现手段, 以建立灵活和松耦合的分布式计算环境达到有效支持复合应用或业务流程快速构建和优化, 来解决多种异构资源和应用功能共享和重用问题的技术。栅格服务技术架构如图2所示。

栅格服务可被发布、发现和组合, 具有独立性, 互操作性好。服务总线提供基于标准的连接服务、中介服务和可选的增值服务等, 可有效管理和简化应用之间的集成拓扑结构。服务总线以开放标准为基础, 支持应用之间动态互联互通;支持服务请求者和提供者之间数据传递和转换, 支持同步/异步工作模式等;具有服务发现、路由、匹配和选择的能力, 还可包括对安全的支持、服务质量保证、可管理性和负载平衡等的支持。服务总线使得服务请求者和服务提供者解耦, 服务请求者不需要关心服务提供者的位置、协议和具体实现技术, 双方保持接口不变的情况下, 各自可以独立地演变, 使分布式计算环境呈现出灵活松耦合的特征。

Web Service是栅格信息实现服务提供的最佳落脚点, 它是基于XML标准开发的, 是自包含、自描述的模块化可执行程序, 可通过与实现分离的接口提供特定的功能, 网络上的其他应用或服务通过网络协议 (通常是HTTP) 访问其所需的服务功能。

4 信息分发技术

信息分发是栅格网络的重要功能, 是在栅格网络内部, 根据网络节点的需求和网络资源的可用性确定信息流的基础上, 以不同的模式分别向各节点提供信息的认知、访问、递交等一系列的相关过程。

在栅格网络中, 信息分发技术主要包括信息认知、递交技术和代理技术三个方面。信息认知是指把网络中信息源发出的各种原始形式的数据, 处理成与人类认识事物直接有关的比原始数据更精练、描述的信息内容更准确搞笑、更易查找与使用的语义数据。递交技术是在提供的有限可用资源的基础上, 按照节点发布的网络资源、使用策略以及信息源的状态动态调整通信容量的分配, 确保信息按时按量传送到关键的地点。容量的分配原则不是按传送信息的多少, 而是重点考虑所含内容对最终用户的重要程度及急迫性。执行代理技术的递交计划是信息分发管理的核心, 这种代理处于网络节点对信息的要求和信息产品之间, 起着接口作用。通过代理建立起一种基于信息内容的通信能力, 在时限内将其匹配起来进行递交。

信息分发管理是GIG的重要功能, 是实现由信息优势向决策优势转化的基础和前提, 也是GIG实现其功能的关键。在GIG内部, 信息分发将根据作战人员、技术保障人员等对信息的需求、指挥人员的作战需求和作战区域内可用资源、基础设施可用性、安全政策确定的基础上, 以不同作战人员所希望的不同的模式分别向指挥人员、战斗人员提供信息内容, 实现了在正确的时间内, 通过快速组织与实施, 以正确的方式递交正确的信息到真正需要的人员手中的重要途径

参考文献

[1]罗菁, 戴志平, 高路.计算机安全信息栅格技术及其应用研究, 2010.

[2]张东戈, 张小宁.军事通信技术美国全球信息栅格 (GIG) 简介, 2003.

信息栅格技术的应用研究 篇4

栅格名词起源于电力输电网, 寓意人类可以方便的从墙上插座获取强大的电力资源。进一步推广延伸, 栅格可以解释成一组纵横交叉的线连成的几何圈, 广泛运用得到电力栅格、地图栅格、运输栅格和计算栅格等。栅格可以是单一的一个小组, 也可以是包含世界各个节点的全球栅格, 为接入用户提供共享资源。栅格最早的定义出自《栅格:未来计算结构的蓝图》一书, 意为构筑在Internet上的高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等新型技术融为一体, 为科技人员和普通用户提供更多的资源、功能和交互。按照栅格定义, 信息栅格就是能够提供一整套增值功能来支援信息处理、存储与传送, 并实现人网互动、网络管理、信息分发管理、信息保障等功能的信息系统。信息栅格具有广域分布性、无缝链接、动态扩展性和高度集成性等特点, 能够在动态变化的虚拟环境中传输、处理和共享信息, 能够协同共享资源解决问题, 得到了广泛研究和应用。

二、信息栅格的体系结构

从信息栅格的定义可以看出, 体系结构如图1所示, 包括基础结构层、通信层、交换层、应用层、管理层和安全保密等六个部分。

(1) 基础结构层主要包括频谱结构、法规标准、资源分配等, 对链接到信息网络的终端设备进行频谱、结构等划分。

(2) 通信层主要包括光纤、卫星、短波、远程接入点、移动用户管理业务和数据链等。

(3) 交换层主要包括信息网络中的交换设备、协议转换设备等, 用于网络的接入。

(4) 应用层主要包括各种服务、软件、应用系统、日常处理程序等, 为用户提供共享资源。

(5) 管理层主要包括信息网络的管理措施、管理手段, 可以通过硬件或者软件对信息栅格进行管理。

(6) 安全保密主要包括信息安全和信息保密系统, 主要是利用硬件设备或者软件达到对信息栅格网络的安全保密管理, 确保信息栅格提供的信息安全。

三、信息栅格的作用

信息栅格技术改变了传统的网络体系结构, 拓宽了信息获取的渠道, 能进一步加速社会的发展和变革。如图2所示, 主要作用表现如下:

