高速存储中的线型文件系统设计和实现

本文介绍硬盘存储原理和Windows文件系统的工作原理,然后从充分发挥硬盘读写效率和易于数据管理的角度出发,提出了一个适合于高速大容量存储系统的线性文件系统.并详细讨论了线性文件系统的设计思想和实现方案.     

网络流量分析系统的设计与实现

随着网络速度的不断增长及网络应用的不断增多,网络监管的难度大大增加.实现了一种高速网络流量的实时监控系统NTAS——网络流量分析系统.通过PF_ RING底层报文捕获模块,捕获网络流量,并对网络流量进行完整会话管理以及在此基础上基于有穷自动机(DFA)的协议识别,解决了同类系统性能不足和协议识别率不高的问题.最后给出了NTAS与同类系统的比较测试.测试结果表明,NTAS具备在高速网络环境下对网络流量的实时分析处理的能力.     

LHC光纤数据链路传输中LOCic系统编解码延时测量

在高速数据传输中,数据传输延时是表征编解码系统性能的重要参数,特别是在欧洲核子中心LHC(大型强子对撞机)ATLAS(超环面仪器实验)探测器读出系统里尤为重要.针对将用于LHC ATLAS实验升级中的LOCic(线码在芯片专用集成电路)线性编码系统的FPGA实现给出了其延时参数测量的设计方法和实现过程.准确地测得了延时大小,说明了LOCic线性编码的低延时特性,为用于ATLAS实验升级中对该线性编码系统性能标定提供了依据.     

纯用户态的网络文件系统——RUFS

针对在使用高速存储硬件时常规网络文件系统会被软件开销影响整体性能的问题,提出了利用存储性能开发套件（SPDK）搭建文件系统的方法,并在此基础上实现了一个网络文件系统RUFS的原型。该系统通过键值存储模拟文件系统的目录树结构以及对文件系统的元数据进行管理,通过SPDK存储文件的内容。另外,利用远程直接内存访问（RDMA）技术对外提供文件系统服务。RUFS相较于NFS+ext4,在4 KB随机访问上,读写吞吐性能分别提高了202.2%和738.9%,读写平均延迟分别降低了74.4%和97.2%;在4 MB顺序访问上,读写吞吐性能分别提高了153.1%和44.0%。在大部分元数据操作上,RUFS相比NFS+ext4也有显著优势,特别是文件夹创建操作,RUFS的吞吐性能提高了约5 693.8%。该系统能够充分发挥高速网络和高速存储设备的性能优势,为用户提供延时更低、吞吐性能更好的文件系统服务。     

基于Trace重放的文件系统性能分析

基于Trace重放的基准测试是存储系统性能测试中的一个重要方法,本文提出一种如何利用Trace重放来对文件系统的性能进行对比测试,从而选出适合用户应用需求的文件系统的方法。本文选择有代表性的3种Trace集合,使用重放工具FSReplay对EXT2、EXT3、JFS、XFS、ReiserFS这5种文件系统进行对比测试,为用户在类似的应用中选择合适的文件系统提供了参考依据。     

纯用户态的网络文件系统——RUFS

针对在使用高速存储硬件时常规网络文件系统会被软件开销影响整体性能的问题，提出了利用存储性能开发套件（SPDK）搭建文件系统的方法，并在此基础上实现了一个网络文件系统RUFS的原型。该系统通过键值存储模拟文件系统的目录树结构以及对文件系统的元数据进行管理，通过SPDK存储文件的内容。另外，利用远程直接内存访问（RDMA）技术对外提供文件系统服务。RUFS相较于NFS+ext4，在4 KB随机访问上，读写吞吐性能分别提高了202.2%和738.9%，读写平均延迟分别降低了74.4%和97.2%；在4 MB顺序访问上，读写吞吐性能分别提高了153.1%和44.0%。在大部分元数据操作上，RUFS相比NFS+ext4也有显著优势，特别是文件夹创建操作，RUFS的吞吐性能提高了约5 693.8%。该系统能够充分发挥高速网络和高速存储设备的性能优势，为用户提供延时更低、吞吐性能更好的文件系统服务。     

