美军用虚拟计算机技术提升海军陆战队训练水平

指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I)系统的移动应用服务器(CMAS)模拟成一个C4I网络。C4I系统的移动应用服务器(CMAS)允许用户如约翰•奥尔森(中)；美国海军陆战队安德鲁•瑞普林格下士(左)和埃里克•霍尔卡姆下士，用一个孤立的程序来训练技能。

　　美国海军陆战队所提供的现场指挥、控制、通信、计算机和情报支援能力拥有了一种新型工具——箱式战术网——这个网络允许陆战队员在虚拟环境中，学习使用最新的软件。自从2001年9月11日袭击之后，每个人经常被迫使用复杂的战术网络和应用软件系统，而在使用这些软件系统之前，几乎很少有机会甚至没有机会训练使用这些软件。

　　如果所掌握的技能还不能使用作战装备，那么简要的用法说明很快就会被忘掉，通常，操作这些装备既不可能也不实际。

2001年，国防科学委员会特遣空军优势训练与突击训练总结报告指出，因为组织的紊乱以及不具备将部队有效部署在机构集中地方的能力，所以，需要一种必不可少的需求用来训练部队。

　　通过应用从任何政府网分离出来的一种移动学习能力，指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）提出了这种需求。部署在战场上的海军陆战队能够在训练用的虚拟系统上完成战术系统作业，而不是在真实的作战系统上。这种移动服务器是一种基于计算机的训练工具，能够装备到部队，作为定期战备训练的一部分。

　　指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）运用虚拟计算机技术能够反映出现实的战术系统以实体计算机上的文件形式运行。优势有很多，包括硬件资源的保护，因为几种典型的虚拟服务器能够在一个实体服务器上运行。虚拟计算机系统的另一个好处是快速熟悉危急任务的态势。在移动的战术环境中，益处包括减少了硬件和能源的消耗，提高了数据的可靠程度。报告已经指出，不断增加的计算机代码的复杂性将驱动未来系统向具有不同任务性能的多种虚拟计算机方向发展。应用这种方式的虚拟计算机适合将危急任务模块化成各种更加便于管理的组成部分。

　　一种分发给部队用的军用便携式计算机能被模拟成一种虚拟计算机文件并且用于训练。如果想得到它，人员能够复制这种镜像文件，形成复合虚拟计算机技术。这种技术能使部队在战术系统上进行训练，通过使用在指挥中心中找到的相同的硬件和软件。一种镜像系统，它是来自加利福尼亚州Palo Alto的VMware公司的“实体到虚拟”（P2V）工具，被运用到了这种方法中。

　　最初，研发指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）是用来运行复合指挥与控制个人计算机（C2PC）的桌面，这个桌面能够接收真正的全球指挥与控制系统轨迹，用于在私营网络上进行训练。VMware的GSX服务器提供了运行带有战术软件和功能性联网的虚拟个人计算机与真正的便携式计算机全球指挥与控制系统相连接的能力。全球指挥与控制系统是美国武装力量用于分发全世界战术图片的主要手段。局部地区的指挥官能够减少针对作战行动的特定战术地区的图片，并且按照显示的信息进行行动。在部队这一层次上，战术态势进一步压缩，并且在复合指挥与控制个人计算机（C2PC）上的指挥中心中显示出来。通过使用复合指挥与控制个人计算机（C2PC）界面，能够形成局部态势报告，并将其放到全球指挥与控制系统网络上用于全球分发。战术态势感知信息可以包括战斗机、舰船、友邻地面部队和敌军的数据。

　　指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）的硬件和软件由应用Windows 2000服务器操作系统的单独服务器层次的便携式计算机组成。GSX服务器安装了操作系统服务器作为一种应用软件。战术硬件部件是随机存取存储器（RAM），因为便携式计算机资源被虚拟计算机的个人计算机共享。通过利用美国海军陆战队公用硬件设备（MCCHS），一台合适的便携式计算机是一种具有40千兆字节的RAM能力的半规则系统。GSX服务器运行Windows2000、Windows2003、WindowsXP和Linux操作系统。

　　最近，VMware研制出了一种注册用户能够自由下载的服务器版本。在一台便携式服务器上，操作系统作为一种硬件的内置成本重新配置了。如果开放资源版本得到应用，那么Linux会流行起来，并且是免费的。

　　在解开小型运输箱之后，指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）设置不超过30分钟，就可达到作战状态。便携式服务器必须开机，随着所有虚拟计算机上的个人计算机启动。网络由低成本的网络交换机和以太网电缆组成。每个受训人员都被提供了一种便宜的只能用于与便携式服务器联网的，并且运行VMware远程桌面应用软件的便携式计算机。

　　在便携式客户端上的远程桌面程序与便携式服务器连接。单个的虚拟个人计算机被分配给学员。装备便携式服务器用来处理四个或更多的虚拟个人计算机。这种设置允许每一个用户点击一个标签来查看教员的计算机，用以验证。在得到指导之后，每个受训人员返回到他或她自己的虚拟桌面重复以前学习的步骤。

