网络服务可生存性的模型、评价方法与管理策略

作者：  王元卓著

出版社：知识产权出版社,2010

简介：　　 随着网络技术和应用的不断发展，一些关键领域或业务应用 　　场景对网络服务提出了更高的要求。尤其是在网格系统中，资源 　　的动态性和自治性给网络服务带来了不确定性，同时，网格资源 　　的异构性和广域分布等特性也使得服务执行过程中网格节点有可 　　能遭受故障、操作事故以及恶意攻击等意外干扰的影响。如何在 　　这样复杂的环境下准确地分析和预测网络服务的可生存性，是一 　　个正在被越来越多的学者关注的问题。目前，这方面的研究才刚 　　起步，缺乏系统的模型和评价体系，同时，也缺少针对评价结果 　　有效的管理策略。 　　 《网络服务可生存性的模型评价方法与管理策略(中国优秀博士论文工 　　学)》对网格环境下网络服务的可生存性及其主要属性的定 　　义、模型技术和分析评价方法以及相应的服务管理策略和容忍机 　　制进行了深入的研究，并介绍了支持资源监测和服务可生存性分 　　析的原型系统。《网络服务可生存性的模型评价方法与管理策略(中国优秀 　　博士论文工学)》的主要内容包括以下5个方面。 　　 ①提出了网络服务可生存性及其主要属性的定义和分析评价 　　的整体框架，并研究了基于随机Petri网的网络组合服务的模型 　　方法。该方法可以描述复杂的服务关系，并可记录大量的语义信 　　息。该方法还对典型的服务模式给出了一系列等价化简定理，并 　　进行了相应的证明，这在一定程度上解决了模型求解时的状态空 　　间爆炸问题。 　　 ②从服务失效的结果出发，提出了基于随机Petri网的服务 　　失效模型的建模方法及相应的容错机制。结合组合服务的模型方 　　法，研究了失效模型的可生存性分析框架，给出了一系列可生存 　　性重要属性的计算方法，并通过应用实例介绍了该分析方法的实 　　用性。 　　 ③提出了随机博弈网模型理论。基于该理论，建立了网络环 　　境下攻击行为和防御行为对系统状态的影响模型。通过计算获得 　　了攻防双方在纳什均衡条件下的期望行为，量化计算了与安全相 　　关的可生存性属性。结合博弈论中机制设计以及拍卖等理论，针 　　对DDoS(Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务)攻击， 　　设计了相应的容侵机制，从而提高了网络服务的可生存性。 　　 ④研究在各种意外干扰发生时网络服务的容错模型和服务管 　　理策略。提出了网络服务干扰、服务可管理性的形式化描述方 　　法，给出了基于随机Petri网的网络整体模型和描述节点区分服 　　务的详细模型，并研究了引入可生存性属性的联合策略。通过应 　　用实例分析，说明该策略对由网络资源动态性所造成的服务中断 　　具有较好的控制作用。 　　 ⑤设计并初步实现了一个网格资源监测与分析系统(Grid 　　 resources Vision and Analysis System，GVAS)的原型。同时也 　　设计了基于中国教育科研网格(ChinaGrid)的应用实例。通过检 　　测所得的实际数据，较好地实现了对网络服务可生存性参数的计 　　算和分析。实验结果表明，根据GVAS系统的分析结果部署的服 　　务在一定程度上优于网格系统随机分配的情况。