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综合信息网路体系结构

2019-11-11 06:48:58 百科

综合信息网路体系结构

综合信息网路体系结构(Architecture of integrated information network)是指从信息複杂的状态中抽取本质要点,并将这些要点以清晰美观易用的方式提交给用户。

主要任务有:

(1)将数据中固有的模式进行组织,化複杂繁琐为简单明晰;

(2)创建信息结构或地图,以便让他人获得自身所需的知识;

(3) 21世纪将套用于信息组织等学科领域。

基本介绍

  • 中文名:综合信息网路体系结构
  • 外文名:Architecture of integrated information network
  • 缩写:IA
  • 涉及学科:信息科学
  • 提出者:美国建筑学家R .S . Wurlman
  • 提出时间:1976年

简介

综合信息网路体系结构最早是由美国建筑学家R .S . Wurlman于1976年提出,IA的主要任务有:
(1)将数据中固有的模式进行组织,化複杂繁琐为简单明晰;
(2)创建信息结构或地图,以便让他人获得自身所需的知识;
(3) 21世纪将套用于信息组织等学科领域。
简而言之,信息体系结构就是从信息複杂的状态中抽取本质要点,并将这些要点以清晰美观易用的方式提交给用户。
20世纪90年代,网路信息爆炸般激增以及信息的无序传递和失控、信息污染、信息超载、信息贫困、信息焦虑等问题日趋严重,使得信息生态日趋複杂,人们在混乱的网路信息空间中,很容易迷惑和迷失方向,难以找到所需的适用信息,而且大量的信息早已超出了人们的吸收消化能力。在信息社会中,信息成为一种重要的战略资源,而无法被用户获取和使用的信息却不是资源,因此,为了解决信息环境中信息源与信息利用的矛盾成为巫待解决的问题,IA被人们引人到网际网路,逐渐发展成网路信息体系结构(Web-Based InformationArchitecture, WBIA) 。 WBIA具有改善网际网路信息生态环境、促进用户对信息的理解、吸收和利用等特点。

网路信息体系结构

目前关于网路信息体系结构的定义还没有一致的说法,一般认为,WBIA是指有效组织网路信息,高效构建网路信息环境 (空间)或网路信息体系结构,以满足需求者信息需求的一门艺术和科学。

WBIA有两个显着特点

(1)始终强调信息的可理解性、便于用户获取、接受和使用,体现了“以用户为中心”的理念。
(2)注重信息的表达,这是信息能够被用户理解的关键因素。
构建网路信息体系结构的过程中,信息按照由信息片段到信息集合,再到信息结构,最后形成信息空间这样一个过程而不断的发生改变。因此,可以说信息构建的过程就是为信息集合产生一个合理的信息结构,并在特定的信息空间中展示这种信息结构。
整个构建过程需要四个步骤。
(1)信息片段集成。
从信息片段的採集开始,对所採集的信息进行内容和谐的、各种媒介和手段兼容的、综合且多方面的集成的过程。
(2)信息集合序化。
信息体系结构构建过程中,对信息集合中信息内容的组织和信息形式的表达实质上是增强有效信息含量,自觉控制信息体系结构中嫡值,形成有条理、合逻辑、主题鲜明、主次关係清晰的网路信息结构。
(3)信息结构展示。
为序化后的信息设计一个协调一致的、功能化的信息架构,通过信息界面,有效的展示信息的内容、风格和特色,让用户能够感知信息结构中所存在的信息,方便的从中获取信息,以满足自己的信息需求,实现自己的目标。
(4)信息空间最佳化。
通过一系列手段和措施,减轻用户的认知负担,帮助用户缓解在複杂而且庞大的信息空间中所产生的心理迷惑,摆脱行为困境,同时增强人们的信息感知和信息捕捉能力,促进其对信息的有效接受和利用。

WBIA基本内涵

网路信息体系结构的本质是解决採集信息、序化信息、表达信息和传递信息的问题,根本目的是帮助人们快速查找信息和有效管理信息。北京大学赖茂生教授曾对IA的内涵进行了归纳to,据此,结合网路信息特点,将WBIA的内涵归结为“一、二、三、四、五”。
“一”个空间:网路信息空间。
“二”种基本构建方法:自顶向下、自底向上。
“三”个基本阶段:调查分析、设计建模、实施及测试。
“四”类系统:内容组织系统、标识系统、导航系统、检索系统。
“五”种强调:强调信息可理解、强调体系结构、强调用户体验、强调可用性、强调科学与艺术的结合。

