DHT网络路由安全问题研究

为了能快速定位和搜索资源,越来越多的P2P网络采用DHT技术,但由于其路由的分布式、路由消息传播过程和内容定位过程同步,且以ID为中心等特点,使得DHT网络的路由并不安全.本文探讨了DHT网络的路由原理及特点,分析了DHT路由攻击类型,最后总结了常见路由安全威胁及解决方案.以期能为DHT网络路由安全问题的解决提供一些借鉴.     

虚拟计算环境中的可扩展分布式资源信息服务

基于网络资源的"成长性"、"自治性"和"多样性",近年来,人们提出以通用DHT(distributed Hash table)信息服务的形式实现网络资源信息的发布和查询.然而,现有的资源信息服务在通用性、易用性和自适应性等方面仍存在不足.针对虚拟计算环境iVCE(Internet-based virtual computing environment)的资源聚合需求,提出构建可扩展的分布式资源信息服务SDIRIS(scalable distributed resource information service).首先,提出采用自适应DHT(adaptive FissionE,简称A-FissionE)底层架构,以对上层应用透明的方式适应不同的系统规模和稳定性;其次,基于自适应DHT提出高效的多属性区间搜索算法(multiple-attribute range FissionE,简称MR-FissionE).理论分析和模拟结果表明,SDIRIS能够高效地实现资源信息的发布与查询功能.     

TMK:一种解决拓扑匹配的DHT模型

在结构化P2P系统中,由于使用DHT技术构建逻辑覆盖图时没有考虑实际物理层的拓扑结构,从而导致覆盖网与物理网络的严重失配,使得逻辑上相邻节点的延迟远远大于其物理上的延迟.本文针对DHT的拓扑失配问题,提出了一个解决拓扑匹配的DHT模型:TMK.分析认为,该模型能很好的解决了拓扑失配问题、缩小节点路由表空间、提高了路由查询效率.     

一种基于衍生树的交互式P2P 流媒体系统

提出了一种基于衍生树的P2P 系统框架,以支持交互式流媒体应用.该系统利用分布式发现服务来进 行资源定位,并通过基于衍生树的缓存结构来维护数据传输拓扑.使用基于衍生树的系统管理策略可以显著地降低 节点动态加入和退出等交互操作的开销.另外,通过使用分布式散列表(distributed hash table,简称DHT)来维护会话, 可以较低的代价实现资源查找、服务重构和拓扑维护等任务.仿真实验结果表明,与现有的P2P 流媒体系统相比,该 系统具有良好的性能,其用户交互操作的开销可以降低超过50%.     

一种基于衍生树的交互式P2P 流媒体系统

提出了一种基于衍生树的P2P系统框架,以支持交互式流媒体应用.该系统利用分布式发现服务来进行资源定位,并通过基于衍生树的缓存结构来维护数据传输拓扑.使用基于衍生树的系统管理策略可以显著地降低节点动态加入和退出等交互操作的开销.另外,通过使用分布式散列表(distributed hash table,简称DHT)来维护会话,可以较低的代价实现资源查找、服务重构和拓扑维护等任务.仿真实验结果表明,与现有的P2P流媒体系统相比,该系统具有良好的性能,其用户交互操作的开销可以降低超过50%.     

虚拟计算环境中的覆盖网技术

互联网资源的成长、自治和多样等特性给资源的有效聚合带来了巨大挑战.通过覆盖网动态组织互联网资源并支持资源的高效搜索,是虚拟计算环境中资源按需聚合的重要途径之一.文中概述了虚拟计算环境中覆盖网技术的研究进展.针对互联网资源的成长性和自治性等特点,阐述了基于Kautz图的高效覆盖网拓扑构造方法,进而给出了适用于任意正则图的通用覆盖网拓扑构造方法;针对互联网资源的多样性等特点,提出了支持分组的覆盖网拓扑构造方法;在此基础上,阐述了基于覆盖网的高效区间搜索技术,并对覆盖网拓扑的优化方法及其它复杂搜索技术进行探讨.     

面向高效复杂查询的常数度P2P系统构建技术

常数度P2P系统成为P2P领域的关注热点,但其研究主要集中于拓扑构建与维护,复杂查询研究及其支持优化技术相对较少.P2P系统高层特性很大程度上由底层拓扑决定,常数度拓扑的特点使得经典技术构建的常数度P2P系统数据局部性不佳,从而不支持高效复杂查询.针对这一不足提出了通用的面向高效复杂查询的构建技术,通过在数据层与DHT overlay间添加嵌入变换逻辑层,将拓扑结构信息引入构建过程以改善数据局部性,并采用此技术重构FissionE.分析与实验结果表明.新构建技术在不改变底层DHT的前提下有效确保数据局部性,减少查询综合开销,提高系统应用效率.     

