譚奇坤?陳業(yè)坤

摘要：聯(lián)合作戰(zhàn)條件下要求戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)具備網(wǎng)絡(luò)快速規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)能力，介紹了構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的能力基線，探討了構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，旨在形成一系列對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中的通信資源、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分配、調(diào)度、數(shù)據(jù)分發(fā)能力。通過對(duì)典型戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)場景分析、構(gòu)建典型戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、進(jìn)一步驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)快速規(guī)劃與網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的整體過程，最后總結(jié)了相關(guān)研究成果，并對(duì)未來的研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)快速規(guī)劃；網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)；軍事通信；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

一、前言

文獻(xiàn)[ 1]提出的戰(zhàn)術(shù)場景互聯(lián)網(wǎng)概念，使得戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)需具備自主動(dòng)態(tài)構(gòu)建分布式、無中心、自聚合、自協(xié)同功能。俄烏戰(zhàn)爭及巴以戰(zhàn)爭啟示，聯(lián)合作戰(zhàn)、跨域協(xié)同成為戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的主要網(wǎng)絡(luò)模型，尤其在戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中疊加無人裝備，采用有人、無人裝備混合編組之后，通過動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、臨機(jī)建鏈改變了程式化的戰(zhàn)爭形態(tài)。

適應(yīng)多種作戰(zhàn)樣式包括山地戰(zhàn)、平原戰(zhàn)、叢林戰(zhàn)、城市巷戰(zhàn)等，戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境復(fù)雜多變，需要戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)具備快速響應(yīng)和適應(yīng)變化的能力，核心內(nèi)容包括以下內(nèi)容：

1.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

具備快速規(guī)劃出骨干互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)等功能。

2.網(wǎng)絡(luò)開設(shè)

規(guī)劃完成后，可迅速將規(guī)劃參數(shù)注入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，生效及開設(shè)時(shí)間短。

3.臨機(jī)建網(wǎng)

按業(yè)務(wù)要求構(gòu)建的情報(bào)、指控、打擊和保障鏈可以隨業(yè)務(wù)場景隨機(jī)調(diào)整、增加新的子網(wǎng)。

4.末端接入

末端裝備、信息終端自動(dòng)入網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊或出現(xiàn)故障時(shí)具備快速恢復(fù)的功能。

5.網(wǎng)絡(luò)整合

具備與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入、上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)接駁功能。

二、快速網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)適應(yīng)小規(guī)模業(yè)務(wù)場景。作戰(zhàn)樣式中，網(wǎng)絡(luò)通信80%流量發(fā)生在編組以內(nèi)，另外的20%發(fā)生在編組之間及與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的通信。

在復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)場景中實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的自動(dòng)化組網(wǎng)、動(dòng)態(tài)建鏈功能，需要良好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、互操作性強(qiáng)以及“快拆快裝”的模塊化設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[ 2]中采用仿真規(guī)劃系統(tǒng)驗(yàn)證了大規(guī)模戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)快速規(guī)劃方法，在實(shí)戰(zhàn)中使用過于復(fù)雜。文獻(xiàn)[ 3]提出了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃流程，完成的戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)綜合規(guī)劃系統(tǒng)僅具備規(guī)劃功能，尚不能實(shí)行對(duì)網(wǎng)元的控制。文獻(xiàn)[ 4]指出外軍在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的不足，包括：網(wǎng)絡(luò)過于復(fù)雜、太脆弱以及動(dòng)態(tài)組網(wǎng)能力弱、移動(dòng)性不足，不能滿足部隊(duì)機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、裝備重量和功率等需求。

（一）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中地面各單元間相互通信頻繁，地空及空地存在一定的協(xié)同，如圖1所示。適應(yīng)“偵、打、保、評(píng)”的業(yè)務(wù)需求，采用扁平型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、各編組直接映射到網(wǎng)絡(luò)域，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系明確，每個(gè)編組為一子網(wǎng)，編組之間通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、編組之間可以直接通信，無需繞行匯聚網(wǎng)絡(luò)通信。

文獻(xiàn)[ 5]采用分層分域的混合式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，提高了網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和抗毀性，不具備全分布式網(wǎng)絡(luò)抗毀等級(jí)。

（二）通信規(guī)劃

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)通信規(guī)劃首先滿足作戰(zhàn)樣式下業(yè)務(wù)需求的帶寬、時(shí)延、吞吐量、組網(wǎng)指標(biāo)，其次滿足對(duì)網(wǎng)間骨干互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)內(nèi)局域網(wǎng)以及上級(jí)回程鏈路的容量、無線電頻譜要求。