综合信息网路体系结构国内外研究现状

新型网路体系结构陆续被提出

目前,学术界在未来信息网路体系结构研究上呈现出“百家争鸣,百花齐放”的态势,但总的来看,可以归纳为革命式与演进式两种路线。
(1)革命式发展路线
革命式发展思路是指需要对网际网路的体系结构进行一种“从零开始”( clean elate)的全新设计,从根本上解决当前网际网路面临的各种问题,并适应未来发展的需要,主要的代表性项目包括未来网际网路体系结构( NewArch )、全球网路创新环境(GENI)和未来网际网路设计(FIND)以及欧盟的自治网路体系架构(ANA)、生物学启发的自治网路和服务(BIONETS ) , Haggle等。
NewArch计画的目的是根据现有的网路实体及未来的网路需求,重新对网际网路的体系结构进行思考和探索2005年和2006年,美国国家科学基金(NSF)先后启动了关于未来网路的研究计画GENI和FIND。GENI的目标是重新设计网际网路体系结构,打造一个更适合未来的新一代网际网路并为此搭建网路测试环境二FIND拟从根本上重新设计新一代网路,以解决现有网路在安全性、移动性等方面存在的严重弊端,最终目标是设计一个满足未来15年需求的新一代网际网路。2006年欧盟启动了ANA , BIONETS和Haggle等研究全新网路体系结构的项目。ANA为期4年,目标是探索全新的网路架构并设计一种自治的网路。BIONETS同样为期4年,目标是仿照生物学的思路设计全新网路框架。Haggle提出一个新的自治网路架构,支持间歇性连线网路环境,特别是缺乏端到端连线的环境中的自治通信。
(2)演进式发展路线
演进式发展路线则主张是对以IP技术为基础的现有网路体系结构进行改进与完善,以下一代网路((NGN)为代表,此外比较有代表性的还包括名址分离的网路体系结构等。
NGN提出了网路、业务融合的方案,基于IP网路实现了电信业务的控制管理与一定程度的loS保证。近期NGN技术的新进展之一是把IPv6引入NGN的IP承载网,另一个新进展是在其安全方面,目前已经提出了NGN系统的安全分区二下一阶段,NGN的研究与标準化工作集中在其业务发展方面,即进入业务套用导向的、实用化的阶段。
名址分离的网路体系结构是在现有网际网路的基础上,解决IP位址的“二义性”即身份与地址的双重属性所带来的移动性、安全性和路由稳定性等问题。名址分离的网路体系结构又可分为基于主机的名址分离和基于网路的名址分离。基于主机的名址分离的代表性解决方案是主机标识协定(HIP),基于网路的名址分离代表性解决方案是思科公司提出的LISP。

信息网路顶层设计研究手段不断丰富

目前对网路进行评估分析主要使用仿真方法。在支撑网路设计上,仿真方式具有代价小、开发快速等优点,但由于其在建模过程中进行了一定的抽象,会对结果置信度有一定的影响。随着虚拟化技术的不断发展,使用虚拟化技术构建网路模拟环境进行网路设计评估的方法得到了进一步发展二同仿真相比较,模拟方法由于使用了虚拟化等技术,使得其更贴近真实的模拟对象。当然在使用虚拟化技术的模拟方法进行网路设计过程中,由于模拟环境还不能完全真实反应网路环境,这时可使用网路试验床方法搭建网路环境,对网路进行评估验证。
国外在仿真、模拟和试验床方面有很多值得借鉴的项目。PlauetLab是部署、开发和接入全球规模服务的开放平台,使得使用者可以在真实世界条件下,部署大规模的分散式应用程式。NS3是一种开放源码的多协定网路模拟软体,提供两种方法进行真实设备的虚拟化模拟,
  • 一种方法是使用NS3所带模组实现仿真节点同真实网路的通信,採用虚实结合的方法进行网路评估验证;
  • 另一种方法是NS3具有与PlauetLab等测试床相连线的能力,实现同网路测试床的协同模拟二PL-VNI项目旨在使用2层网路虚拟化连线技术同PlauetLab进行连线,为用户提供可运行可配置路由器和管道的环境,从而实现对网路的模拟和测试

