云计算技术发展及军事应用论文

云计算技术发展及军事应用

云计算被视为it业界的下一次革命，将对人们的工作方式和商业模式带来根本性的改变。该概念于2007年提出，是随着虚拟化技术、分布式存储技术和网格技术的发展而产生的，它能够提供一种更加灵活配置应用的途径。云计算服务提供商采用虚拟化技术将大规模的服务器，通过高速网络互连形成大型虚拟资源池，用户只需要配置极低的网络接入设备，就可以按照自己所需去访问和使用这些资源，从而大大降低了用户的软件和硬件费用投入。在云计算模式下，所有的业务通常都运行在远程的分布式系统上，而非本地计算机或单个服务器上，数据中心放在网络的核心位置，而所有的应用所需要的计算能力、存储和带宽都由数据中心提供，通过虚拟化和弹性化技术把硬件和软件抽象为可动态扩展、可配置的资源，并对外以服务的形式提供给用户。业务的创建、发布、执行和管理都在云计算服务平台上运行，用户只需要按资源的使用量或业务规模付费。美国总统奥巴马号召政府部门加大利用云计算技术的力度，以提高信息技术系统的效率、降低成本，并为政府服务提供一个标准平台。

1.云计算的相关概念

1.1定义

云计算是利用互联网资源的新方式，为大众用户提供互联网上异构、自治的服务，并可进行按需即取的计算。提供资源的网络被称为“云”，云计算将计算从用户终端集中到了“云端”，并作为应

用通过互联网提供给用户，计算通过分布式计算等技术由多台计算机共同完成。云计算不是一个工具、平台或者架构，而是一种计算的方式。

1.2相关概念

云计算集成了现有的分布式计算、网格计算和虚拟化技术，并基于此建立了云。网格将数据和计算资源虚拟化，而云计算则进一步将硬件资源虚拟化，活用虚拟机技术，对失败任务重新执行，而不必重启任务。与传统的网格计算相比，云计算技术应用具有如下特点：很多使用云计算的应用系统需要与用户进行实时交互；与传统的科学计算程序相比，用户每一次访问要求的计算量一般不大，但可能同时收到大量的用户访问，并且必须把反应时间控制在可以接受的范围之内。此外，这些应用通常需要一天24小时不间断地运行，因此资源的重新配置必须不能打扰其正常运行。

1.2.1分布式计算

分布式计算（distributed computing）是指在一个松散或严格约束条件下，使用一个硬件和软件系统处理任务，这个系统包含多个处理器单元或存储单元、多个并发过程、多个程序。一个程序被分成多个部分，同时在通过网络连接起来的计算机上运行。

1.2.2网格计算

网格计算（grid computing）是指分布式计算中两类比较广泛使用的子类型。一类是在分布式的计算资源支持下，作为服务被提供的在线计算或存储；另一类是一个松散连接的计算机网络构成的

一个虚拟超级计算机，可以用来执行大规模任务。

1.2.3虚拟化

虚拟化（virtualization）是指使计算设施的本身细节和物理位置对用户变得透明，包括虚拟存储、虚拟机器、虚拟网络、虚拟社区和虚拟计算环境等，是云计算的基础技术。虚拟化技术带来的同构环境大大降低了系统的复杂性，这有利于提高网络计算资源的使用效率。

2.云计算的研究发展现状

云计算概念提出之后，就受到了产业界和学术界的广泛关注，目前国外已经有了多个云计算的科学研究项目，最有名的是scientific cloud和open nebula项目。产业界也在投入巨资部署各自的云计算系统，目前主要的参与者有google、ibm、microsoft、amazon等，例如amazon的“弹性云”；ibm的“蓝云”计划；微软在柏林建设了第一个欧洲数据中心，用来支持如msn门户和windows live 以及hotmail、照片共享、博客和在线存储等一系列在线服务。

国内关于云计算的研究处于起步阶段，2007年启动了国家“973”重点科研项目“计算机系统虚拟化基础理论与方法研究”，取得了阶段性成果。例如：李德毅院士在文中称云计算是超出图灵机的互联网计算；李伯虎院士构建了基于云计算理念的网络化建模与仿真平台；北京大学云计算课题组针对云计算模式下资源的有效管理和优化，进行了深入的分析研究。

3.云计算在军事领域的应用

3.1云计算的军事应用

在云计算环境中，it资源都被集中在一起管理，并可通过因特网配置和使用。通过消除对下层硬件的依赖性，这些云模型加强了关键任务应用的弹性。在发生军事信息系统故障或遭受网络攻击时，可以很方便地将应用从一个军事信息系统转移到另一个军事信息系统。云计算具有以下三个主要的军事应用层次：

3.1.1基于云计算技术的基础架构

军事研发人员和系统管理员开放地运行他们的应用软件，这是功能最为强大的云计算类型，事实上任何适合放在网络上的应用软件和配置都适用于这种服务。

3.1.2基于云计算技术的研发平台

云上的平台是一种新兴的形式，作为资源提供给云上的军事研发人员使用。军事研发人员可以在云计算平台上对应用软件进行编译，然后将代码上传到云上。

3.1.3基于云计算的军事应用软件

未来的云计算技术在军事上的应用，将集中在这样的一种形式上，这个层面的应用也是商业领域使用过的，基于云的军事软件能够借助云的庞大资源使其能力大增。军事信息系统也将借助云的巨大资源，使其支撑体系作战的能力倍增。

3.2美国空军典型应用实例

2009年，美国空军和ibm合作开发安全的云计算基础设施，是为了证实如何应用云计算帮助空军管理、监测、保障网络信息流的

安全，更好地支持国防和情报网络服务。美国空军的网络负责管理9个主要指挥部、近100个基地和分布在全球的70万名现役士兵的运作，通过云计算为空军网络带来前所未有的安全性。其中，先进的“流计算”分析是一项关键的设计部分，这项技术与传感器、检测器及其他探测设备一起，将帮助空军分析海量数据，快速获取关于潜在威胁的准确的、可实施的“认识”。项目将设计个性化的、执行水平的信息面板，最快以每秒刷新的速度提供网络健康与状态的信息，协助决策。这种对信息的即时获取，能帮助美国空军指挥人员在遭受网络攻击或网络发生异常情况时，按照基于规则的协议切换防御环境。自主计算是云计算模式中的另一重要功能，这项自动功能可以实现虚拟云服务的远程管理，为云计算基础设施提供自我优化调节的功能。

4.云计算的未来发展

云计算能增加一种更强大的新的交付模型，大大减低成本，使军方能够快速响应作战人员的需求。同时，实现云计算系统也面临着诸多挑战，现有的云计算系统的部署相对分散，各自内部能够实现虚拟机的自动分配、管理和容错等，但云计算系统之间的交互还没有统一的标准。关于云计算系统的标准化工作需要更进一步的深入研究，一系列问题亟待解决，主要有四个方面：

4.1云计算系统中用户的信任和数据的隐私问题

如何保证用户的数据不被非法访问和泄露，这是系统必须要解决的首要问题。