基于Kademlia模型查询延时的改进

根据基于分布式散列表（DHT）的P2P网络资源定位方法,将洪泛式查找与DHT系统相结合,在拓扑形成时充分利用网络访问的区域性和物理网络中节点的邻近性来降低访问延迟并优化路由选择。构建了一种改进的基于Kademlia的P2P网络资源定位模型NKademlia,NKademlia继承了DHT和Kademlia的优点,在路由选择、查找成功率和平均逻辑路径长度等方面的性能均优于原Kademlia模型。     

一种面向无线Ad Hoc网络的新型分布式哈希表

为了在无线ad hoc网络上构建各种应用系统，有必要提供一种高效的数据共享机制，使得网络中各节点之间能够方便地进行协同和交互。该文将分布式哈希表(DHT)的基本思想与无线ad hoc网络中的基于地理位置的路由技术结合起来，提出了一种新型的面向无线ad hoc网络的数据共享方案——基于位置的DHT(LDHT)。与传统的DHT方案相比，LDHT不是通过逻辑上的覆盖网络来实现，而是直接基于网络的物理拓扑结构来构建，有效地消除了传统DHT方案的拓扑结构不匹配问题，提高了在无线ad hoc网络中进行数据共享的效率。     

一种面向动态异构网络的容错非对称DHT方法

设计具有更优的"度-直径"折衷关系,并能更好地适应动态、异构的Internet环境的DHT方法是结构化P2P技术研究的重点.提出一种容错、非对称的DHT方法:A-DHT.A-DHT根据接入延迟、带宽和用户行为把节点分成胖节点和瘦节点两类,并以Hyper-de Bruijn图为基础构建非对称的网络拓扑.A-DHT充分利用胖节点的消息转发能力实现了更优的、"平均度-直径"折中.同时,A-DHT又利用瘦节的冗余边得到了比各种基于字母表的DHT方法更好的容错性.介绍了A-DHT的静态拓扑结构、路由算法以及基于A-DHT构建P2P网络的若干算法.理论分析和实验证明,A-DHT在低网络负载条件下能够有效降低路径长度和延迟,在高网络负载条件下能够有效避免胖节点的过载,同时具有较好的容错特性.     

Embedded DHT overlays in virtual computing environments

With the rapid development of computing and networking technologies, people propose to build harmonious, trusted and transparent Internet-based virtual computing environments (iVCE). The overlay-based organization of dynamic Internet resources is an important approach for iVCE to realizing efficient resource sharing. DHT-based overlays are scalable, low-latency and highly available; however, the current DHT overlay (SKY) in iVCE cannot satisfy the trust requirements of Internet applications. To address this...     

一种基于聚类的虚拟计算环境资源聚合方法

作为面向互联网资源共享的虚拟计算环境的实例,iVCE(Internet based virtual computing environment) for Memory致力于解决广域分布的内存资源的共享与综合利用问题.由于内存资源的特殊性,传统的资源管理方法很难适用.以iVCE for Memory作为背景,提出一种基于聚类的虚拟计算环境资源聚合方法,有效降低了资源聚合的问题规模;借鉴物理学中的力场和势能理论,建立了实现资源聚合的基本模型和力场-势能模型以及相应的分布式算法;通过基于真实网络拓扑的模拟,对两种模型和算法分别进行了评估和验证.     

A Programming Language Approach to Internet-Based Virtual Computing Environment

There is an increasing need to build scalable distributed systems over the Internet infrastructure. However, the development of distributed scalable applications suffers from lack of a wide accepted virtual computing environment. Users have to take great efforts on the management and sharing of the involved resources over Internet, whose characteristics are intrinsic growth, autonomy and diversity. To deal with this challenge, Internet-based Virtual Computing Environment (iVCE) is proposed and developed to serve as a platform for distributed scalable applications over the open infrastructure, whose kernel mechanisms are on-demand aggregation and autonomic collaboration of resources. In this paper, we present a programming language for iVCE named Owlet. Owlet conforms with the conceptual model of iVCE, and exposes the iVCE to application developers. As an interaction language based on peer-to-peer content-based publish/subscribe scheme, Owlet abstracts the Internet as an environment for the roles to interact, and uses roles to build a relatively stable view of resources for the on-demand resource aggregation. It provides language constructs to use 1) distributed event driven rules to describe interaction protocols among different roles, 2) conversations to correlate events and rules into a common context, and 3) resource pooling to do fault tolerance and load balancing among networked nodes. We have implemented an Owlet compiler and its runtime environment according to the architecture of iVCE, and built several Owlet applications, including a peer-to-peer file sharing application. Experimental results show that, with iVCE, the separation of resource aggregation logic and business logic significantly eases the process of building scalable distributed applications.     

