基于云服务的计算化学社区

中国科学院超算环境是由中国科学院统筹规划建设的“院总中心-分中心-所级中心”三层结构的超级计算环境,环境的资源聚合使用网格中间件 SCE,并使用 API 接口对外提供服务。依托超算环境建设的科学计算学云服务社区采用软件即服务的模式,使用浏览器/服务器结构来提供专业交互式的计算化学科学计算服务,以“降低使用门槛、提高使用效率,助跑计算化学用户的科学研究工作”为目标,为广大科研用户提供“一站式”计算的 Web 服务模式和异构资源协同工作模式。本文同时介绍了社区的建设应用情况以及环境的运行、监控情况。     

基于集群的代谢网络计算平台研究

在生物代谢网络研究中,为提供面向多用户的高性能计算服务,开发了基于Linux计算机集群的代谢网络模拟Web计算平台.该平台以集群为密集计算后台,以重建心肌细胞能量代谢网络为算例,采用集中式任务调度模型、加权结合轮询法的负载平衡技术以及消息传递接口并行编程模型,实现了对多用户并发任务的处理.通过实例应用和调度监控,验证了该平台在代谢网络模拟中的可用性,以及集群服务器并行处理多任务的有效性.     

基于MD5算法的.NET平台下用户登录设计

本文通过在Borland Developer Studio 2006编程环境下,使用Intra Web开发Web应用的一个实例,着重介绍了在.NET平台应用MD5算法设计用户登录认证的方法,为应用系统的口令管理提供了安全机制和策略.     

云计算环境下单点登录模型研究

云环境建设的目的在于将各业务系统中的资源和服务统一管理,为用户提供统一的资源和服务接口,而云中的资源和服务分散在各业务系统中管理,为了保证云环境中资源和服务的安全性,以及为了方便用户使用云环境下的资源和服务,就需要进行单点登录模型的设计,通过用户的单点验证,避免用户需要多次验证以使用不同业务系统的资源和服务。本文在分析云计算单点登录需求的基础上,进行单点登录模型整体结构和单点登录流程的设计。     

一种企业应用中的单点登录系统的设计

针对企业多套应用系统用户认证相对独立、用户必须同时使用多个账户重复登录的问题,根据企业应用环境特点设计了一种单点登录（SSO）体系,该设计基于SAML技术构建统一认证平台,建立了用户帐号映射关系,对现有系统进行客户化改造,封装成认证中心（IDP）和服务提供者（SP）,通过集成的认证代理实现认证服务,实现了SSO和现有系统的良好结合。     

面向科学计算的网格环境

为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。     

基于Nagios的监控数据分析展示平台

基于Nagios已设计开发了中国科学院超级计算环境监控平台,通过监控平台可获取集群的相关运维信息,及时了解各服务器的状况,针对出现的故障问题做出快速响应。监控平台获取的数据受存储方式等因素的限制无法方便地提供给外部使用,本文针对获取的集群数据加工处理并设计开发了获取这些数据的相应接口。开发人员可方便地利用这些接口获取数据并根据自己的需求通过不同的方式进行可视化展示。基于监控接口我们开发实现了一个用于展示超级计算环境运行状况的Show平台。用户或系统管理员可通过科技网通行证登录此平台查看中科院超级计算环境的整体运维信息,同时各管理员可查看自己集群的运维数据。Show平台为用户了解环境以及各集群的运行状况提供了方便的途径。     

基于SOA的社区信息化基础数据库通用接口设计

为了解决社区基层信息化数据"孤岛"问题,提出了基于SOA技术架构的社区信息化基础数据库通用接口的设计方案.基于SOA体系,建立了社区信息化基础数据库通用接口的总体框架,定义SOA接口模块实现同一辖区范围内各机构部门与社区之间的数据共享和交换.设计了系统接入接口,数据操作接口、接口实现的具体定义,规定了向第三方提供操作访问数据库的编程接口.基于该设计的社区信息化基础数据库可以高效地实现社区信息化系统与各个业务系统间互联互通,资源共享.     