WBIA套用研究

面向某领域网路信息体系结构参考模型

面向某领域网路信息体系结构 (Military Feild Oriented WBIA,MFOWBIA)是网路信息体系结构在某领域的直接套用,是在全面分析军队平时和战时信息需求的荃础上,本着以“用户为中心”的原则,设计和组织信息内容,以提供丰富的用户体验。MFOWBIA参考模型指出了面向某领域网路信息体系结构的核心组成部分,其参考模型如图2所示。
(1)元数据模型。重点在于按照一定的规则的组织信息.构建用于提高内容共享和互动能力的元数据。
(2)信息内容模型。用于定义用户平时和战时工作对创建和共享信息的内容需求,包括信息的类型、内容和来源等。
(3)信息导航模型。依据一定的构建目标,定义用户及其相互之间的信息需求。
(4)作战目标。构建面向某领域网路信息体系结构一定具有相应的作战目标,所有的内容都必须符合这一目标.
(5)用户。主要是指需要获取信息的各级指挥机构、后勤保障、政工部门等用户。
(6)评审模型。信息内容受到评审模型的激励和制约。

面向某领域网路信息体系结构技术体制

面向某领域网路信息体系结构的套用的技术体制包括了云计算技术、数据挖掘技术、数据可视化、数据分发/信息推送及云安全技术等。
(1)云计算相关技术
云计算(Cloud Computing)是格线计算(Grid Computing)、分散式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)、网路存储
(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(LoadBalance)等传统计算机和网路技术发展融合的产物,它将计算任务分布在由大量计算机构成的资源池上,使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务。世界主要军事强国正加紧推进云计算技术在军事信息领域内的套用研究,希望通过云计算将信息优势转化为决策优势、作战优势,实现向“网路中心战”转型。基于信息系统的体系作战.作战指挥人员都期望最大限度地拓展自己的信息空间,力求全面準确、及时详细、形象直观地获取战场信息。云计算技术使得低成本、高效的实现这一目标成为可能。
构建面向某领域网路信息体系结构需要处理的数据量巨大,处理时效性要求较高,因而对信息处理的準确性、及时性要求更高,在云计算环境下,各种感测器收集到的信息和数据汇总存储到“云”中,由网路上的云计算中心、伺服器组共同承担计算任务(终端计算机不再承担大量计算任务,瞬息之间就可以处理超大规模的数据流量,实现快速情报融合、态势威胁分析、辅助决策等,为各级指挥员及时正确决策提供可靠的支持保障。
(2)数据挖掘技术
数据挖掘(Data Mining, DM)是目前人工智慧和资料库领域的热点问题,所谓数据挖掘是指从大量数据中揭示出隐含的、先前未知的并有潜在价值信息的过程。数据挖掘是一种决策支持过程,主要基于人工智慧、机器学习、模式识别、统计学、资料库、可视化等技术,可以高度自动化的分析各类数据,作出归纳性的推理,从中挖掘出潜在的模式,帮助决策者做出正确的决策。数据挖掘的任务包括关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析、特异群组分析和演变分析等。
面向某领域网路信息体系结构构建在拥有丰富基础数据的云计算平台上,需要对原始数据进行充分挖掘,使其更加结构化、更具语义关联,从而实现了从“数据”到“信息”再到“知识’的积澱和进化,为作战指挥的决策提供有力的技术支持。
(3)数据可视化技术
数据可视化主要是藉助图形化手段,清晰有效的传达与沟通信息,数据可视化与信息图形、信息可视化、科学可视化以及统计图形密切相关。数据可视化技术已经提出了许多方法,这些方法根据可视化的原理不同可以划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图示的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分散式技术等。
构建面向某领域网路信息体系结构的主要目的是帮助各类用户高效的利用信息,而如何简洁美观的展示有效信息也是一个重要的因素.採用数据可视化技术能够让用户在纷繁杂乱的数据堆中解放出来,直观的看到对自己有用的信息。
(4)数据分发/信息推送服务.
数据分发服务的目的是为套用提供数据传递服务,其最优原则是按需分发的原则,即数据源产生的数据传递只传递给对此数据“感兴趣”的用户,如何在正确的时间从正确的地点获取正确的数据是数据分发服务要考虑的核心问题。数据分发/信息推送服务中包含三个主体:发布者、订阅者、传输网路。包括两种基本的实现技术:
①自动拉取技术:最终用户要求发布者按照预先约定的时间自动提交所指定的新信息;
②事件驱动技术:以预先设定的规则为基础,发布者判断规则是否发生,如发生则将相关信息提交给最终用户。
面向某领域网路信息体系结构中存在大量各种类型数据,需要将不同地点和不同时间的数据进行整合,数据分发过程随着数据需求的多样性而变得更加複杂,数据分发不仅需要建立发布与订阅两者间的数据传递关係,还需要提供数据在时间、空间和功能上的扩展能力。
(5)云安全技术
随着云计算技术的发展,云安全技术成为网路时代信息安全的最新体现,它融合了并行处理、格线计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念,通过网状的大量客户端对网路中软体行为的异常监测,获取网际网路中木马、恶意程式的最新信息,并传送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。“云安全”的策略构想是,整个网际网路就是一个巨大的“防毒软体”,参与者越多,每个参与者就越安全,整个网际网路就会更安全。
面向某领域网路信息体系结构将海量数据存储在云端,且在云端对这些数据进行快速处理,这一过程不免会面临着数据/信息安全问题,採用云安全技术可以最大化的利用资源,採用最先进的防御和检测手段,抵御网路信息安全问题。