1.容量規(guī)劃

評(píng)估各網(wǎng)段內(nèi)主要通信流量中關(guān)于語音使用、數(shù)據(jù)傳輸種類及頻次、末端數(shù)據(jù)采集及頻次、并發(fā)視頻流路數(shù)、跨網(wǎng)協(xié)同數(shù)據(jù)流量，設(shè)計(jì)網(wǎng)內(nèi)及網(wǎng)間傳輸?shù)淖畲髱?、最大時(shí)延。

2.頻譜規(guī)劃

提出總體及各階段的用頻報(bào)告，掌握現(xiàn)場電磁使用情況，合理分配可用頻率資源，避免頻段沖突，減少對(duì)其他系統(tǒng)的干擾。文獻(xiàn)[ 6]研究的戰(zhàn)術(shù)通信的頻譜管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃、使用、監(jiān)管的全過程管理。涉及頻段包括戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)通信所需的衛(wèi)星通信頻段、數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)褂妙l段、自組網(wǎng)使用頻段，及無人機(jī)遙控、遙測、圖傳使用頻段。

3.設(shè)備參數(shù)配置

通信組網(wǎng)設(shè)備頻段參數(shù)優(yōu)化設(shè)置，達(dá)到帶寬、時(shí)延及吞吐量要求、通信距離要求、抗干擾要求，包括超短波電臺(tái)、自組網(wǎng)電臺(tái)、衛(wèi)星通信設(shè)備。電臺(tái)參數(shù)配置如圖2所示。

4.備用通信計(jì)劃

戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中選用適當(dāng)?shù)膫溆猛ㄐ沛溌罚捎贸滩娕_(tái)組網(wǎng)或者窄帶自組網(wǎng)鏈路作為保底通信手段。

（三）IP地址規(guī)劃

地址范圍及子網(wǎng)網(wǎng)段依據(jù)每個(gè)編組的裝備所需、容量大小，劃分子網(wǎng)和確定子網(wǎng)掩碼，確保IP地址連續(xù)性、可擴(kuò)展性，留出余量，為后續(xù)動(dòng)態(tài)重構(gòu)預(yù)留出一定空間。地址規(guī)劃如圖3所示。

（四）路由協(xié)議規(guī)劃

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間通信路由協(xié)議要求支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，收斂時(shí)間短。文獻(xiàn)[ 7]研究了戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中基于EIGRP協(xié)議路由協(xié)議規(guī)劃，具有網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間更短，路由峰值更低的特點(diǎn)。

1.路由協(xié)議具備較強(qiáng)的自適應(yīng)功能

在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、通信鏈路不穩(wěn)定情況下，路由協(xié)議自適應(yīng)通信變化選擇基于鏈路狀態(tài)的協(xié)議。

2.路由協(xié)議掌握全網(wǎng)網(wǎng)段信息功能

通過協(xié)議報(bào)文的數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的變動(dòng)更新情況，更新節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由表。

3.路由因拓?fù)渥儎?dòng)重新收斂時(shí)間短

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的關(guān)鍵應(yīng)用要求路由數(shù)據(jù)快速分發(fā)，路由表及時(shí)更新，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間短。

4.路由區(qū)域ID設(shè)置

指定骨干區(qū)域、普通區(qū)域、特殊區(qū)域，考慮網(wǎng)絡(luò)變動(dòng)情況，區(qū)域類型的指定保持靈活性。

（五）網(wǎng)絡(luò)訪問策略設(shè)計(jì)

采用端口控制技術(shù)、邏輯隔離控制技術(shù)及路由控制技術(shù)，形成統(tǒng)一訪問控制策略。

1.設(shè)置入網(wǎng)認(rèn)證

基于用戶權(quán)限和角色設(shè)置身份驗(yàn)證，依據(jù)用戶角色授權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò)。

2.設(shè)置訪問控制列表

根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、端口號(hào)等信息進(jìn)行過濾，并允許符合條件或拒絕不符合條件的TCP/UDP流量通過。

3.設(shè)置VLAN及私有VLAN

按業(yè)務(wù)要求對(duì)入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行邏輯隔離，限定VLAN之間互訪規(guī)則。

三、網(wǎng)絡(luò)開設(shè)

將規(guī)劃參數(shù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，使網(wǎng)絡(luò)參數(shù)按編組生效，從而開通網(wǎng)絡(luò)，見表1。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的參數(shù)以多種方式傳輸?shù)奖灰?guī)劃的設(shè)備中，文獻(xiàn)[ 8]設(shè)計(jì)戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中通過UDP廣播方式分發(fā)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，文獻(xiàn)[ 9]設(shè)計(jì)通過UDP基于北斗短報(bào)文方式分發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)：

1.通過離線配置文件上傳方式

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備若開啟http服務(wù)，則可以遠(yuǎn)程上傳配置文件，若未開啟可從本地控制臺(tái)上傳。

