全球信息栅格通信能力建设研究

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矗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。
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。
(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(IUSA)宣布GIG―BE已实现完全作战能力，使用OC一192(10 Gb／s)信息高速连接了DISN中的100多个骨干节点。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。
(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。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。