统一网络通信管理：实现MOSA的下一步

从空中平台到地面车辆再到基站，战术边缘的硬件互操作性愿景现在正在实现。由于MOSA（模块化开放系统方法）是一种方法，本身并不是标准，因此只要接口和通信协议基于开放标准，就可以通过许多不同的方式实现支持这一愿景的解决方案。但是，仍然有一个关键领域需要解决，即实现异构系统之间的无缝互操作性。例如，考虑传感器开放系统架构（SOSA）技术标准：虽然传感器处理系统架构的大多数方面在SOSA中都有明确的定义，但尚未严格定义的一个领域是单个卡和模块的网络配置和操作环境。

嵌入式系统行业正处于一个转折点，它可以为政府客户提供真正的基于模块化开放系统方法（MOSA）的硬件，用于各种硬件形式的作战人员通信，从超紧凑的线路可更换单元到基于VITA标准的坚固机箱和插入卡（PIC），符合SOSA［传感器开放系统架构］等标准， CMOSS ［C4ISR/EW 模块化开放标准套件］ 和OpenVPX。

大多数 PIC 通过软件和固件支持用户可定义的配置和选项，并且同一配置文件中的许多卡可能支持类似的功能。虽然VICTORY（C4ISR/EW互操作性的车辆集成）标准机构试图整合和标准化某些状态通信，但它不可避免地不会涵盖每个供应商提供的所有配置选项。例如，符合数据/控制平面开关配置文件的 PIC 可能由使用不同命令集或配置语言的思科、博通或 Microsemi 交换 ASIC ［特定于应用的集成电路］ 供电。对于这些供应商来说，将端口分配给VLAN［虚拟局域网］所需的命令是不同的，虽然这是一个简单的例子，但完整的网络配置可能需要训练有素的人员，并在这些技术方面获得专业级IT认证。具有这种专业知识水平的工程师通常具有五年以上的专业经验，但仍需要数月（或在某些情况下数年）的供应商特定培训。

MOSA 和 SOSA 标准的目标是，在不久的将来，使用特定配置文件的 SOSA 兼容交换机可以换成使用相同配置文件的任何其他 SOSA 兼容交换机。（图 1。虽然工业界正在迅速实现硬件的这一目标，但要使这一愿景成为现实，软件和配置方面仍有大量工作要做。需要的是一种配置“罗塞塔石碑”，它可以满足系统设计人员或操作员的功能要求，并无缝配置系统中安装的不同硬件。

［图1 |图示：符合陆军SAVE标准的安装框架中的MOSA式硬件。标准化 A-Kit/车辆信封 ［SAVE］ 是用于部署 C5ISR 功能的物理 SWaP ［尺寸、重量和功率］ 连接器标准。

统一的网络通信管理解决方案使客户无需知道如何配置来自多个供应商的网络硬件，例如来自思科、博通还是美高森美。相反，由于统一网络通信管理负责网络配置转换，最终客户只需要知道任务是什么，而系统管理软件则处理所有配置语言任务。

如果没有统一的网络通信管理解决方案，则需要花费大量时间、精力和专业知识来配置不同的配置语言，以便它们可以在战场上共享数据和相互通信。网络人员必须接受培训和教育，并接受再教育，以跟上快速变化的网络通信世界以及特定设备的功能。此外，将该网络设备集成到现有系统中需要花费大量时间。我们需要的是一个覆盖一切的软件，可以处理不同网络供应商使用的网络配置语言之间存在的众多重要差异。

MOSA的目的，我们可以以SOSA为例，是能够更快地向作战人员部署新功能。就SOSA而言，目标是通过在模块和系统级别定义互操作性，更快地向现场提供新的算法和传感器处理功能。配置和管理网络配置语言的多语言环境的挑战可能会在互操作性目标中引入一个重大的薄弱环节，即增加不必要的时间延迟、成本和人员要求。