　　虚拟计算机能够以依照操作人员进行改变的或是保护或是放弃的几种磁盘模式中的一种模式进行运行。在永久模式中，虚拟个人计算机的任何已经发生的变化被写到了磁盘文件中。非永久模式允许学员做出改变和犯错以及安装或移除软件。当虚拟个人计算机关掉的时候，磁盘文件返回到它的基准状态。对于用户来说最快的性能是通过使用持久模式获得的，在永久模式中，保持变化的轨迹是没有必要的。对于测试新软件的安装和试验使软件能够运行来说，非永久模式是非常优秀的。

　　以非永久模式运转几种虚拟计算机需要为每一台虚拟计算机保持一本用于记录变化的日志。在操作系统中所共享的便携式服务器资源上进行这项工作是非常费劲的。指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）为学员的训练使用了持久模式，这能够提高用户的经验。当完成的时候，虚拟计算机文件通过原版拷贝写到上面。

　　虚拟个人计算机可以利用与实体计算机连接的硬件设备。如果主机服务器有一个USB接口，那么，这个接口可以通过虚拟个人计算机进行访问。装载软件能够通过在便携式服务器驱动舱内插入一张CD来练习配置。学员看见计算机磁盘的内容显现在屏幕上，看见一个选择菜单，并体验发生在软件安装期间发生的其它的步骤。对于一个装有海军陆战队用过的较旧版本或不同版本软件的结构来说，各种解决方案都是可以利用的。不同产品的需求通过开始使用一种新型的，带有所需要软件的虚拟计算机来解决。这种不同的版本能保留在一种便携的，用于将数据传递到便携式服务器上的外接驱动器。

　　全球指挥与控制系统不能作为虚拟计算机进行运转，但是一种全球系统的便携式计算机就可以使用，因为操作人员必须知道如何将指挥与控制个人计算机连接到全球指挥与控制系统。操作人员应该理解数据从哪里来以及如何将数据进行压缩，避免系统过载，他们还应该练习创造或管理现实系统的轨迹。现有方法将一系列被简化的轨迹放置在没有全球指挥与控制系统的训练网络上，但是，那会牺牲模仿现实世界的能力。已经部署的部队通过使用指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）来增强战术态势感知应用技能。通过使用与实际应用软件连接的基于计算机的训练模块，技能可以得到更进一步的提高。指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）能够运行核、生物和化学监视软件；通信计划程序；以及其它战术网络应用软件。它支持系统管理员，还有进行指挥与控制个人计算机，系统计划工程与评估设备，新版本操作系统，微软交换以及其它用途训练的操作人员。装载和配置程序可以先在虚拟环境而不是安装在关键系统上，就能得到实践和证明。操作人员能够在一个良好的环境中，使用一些新的但不是发布版本的软件，增加熟练程度，而且并不会危及作战系统或网络。

　　位于加利福尼亚Pendleton营区的海军陆战队战术系统支援机构（MCTSSA）为战术C4I系统提供了作战部队，帮助建立和操作战术软件和网络，以及提供有价值的便携式训练。由海军陆战队战术系统支援机构实施的指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）的示范以四台虚拟计算机同时运行为特征，与此同时，海军陆战队的学员学习指挥与控制个人计算机的课程。便携式服务器使用Windows2000服务器版本和VMware GSX 的3.2版本。硬件是IBM T40p便携式计算机，1.6兆赫的奔腾第四代处理器和1.5千兆字节的随机存取存储器（RAM）。拥有这样的配置，学员体验稍微有一点延迟的鼠标移动，但是很快得到调整。一个带有比这种配置更多可利用的随机存取存储器（RAM）的更加耐用的便携式服务器得到了推荐。用三个虚拟计算机进行的训练期间，反应是极好的。额外的虚拟计算机被存储在一个通过USB线连接的200千兆字节的外接驱动器上。

　　2005年，一些海军陆战队战术系统支援机构（MCTSSA）的工作队携带着指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）到了伊拉克，在指挥与控制个人计算机和公用作战图管理中训练海军陆战队员。当一支部署在Fallujah附近的部队表达了需要补充在指挥与控制个人计算机（C2PC）中得到训练的战斗行动中心人员的时候，海军陆战队战术系统支援机构（MCTSSA）小组提供了在现实的“生动的”公用作战图环境中进行的无限制的指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）的训练。设计出临时会议室的同时，工作队指导由6到8个海军陆战队员组成的小组管理地图，进入和更新轨迹以及建立和更换覆盖图——所有一切都没有占用宝贵的现实世界中战术装备和网络。将指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）用于部署部队进行便携而及时训练，证明了它本身是非常优秀的设备。指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）还被用于示范以及在即将向部署部队发布的指挥与控制个人计算机版本上进行熟练性训练。

　　2006年5月，海军陆战队战术系统支援机构的工作队到欧洲进行一年一次的联合演习，并且应用指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）进行指挥与控制个人计算机训练。指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）移动应用服务器（CMAS）的虚拟计算机安装了不同版本的指挥与控制个人计算机，允许来自斯洛文尼亚、保加利亚、拉脱维亚、克罗地亚和阿尔巴尼亚的参与者，应用各种版本的指挥与控制计算机和操作系统参与训练。

　　艾伦 D.凯萨姆是美国海军陆战队战术系统支援机构的计算机工程师。他担任指挥、控制、通信、计算机和信息系统参谋，帮助部门有效运用全世界范围内的部队。

　　作者：艾伦 D.凯萨姆

　　编译：知远/爱唐

　　译自：信号杂志