NS2000应用多项当今最新的服务器技术

先进的模块结构:“Mix-N-Match”网络流量及磁盘阵列容量的管理与控制高速、高性能、高可用性的64位 UNIX 文件系统:64位 Joumaling 文件系统、高速的 FastFLO 文件系统根本改善了传统32位 i-node UNIX 文件系统的低效率、低速问题;面向高速随机及顺序 I/O 的专用设计,成功地实现了超高速文件系统节点间极低的传输延迟、高速的交互连结:采用超级计算机工业标准的交互式总线 SCI,从根本上消去了连续背板瓶颈:采用 SCI 的交换机、节点的在线替换使得集群成为可能采用最近的 IT 工业标准,技术:在 RISCCPU 的基础上,增加了对广泛使用的 Intel CPU 和 PCI 总线标准的支持;支持网络备份新标准 NDMP、最高速度的网络备份;支持和采用了集群技术、光纤 RAID 技术     

基于线性时序逻辑的对象文件系统形式化描述

基于线性时序逻辑,给出了对象文件系统特性的形式化描述.对象文件系统时序逻辑(OFSTL)是线性时序逻辑在描述对象文件系统应用中的一个推广.用OFSTL描述对象文件系统的性质,用模型化的状态迁移系统表示对象文件系统的访问行为.试图解决目前对象文件系统研究存在的问题: ①关注提升对象文件系统性能和功能,但是以增加对象文件系统复杂性为代价; ②很少针对对象文件系统精确描述,缺乏形式化的辅助,妨碍从细节上考查对象文件系统的正确性.     

Pmfs中目录项索引的实现

可字节寻址的非易失存储介质,如相变存储器等,使数据可以在内存级别持久化。由于非易失存储器（NVM）本身的读写延时非常低,系统软件开销成为了决定整个持久化内存系统性能的主要因素。Pmfs是一个专门为持久化内存所设计的文件系统,然而,Pmfs下的每个目录操作（打开、创建或删除）都会遍历目录下的所有目录项,导致了随文件数增长而线性增长的目录项查找开销。通过测试发现,在特定类型负载下这种开销成为了整个文件系统的瓶颈。针对该问题,在Pmfs中实现了持久化的目录项索引来加速目录操作。测试结果显示,基于单目录下100000文件的负载,该优化使得文件创建速度提高了12倍,带宽增加了27.3%。     

高速网络流量测量方法

高速网络流量测量是目前实施实时准确地监测、管理和控制网络的基础.基于网络流量测量的应用,将网络流量测量分为抽样方法和数据流方法.从不同的层次,将抽样方法分为分组抽样和流抽样,分别介绍了两类抽样方法;从测度角度介绍了数据流方法.详细介绍了高速网络流量测量的常用数据结构,以及抽样、数据流方法在高速网络流量测量中的应用,比较了各种方法的优劣.概述了高速网络流量测量技术的研究进展.最后,就现有的网络流量测量方法的不足,对网络流量测量的发展趋势和进一步的研究方向进行了讨论.     

一种面向用户的网络文件系统远程访问控制方法

在研究Linux／Windows操作系统中已有NFS实现方案的基础上，提出了一种面向用户的网络文件系统远程访问控制方法。该方法以用户作为访问控制的主体，能够抵抗远程访问请求响应过程中可能出现的主动攻击、重放攻击，消除了攻击者冒充合法用户的可能性。     

基于UML网络视频存储回放系统的设计与实现

该文提出一种利用网络技术把模拟的视频信号转化为数字信号引入Intemet网,采用流媒体技术建设视频服务器,完成具有网络存储功能和回放功能的网络视频存储回放系统。首先统一建模语言UML对系统进行功能分析和可视化建模,在此基础上运用Visual Studio 2008进行开发和实现。     

基于RSA的多源网络编码签名方案

由于网络编码极易遭受污染攻击的破坏,文中基于RSA问题的难解性提出了一种适用于多源网络编码同态签名方案,以应对污染攻击和重放攻击.该方案能够阻止恶意修改的数据分组,被污染的数据分组会被验证者丢弃,从而保证了系统的安全性.由于方案是为多源网络编码设计的,不需要额外的安全信道,且采用线性计算,大大降低了对结点计算能力的要求,节省了结点的验证时间.此外,通过引入消息代序号,该方案可以防止代间重放攻击.     