超算中心典型科研应用特征统计与分析

超算中心已经成为众多科研机构的重要科研基础设施，对基于MPI的高性能计算应用进行数据建模和分析对优化网络流量、资源调度等许多方面十分重要.已有的研究工作大都集中在超算中心大规模MPI整体使用情况，或小规模的某个特定应用的研究，缺乏对科研行业超算中心的研究.本文通过采集和跟踪中国科学技术大学超算中心最典型的两个应用的流量信息：小规模并行的VASP应用和大规模并行的OpenFOAM应用，对MPI各个函数调用的流量数据和数据包传输进行了统计分析并发现其特点和性质，得出了一些新结论，这些结论可以用于指导超算中心网络设计和优化.     

基于统一用户管理的办公业务资源系统集成

随着办公业务系统的广泛使用,各种支撑办公业务系统应用的用户数量不断增加,但用户信息存在重复记录且不统一的情况,以及需多处登录、跨系统流程无法正常流转等问题越来越突出。文中提出了一种基于统一用户授权管理的办公业务支撑系统的集成方案,目的在于将办公业务系统支撑的账号管理、认证管理和升级整合为集中统一的安全支撑体系。通过对身份认证与分布授权、单点登录、统一用户、数据同步和资源管理等技术的整合,实现了统一的用户管理和维护,对多个Web应用只提供一个登陆窗口即可完成对多个应用的访问,并提供统一的认证源;对于集成在单点登录中的应用系统,可以对应用系统的资源进行角色管理,划分权限。     

基于 REST 风格的科学计算环境 Web服务 API

基于 Web 页面的计算门户提供了简单易用的用户使用界面,这些门户需要访问异构的计算机群。本文研究和实现基于 REST 风格的科学计算环境 Web 服务 API (SCEAPI-REST),其核心思想是充分利用 Web 服务在复杂系统中的集成优势以及 REST 风格的 API 跨平台和跨编程语言的特性,为开发者提供简单易用的计算机群开发接口,包括用户管理、资源查询、作业管理和文件传输等功能。基于 SCEAPI-REST,开发人员不再需要解决机群访问的繁杂问题,只需要专心构建面向科学计算的终端软件。该 API 已经应用到计算化学、材料科学、生物信息等多个领域的专业社区和工具软件。     

国家高性能计算环境资源评价规范研究

高性能计算资源作为科技创新的重要手段,是当代科技竞争的战略制高点,能集中体现一个国家的综合实力。国家高性能计算环境聚合了国内优秀的高性能计算资源,面向用户提供高效、便捷的高性能计算服务。为加强环境建设、提高服务质量,本文提出了一套可以量化网络服务水平和集群计算服务水平的规范,为高性能计算环境的准入提供理论依据,支持和引导用户合理使用资源,形成全局统筹的资源布局。本文首先提出对高性能计算资源服务水平的评价标准,针对资源的性能、可用性、安全性、可靠性、需求管理、技术支持和服务响应这些内容分别展开介绍。然后介绍了这些评价标准的计算方法,为评价标准的确立提供理论基础。最后以提出的资源评价标准为依据,对资源的分级标准进行制定并提出高性能计算环境的准入标准。     

Contract RBAC in cloud computing

Cloud computing is a fast growing field, which is arguably a new computing paradigm. In cloud computing, computing resources are provided as services over the Internet and users can access resources based on their payments. The issue of access control is an important security scheme in the cloud computing. In this paper, a Contract RBAC model with continuous services for user to access various source services provided by different providers is proposed. The Contract RBAC model extending from the well-known RBAC model in cloud computing is shown. The extending definitions in the model could increase the ability to meet new challenges. The Contract RBAC model can provide continuous services with more flexible management in security to meet the application requirements including Intra-cross cloud service and Inter-cross cloud service. Finally, the performance analyses between the traditional manner and the scheme are given. Therefore, the proposed Contract RBAC model can achieve more efficient management for cloud computing environments.     