面向某领域网路信息体系套用规划

面向某领域网路信息体系结构包括统一的数据收集平台、数据处理模组、信息处理模组、信息套用模组、统一的信息服务平台、基础计算与储存模组。其套用规划图结构如图所示。
综合信息网路体系结构
将数据的採集接口进行统一,使用标淮化的数据接入手段,能够自动的进行数据採集和传输。
(1)统一数据收集平台。
MFOWBIA的数据来源主要包括作战类(情报、作战力量、作战系统等)数据、后勤保障类数据、政治工作类数据、环境类数据等。其中,这些数据的量大且形式多种多样,有纸质档案、电子化文档以及格式不同的数据结构等,因此,需要採用规範的数据描述格式,将所有数据进行电子化、格式化、标準化,而后进行统一的採集录人。
(2)数据处理模组。
统一数据收集平台採集的数据,还需要进行相关处理才能人库保存。首先需要对这些数据进行分类,然后针对不同类的数据分别进行预处理,去伪存真,最后对处理后的数据进行云存储。
(3)信息处理模组。
大量的原始数据存人后,并不能直接为人所用,还需要在这些巨量的数据中找出信息,进而形成知识供用户使用。因此需要进行数据挖掘,此时还需要对挖掘后的信息进行管理,根据用户的使用需求进行信息发布。
(4)信息套用模组。
信息、处理后,需要提供对这些信息的检索服务,信息访问处理服务,通过这些服务,用户就可以编写自己的套用访问这些信息,满足自己的特殊需求。另外,这些信息并没有通过专家、用户的认可,同时一些信息可能早已过时,因此需要一套信息评价机制来对这些信息、进行打分,保证信息的正确性和有效性。
(5)统一信息服务平台。
MFOWBIA为终端用户提供了统一的信息服务接口,方便用户调用编写白己的套用、如用于知识查询、决策支持、知识反馈以及极具专业特色的套用等。
(6)从础计算与储存模组。
云相关技术是一种新兴的共享基础架构的方法,它以公开的标準和服务为基础,以网际网路为中心,提供安全、快速、便捷的数据存储和网路计算服务巨大的数据量要求能够存储海量数据的云存储技术。对于海量数据的计算处理,需要通过云L计算技术来降低成本。加快处理速度。数据存放在云端井不安全,需要云安全技术来保证数据的存储、访问、使用的安全。

结语

近年来,随着战争的信息化转变,作战相关信息如爆炸般激增,如何在繁杂的信息海洋中準确抓住战机,对于战争的胜利起着非常重要的作用。网路信息体系结构恰好能够满足这一需求。简单分析了网路信息体系结构,提出了一种套用规划构想。以期网路信息体系结构能够在某领域发挥其巨大的作用。
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