2.通過在線數(shù)據(jù)分發(fā)方式

將配置參數(shù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，包括通過消息隊(duì)列方式、TCP/UDP報(bào)文傳輸方式、SNMP方式。分發(fā)完成后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取規(guī)劃參數(shù)，系統(tǒng)重啟后參數(shù)生效，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)生效即開通。

3.通過設(shè)備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)方式

將網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)文件部署到配置管理服務(wù)器或DHCP服務(wù)器中，設(shè)備在入網(wǎng)時(shí)主動(dòng)從配置管理服務(wù)器下載網(wǎng)絡(luò)配置文件。

四、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)是在不改變現(xiàn)有通聯(lián)裝備的物理形態(tài)、通過邏輯上重新組合，生成新的網(wǎng)絡(luò)及通信模式。

1.局域網(wǎng)重構(gòu)

實(shí)現(xiàn)對(duì)既有網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整或新生成子網(wǎng)的功能，局域網(wǎng)可在TCP/IP鏈路層進(jìn)行重構(gòu)。動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)通過VLAN、VLAN TRUNK、Private VLAN對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理端口邏輯再劃分實(shí)現(xiàn)，VLAN TRUNK適應(yīng)物理上遠(yuǎn)程隔離網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

2.互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

通過網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的再分發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)方式的改變而完成重構(gòu)。

3.戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中優(yōu)先選擇三層交換設(shè)備

支持基于802.1Q標(biāo)準(zhǔn)的VLAN技術(shù)。

4.路由重構(gòu)

通過調(diào)整接口區(qū)域ID，關(guān)聯(lián)或移除參與路由計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

五、關(guān)鍵技術(shù)

（一）網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端的準(zhǔn)入技術(shù)，基于RFC2865，RFC2866規(guī)范的RADIUS協(xié)議，采用多種靈活認(rèn)證方式對(duì)入網(wǎng)用戶、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，包括基于802.1X認(rèn)證、基于MAC地址認(rèn)證（支持非智能終端）、基于Portal認(rèn)證（支持戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)外訪客）。

（二）設(shè)備入網(wǎng)技術(shù)

1.802.1X協(xié)議

基于RFC3580規(guī)范的802.1X協(xié)議、用戶接入網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，提供用戶認(rèn)證框架，支持多種認(rèn)證協(xié)議。

2.DHCP Option 82

基于RFC3046規(guī)范，啟用DHCP中繼代理信息選項(xiàng)，DHCP可將多個(gè)子選項(xiàng)轉(zhuǎn)發(fā)到DHCP服務(wù)器，增加對(duì)DHCP客戶端的位置感知，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶端的精準(zhǔn)控制，主要子選項(xiàng)包括Circuit ID、Remote ID。

六、試驗(yàn)驗(yàn)證

1.規(guī)劃用戶及編組信息

在用戶系統(tǒng)中創(chuàng)建User01～User04測試用戶及指控、后勤測試編組，并將用戶劃入指定編組，末端裝備以MAC地址代替用戶賬號(hào)。

2.將規(guī)劃后的編組信息導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)策略服務(wù)器

設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接入及訪問策略，將編組綁定相應(yīng)的Tunnel-Pvt-Group-ID，如圖4所示。

3.將規(guī)劃后的網(wǎng)絡(luò)信息導(dǎo)入三層交換機(jī)及DHCP服務(wù)器

在配置的末端設(shè)備接入的VLAN-ID，映射到Tunnel-Pvt-Group-ID。智能設(shè)備通過用戶名或MAC地址、末端裝備以MAC地址自動(dòng)接入規(guī)劃指定的VLAN，并自動(dòng)獲取IP地址。

4.在測試電腦上啟用802.1X身份驗(yàn)證

設(shè)置PEAP認(rèn)證方式，接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)提示輸入正確的User01～User04用戶名及密碼后，測試電腦獲取指定VLAN中的一個(gè)IP地址。

5.在用戶系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)將任意測試用戶

測試電腦上登錄用戶無需重新登錄而獲取新的測試編組VLAN中的IP地址。用戶認(rèn)證超時(shí)、離線，或權(quán)限信息變更后，入網(wǎng)時(shí)需重新認(rèn)證。

七、結(jié)語

本文研究了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)快速規(guī)劃與動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)，提出了一套有效的技術(shù)方案解決戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)控制、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的問題。通過構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的典型業(yè)務(wù)場景驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)快速規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)控制、末端設(shè)備入網(wǎng)、設(shè)備再入網(wǎng)功能的有效性，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的可行性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)控制的自動(dòng)化。未來進(jìn)一步研究規(guī)劃與控制一體化技術(shù)、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)分發(fā)及注入技術(shù)、縮短網(wǎng)絡(luò)布設(shè)、動(dòng)態(tài)重構(gòu)時(shí)間，探索更加智能化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)。

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責(zé)任編輯：張津平