如果没有统一的系统管理解决方案来“翻译”不同的网络语言，无论基于战场通信硬件的其余部分多么有效和开放标准，异构硬件的多语言现实都会引入有害的压力点。

更重要的是，嵌入式标准现在越来越多地寻求使用高保证软件，此举有望大幅增加成本并减少政府客户的选择。如果系统管理的各个方面都需要通过航空航天软件级认证，那么军事软件的成本可能会增加数亿美元。扩展到网络操作软件的真正模块化开放系统方法将允许进行设计，使软件模块或组件保持适当的设计保证水平（DAL），以履行其在系统操作中的作用。网络功能（如可视化和指示以及日志查看器等）并不重要，因为它们本质上是驻留在 PIC 上运行的软件或固件顶部的转换和视图层。诸如此类的设计将使政府和行业能够使用敏捷和DevSecOps等快速开发技术来加快上市时间并降低成本，而真正的安全关键系统可以使用通常更慢，更昂贵的开发方法来实现更高的DAL。

虽然像VITA 46.11这样的努力将系统管理标准化引入CMOSS和SOSA机箱，但这些标准并不适用于（或不太可能）适用于非基于VITA标准的MOSA设备。提供一个能够处理所有各种网络配置语言并支持多套设备的接口层将变得越来越重要。想象一下，一名士兵被分配到Stryker车辆进行特定交战，并被期望在该平台上操作通信设备。在下一次交战中，同一名士兵可能会被分配到另一辆装有不同通信设备的车辆上。通过提供通用的统一网络操作框架，无论与任何特定车辆相关的通信硬件实例化如何，士兵都可以同样有效地完成工作。

经过验证和现场的统一网络通信管理软件解决方案的一个例子是Curtiss-Wright的PacStar IQ-Core软件包，该软件包已成功部署在陆军PEO C3T中。（图2。这种“单一管理平台”界面可以管理来自多个供应商的多种硬件外形尺寸的各种通信设备，并不断增加对其他设备的支持。随着工业向虚拟功能发展，我们看到该领域需要更多的通用计算。PacStar IQ-Core 软件可以管理虚拟功能，无论使用何种 MOSA 通用计算硬件。PacStar IQ-Core Software可以管理这一点。其工具集包括SSH，SNMPv3，HTTPS等开放标准，以及已发布的API（包括REST和SOAP等Web服务的API），以与通信设备的各种元素进行接口。

［图2 |PacStar IQ-Core 软件展示了其作为统一网络通信管理的单一管理平台的功能。

如果没有统一的网络通信管理解决方案，人员必须开发所有这些网络标准和 API 的专业知识，或者配置备用工具。此外，所有这些工具都在不断更新，因此用户也必须不断接受有关这些工具升级和更改的再培训和教育。统一的网络通信管理解决方案消除了对永无止境的教育和培训周期的需求。

单一管理平台方法使用户在学习网络配置语言时具有不可知性，因为他们不需要精通每一种语言。一家独立研究公司进行了一项用户研究，以衡量使用统一网络通信管理解决方案配置和管理复杂网络设备的影响。在这项研究中，二十二名未经培训的最终用户被要求执行相同的两项任务，一次使用 PacStar IQ-Core 软件，一次使用等效的手动方法（例如，命令行）。结果表明，使用统一的网络通信管理解决方案来完成这些任务大大提高了参与者成功完成任务的能力，并大大减少了花费的时间、犯的错误和所需的支持。无论此人的计算机和网络专业知识水平如何，都是如此。使用统一网络通信管理软件，参与者：

执行 VPN 设置任务的速度提高了 10 倍，备份任务的速度提高了 2.5 倍

错误减少了九倍

在分配的时间内成功完成两项任务的成功率是原来的两倍

对在设备上执行其他任务充满信心

对于行业和客户来说，接下来要考虑和注意的一件事是，系统管理问题对于实现MOSA模型的承诺至关重要。如果跨不同的硬件类型进行水平推断，统一网络通信管理方法可以为在异构环境中实现网络通信互操作性的目标提供一条途径。使用直观的用户界面使通信设置和操作快速且易于学习;通过协助组织保持正常运行时间、性能和符合网络安全要求来减少配置错误;并通过面向入门级和高级网络管理员的工具简化故障排除。

审核编辑：郭婷