(1) 拓宽信息获取渠道, 做到了信息获取全球化。信息栅格的范围小到一个单独的小区, 大到链接整个世界, 形成全球信息栅格。通过接入全球信息栅格网络, 可以不受地域、天候、时间的限制, 真正实现“哪里有信息, 哪里就能上网”。

(2) 突破时空、方式、体制限制, 做到了信息交换全维化。信息栅格网络建立在有线、无线通信基础上, 包含了计算机网络、通信网络栅格以及传感器栅格等, 打破了时间、空间、体制的限制, 实现了网络的时时通、处处通。通过全维、立体、多频谱、多节点的栅格化信息交换, 实现局部提供信息全球共享的目的。

(3) 完善信息管理机制, 做到了信息处理智能化。信息栅格使用范围广, 涉及的信息容量大, 使用面向广大用户。信息栅格技术能够通过完善信息管理机制, 通过技术手段, 将正确的信息在正确的时间以正确的形式传递到正确的接收者手中, 同时压制非法者谋求同样能力的企图。

(4) 强化安全机制, 做到了信息防护保密化。信息栅格网络信息量大, 接入方式多, 使用用户多, 存在一定的隐患。信息栅格采用纵深防护、多层设置, 在网络、链路、计算机环境和基础设施等每一个环节、每一个维向都建立一套最低限度的防护能力, 从而提供有效的安全保障能力。

四、信息栅格的应用

信息栅格技术的提出, 推动了信息技术发展, 带动了计算机网络、通信产业的蓬勃发展。信息栅格强化了信息在社会发展中的地位和作用, 拓宽了信息获取的渠道, 使全球变成了一个信息的网络, 改变了人们的工作、生活方式。特别是进入二十一世纪后, 各国加大了对信息栅格技术的研究和应用, 特别是在军事领域和民用领域。

(1) 美国的“全球信息栅格” (GIG, Globa Information Grid) [1]。美国的C4ISR指挥信息系统在作战中发挥了重要作用 (图3) 。但是, 随着技术的发展和应用的不断深入, C4ISR指挥信息系统暴露出不能实现全球网络化、实现对大量战场信息的有效加工以及设备兼容的问题。于是2000年3月, 美国联合参谋部向国会提交启动GIG项目的报告。通过全球信息栅格技术, 将因特网技术应用到军事领域, 强化天基和空基的多传感器信息网络的侦察、监视、探测预警、导航与气象功能, 提高部队抗干扰能力以及灵活指挥能力, 实现分散的联合部队具有实施联合目标确定、协同作战、一体化防空、快速伤亡评估、动态后续打击等能力, 真正提高信息作战能力。

(2) 城市管理中的“空间信息栅格” (SIG, Spatia Information Grid) [2]。城市管理迈入信息化的轨道, 许多城市初步建立了硬件网络平台和应用系统, 在取得成果的同时, 也存在着不足。其中突出的问题是各部门横向、纵向之间没有合理的信息通道, 各类应用系统自成体系, 形成分散、封闭的“信息孤岛”, 不能共享信息资源、协同工作, 成为城市管理信息化发展的最大障碍。空间信息栅格实现了地理上广泛分布的高性能计算资源、海量的空间数据资源、各类业务应用系统以及人员的整合, 提供了一体化的空间信息获取、组织、处理、服务的基本框架和应用环境, 有利于整合城市管理领域中各类大规模、多类型的资源协同工作, 实现综合决策指挥。

(3) 栅格数据地理信息系统 (Raster GIS, Raster Geographic Information System) [3]。地理信息系统 (Geographic Information System, GIS) 是一种具有采集采集空间数据并存储、管理、分析与表现空间信息的计算机系统。基于栅格数据的地理信息系统以栅格数据为主要数据模型, 实现地理信息系统的功能。栅格数据地理信息系统, 可以凭借航测数据为基础, 将所得信息全部显示在地图上供决策者使用。其本身也符合普通用户操作习惯, 空问分析和地理现象的模拟均比较容易, 视觉感亲切, 有利于与遥感数据的匹配应用和分析。另外, 利用栅格地图数据进行操作, 一些影像图可直接利用, 节省了数据处理的时间。

信息栅格技术还运用在热量资源栅格化信息系统[4]等领域。通过信息栅格技术的运用, 有力地推动了社会的建设和发展。

五、结论

信息栅格技术的研究和应用, 带动了计算机、网络和通信技术的发展。在全球信息化浪潮中, 我们要加大对信息技术的研究和运用, 特别是信息栅格技术, 加速我国社会各领域的发展。

摘要：信息栅格是一体化的信息系统, 具有广域分布性、无缝链接、动态扩展性、高度集成性等特点, 能够在动态变化的虚拟环境中传输、处理和共享信息以及协同解决问题, 得到了广泛地研究和应用。

关键词：信息栅格

参考文献

[1]潘学俊.“全球信息栅格”揭开神秘面纱.解放军报, 2003 (7) .

[2]彭程, 李京, 廖通逵, 刘纯波, 蔡洪春.基于SIG的城市网格化管理与服务系统.计算机工程, 2008 (7) .

[3]湛邵斌, 陈圣波, 李远华, 程彬, 轩义华.栅格数据地理信息系统 (Raster GIS) 关键技术分析.计算机应用与软件, 2007. (3) .