利用分布式哈希表构建带副本的检查点

利用分布式哈希表构建了一种带副本的检查点文件共享机制,可以使因特网上的计算资源共享平台由于节点异常退出时恢复或重新启动任务的执行.所有关于该检查点文件的操作都是在非集中式的分布式哈希表中完成,可以很好的跟踪、共享、回收在存储点上的检查点文件,很少需要后台服务器的参入与合作.把检查点保存在其相应的存储点上,通过哈希表中的标准函数来访问指向存储点的指针,最终完成检查点文件的基本操作.仿真结果表明:本文的检查点机制比传统的检查点策略具有比较快的任务通信轮回时间,同时计算平台也可以获得比较好的任务吞吐量,减少通信的负载.     

虚拟计算环境中基于资源池的资源聚合机制

虚拟计算环境中存在着极为丰富的资源,但由于其系统的动态性与自治性特点非常突出,系统服务质量很难得到保证。本文提出一种基于资源池的资源聚合方法,即根据应用需求将所需资源聚合成资源池,并以资源池的形式为用户提供服务,使得在任务执行过程中即使部分节点由于系统故障、超载等原因中途退出任务处理,用户的服务请求仍能得到处理和响应。此外,该方法结合负载均衡,优化了资源节点的选择与资源池的构建,从而有效地提高了系统服务质量。     

VirtMan: design and implementation of a fast booting system for homogeneous virtual machines in iVCE

Internet-based virtual computing environment (iVCE) has been proposed to combine data centers and other kinds of computing resources on the Internet to provide efficient and economical services. Virtual machines (VMs) have been widely used in iVCE to isolate different users/jobs and ensure trustworthiness, but traditionally VMs require a long period of time for booting, which cannot meet the requirement of iVCE’s large-scale and highly dynamic applications. To address this problem, in this paper we design and implement VirtMan, a fast booting system for a large number of virtual machines in iVCE. VirtMan uses the Linux Small Computer System Interface (SCSI) target to remotely mount to the source image in a scalable hierarchy, and leverages the homogeneity of a set of VMs to transfer only necessary image data at runtime. We have implemented VirtMan both as a standalone system and for OpenStack. In our 100-server testbed, VirtMan boots up 1000 VMs (with a 15 GB image of Windows Server 2008) on 100 physical servers in less than 120 s, which is three orders of magnitude lower than current public clouds.     

虚拟计算环境下信任管理研究

可信保证体系是虚拟计算环境的基础组件.虚拟计算环境下信任管理具有不确定性和动态性特点,因此,虚拟计算环境下的可信保证体系应具备主观性、基于证据以及上下文相关性的特性.针对虚拟计算环境下虚拟共同体的服务选取以及自主元素的可信度计算的安全问题,提出了基于贝叶斯分析的信任模型.     

Internet-based virtual computing environment(iVCE):Concepts and architecture

Resources over Internet have such intrinsic characteristics as growth, autonomy and diversity, which have brought many challenges to the efficient sharing and comprehensive utilization of these resources. This paper presents a novel approach for the construction of the Internet-based Virtual Computing Environment (iVCE), whose sig- nificant mechanisms are on-demand aggregation and autonomic collaboration. The iVCE is built on the open infrastructure of the Internet and provides harmonious, transparent and integrated services for end-users and applications. The concept of iVCE is presented and its architectural framework is described by introducing three core concepts, i.e., autonomic element, virtual commonwealth and virtual executor. Then the connotations, functions and related key technologies of each components of the architecture are deeply analyzed with a case study, iVCE for Memory.     

一种基于分布对象技术的Agent计算框架

随着ＣＯＲＢＡ等分布计算技术的发展,分布式应用开始关注系统的可靠性,可用性,开放性,计算资源共享与可重用等问题。面向Ａｇｅｎｔ的分布计算技术是解决上述问题的有效手段。文中基于面向Ａｇｅｎｔ的计算观点,论述了分布式应用及其内部分布对象之间的关系,并针对系统可靠性以及可用性的需求,在ＣＯＲＢＡ平台上实现了一个Ａｇｅｎｔ框架,用于构造面向Ａｇｎｅｔ的分布式应用。