基于OCTEON芯片的高精度流回放系统的设计与实现

介绍网络多核处理器OCTEON和基于OCTEON开发的基本需求,讨论在Linux平台下基于该芯片开发高精度流回放系统的设计与实现过程,包括主机与OCTEON间PCI的通信,高精度流回放的时间戳实现,以及多个流同时回放的设计与实现。对该系统的性能测试表明,基于OCTEON的流回放实现高度并行并且高精度的处理,系统的实现对于在高速Gbps环境下的网络数据流检测、过滤与入侵检测系统具有很高的应用价值。     

网络测试中海量数据包存储与处理技术的研究

为了有效地捕获、存储与处理网络测试中所产生的海量数据包,提出一种基于WinPcap库与Oracle数据库的软件架构.通过性能试验,该架构可在每秒5000个的数据包速率下,不发生掉包现象,同时又具有灵活与强大的数据包统计与分析功能.试验结果表明,所提出的架构能够满足通常网络测试的需求.同时,相对传统数据包文件直接存储的架构,该架构的内存管理压力更小,数据回放与处理更灵活,分析能力更强大.     

基于RTX的网络延迟测试系统设计与实现

网络延迟对网络通信影响巨大,基于RTX实时环境,在开发了RTX下计数卡驱动的基础上,设计实现了一套网络延迟测试系统,该系统利用GPS锁晶振授时器产生的高频方波信号作为时钟基准,为发送方和接收方提供测试时钟,系统中实时处理、传输数据的进程运行在RTX环境下,在LabWindows/CVI下开发的人机交互界面来设置测试数据参数,最后将测试结果记录进文件。该测试系统不仅测出了RTX下网络传输延迟,而且提出了一种延迟测试的可靠方案,为今后的网络应用提供了有力参考。     

无线影子 网络环境下安全策略研究

无线影子网络作为一种Ad-hoc网络,可以为灾后救援提供应急通信保障。文章分析了影子网络面临的节点攻击、DDoS攻击、窃听与流量分析、数据篡改、重放攻击等风险,提出了影子网络的安全目标,并着重对应用在该网络上的安全认证技术、安全路由技术、入侵检测技术等安全策略进行了分析研究。     

基于网络分布式文件系统设计与实现路径

设计了一款网络分布式文件系统。该系统基于软件定义网络,通过充分应用其底层网络动态数据资源完成实时数据传输最佳路径的获取,使分布式文件系统的性能通过有效导引分布式文件系统中的大数据流而得以显著提高。通过构建的分布式文件系统原型对文件读写及修复操作进行测试,同传统网络环境相比,基于软件定义网络环境的分布式文件系统的读写及修复能力均得以显著提升,更适用于网络数据流量大且异构明显的情况。     

基于数字水印的网络控制系统回放攻击检测

随着网络技术在控制系统中的广泛应用, 如何处理数据回放及数据篡改等网络攻击行为是广大科技工作 者必须考虑和解决的一个问题. 在构建包含控制网络和检测网络的控制系统基础上, 本文给出了一种网络控制系统 的数学模型, 并详细阐述了其传感器节点到控制器节点的数据传输方法. 考虑到控制器节点遭受回放攻击的实际 情况, 通过数据帧中添加时间戳和水印数据, 并采用拟合优度检验等相关策略, 由此提出一种新的异常行为检测方 法. 仿真结果表明, 该方法在一定程度上能够有效并快速地检测出针对控制器的回放攻击行为, 具有应用前景和推 广参考价值.