支持开放的API接口的增强型业务

下一代网络(NGN)的一个重要的标志是提供开放的API接口,允许业务提供者和第三方的业务生成者生成业务,也允许普通的用户定制和生成所需要的业务。该文首先研究新一代业务及应用支撑环境的模型和体系结构、API接口以及业务控制技术;然后举例说明了如何利用ParlayAPI来开发业务;最后给出了未来的研究方向。     

Internet CAS存储协议的研究

内容寻址存储(content addressable storage,CAS)是一种基于内容的对象存储,目前的系统只能提供API或POSIX文件接口,CAS应用时必须做大量的编程工作,这限制了CAS的应用范围.描述了CAS的存取操作机理,分析了CAS的存取模式和广域网的特点,提出和实现了一种基于http的CAS客户端与服务器之间的网络通信和数据存取的协议,称为Internet CAS协议(简称iCAS).iCAS协议将CAS存储服务直接输出到Internet,使CAS应用不受网络环境和操作系统平台的限制,并简化了CAS与应用的集成.对iCAS进行了测试,结果表明iCAS具有较好的性能.     

IoTGuardEye:一种面向物联网服务的Web攻击检测方法

在包括物联网(Internet of Things,IoT)设备的绝大部分边缘计算应用中,基于互联网应用技术(通常被称为Web技术)开发的应用程序接口(Application Programming Interface,API)是设备与远程服务器进行信息交互的核心。相比传统的Web应用,大部分用户无法直接接触到边缘设备使用的API,使得其遭受的攻击相对较少。但随着物联网设备的普及,针对API的攻击逐渐成为热点。因此,文中提出了一种面向物联网服务的Web攻击向量检测方法,用于对物联网服务收到的Web流量进行检测,并挖掘出其中的恶意流量,从而为安全运营中心(Security Operation Center,SOC)提供安全情报。该方法在对超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,HTTP)请求的文本序列进行特征抽取的基础上,针对API请求的报文格式相对固定的特点,结合双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BLSTM)实现对Web流量的攻击向量检测。实验结果表明,相比基于规则的Web应用防火墙(Web Application Firewall,WAF)和传统的机器学习方法,所提方法针对面向物联网服务API的攻击具有更好的识别能力。     

Web platforms for scientific research

This paper considers current trends in creating systems for convenient and secure remote submission (by authorized users) of jobs to computing resources of different types, including supercomputers, clusters, cloud resources, storages, databases, and grid infrastructures. Presently, large computing and storage resources are capable of solving, on their own, the majority of practical problems in the field of science and technology. Therefore, the focus in developing next-generation middleware shifts from global grid systems towards creating convenient and efficient means of access to large individual resources. A web platform for remote access to computing resources is a set of special web services and application-oriented web interfaces. Such web platforms, on a centralized basis, provide users with a number of services interrelated by a specific application area, principle of access, and interface. In this paper, general principles of creating such platforms are considered and some particular implementations of web platforms are briefly described.     

面向材料科学研究的新型高性能计算平台系统

高性能计算集群作为保证国家科研开展的“基础设施”已上升为国家战略。高性能计算应用广泛,特别在材料科学研究方面,是必不可少的工具。当下为科学计算用户提供高质量的远程化、可视化、图形化的高性能计算平台成为当前高性能服务研究的突破口。本文提出基于材料科学研究的新型高性能计算平台系统,该系统基于Java语言开发,采用B/S架构为用户提供服务,实现主流材料科学研究的计算软件与平台的整合,设计友好的用户操作界面,提供方便的接入方式,并结合OpenPBS优化作业调度方法为平台用户提供优先级更高的计算需求,保证材料科研应用中更高效的计算资源。     

基于NuSOAP及Google Search API搜索技术的研究与实现

Web Services已经成为目前解决分布式系统的主流技术。Google搜索引擎基于Web Services技术为开发者提供了Google Search API,使得开发人员可以在应用程序当中通过与Google Web服务的访问,来获取搜索服务。本文阐述如何在PHP集成开发环境下,利用NuSOAP组件访问Google Search API,构建PHP环境下搜索系统的方法和技术。