虚拟计算环境中的DHT拓扑构建技术研究综述

基于互联网的虚拟计算环境(iVCE)是一种新型网络计算平台.互联网资源的成长性、自治性和多样性等自然特性给iVCE中的资源共享带来巨大的挑战.DHT覆盖网(简称DHT)具有可扩展、延迟低、可靠性高等优点,是iVCE实现资源有效共享的重要途径之一.拓扑构建是DHT的基础性关键技术,实现了DHT的动态维护与消息路由等基本功能.本文首先概述传统DHT的拓扑构建技术,主要包括各种典型DHT的动态维护机制与消息路由算法、支持复杂查询的DHT索引构建技术,以及支持管理域匹配的DHT分组构建技术等;进而针对互联网资源的特点,综述在iVCE中DHT拓扑构建技术的最新研究进展.本文在最后对DHT拓扑构建技术的未来发展方向进行探讨.     

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.     

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。     

Trustworthiness of Internet-based software

Recent years see an increasing concern over the trustworthiness of Inter- net-based software. By analyzing the trustworthiness of Internet-based software and the nature of the Internet applications, we point out that, on the one hand, due to the open- ness and dynamic nature of the Internet, the identity trustworthiness and the capability trustworthiness of the software are facing serious challenges; on the other hand, in order to ensure the trustworthiness of the whole system, emerging computing paradigms based on the collaboration of autonomous software need some impacts on the behavior of the software. Here we put forward a conceptual model for the trustworthiness of Inter- net-based software, and propose a trustworthy assurance framework for Internet-based virtual computing environment (iVCE). This framework deals with the trustworthy proper- ties of software on identity, capability and behavior in a combinated way. The authorization management in inter-domain computing environment, assurance on high availability of service and incentive mechanism for autonomic collaboration are taken as three core mechanisms of iVCE trustworthy assurance.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

一种双层P2P结构的语义服务发现模型

在开放的Internet环境下,多本体共存是一种必然.同时,集中式的语义服务发现机制是整个面向服务计算的瓶颈,导致系统的可扩展性差.为了支持多本体共存并提高系统的可扩展性,提出一种双层P2P语义服务发现模型.该模型以本体社区为核心,将iVCE(Internet-based virtual computing environment)的核心概念集成到P2P模型中.基于该模型,提出一种分两个阶段、3个步骤的服务发现算法.除了在本体社区内以外,算法还可以实现跨社区的服务发现.在本体社区内,算法首先根据语义相似性选定相应的注册服务器,然后再利用逻辑推理来实施精确的服务匹配.而跨社区的服务发现则按照一定的策略实施.该模型适用于多本体共存的开放环境.实验结果表明,通过合理的参数配置,模型能在查全率和服务发现响应时间之间加以折衷,并取得较好的结果;另外,模型能够在不降低服务查全率的情况下降低注册服务节点的平均负载.     

虚拟计算环境中的多机群协同调度算法

基于虚拟计算环境的核心机理,提出由自主调度单元、域调度共同体、元调度执行体为核心的多机群协同系统框架.剖析多机群任务并发运行性能模型,设计了多机群协同调度算法框架,提出最大空闲节点优先、最小网络拥塞优先、最小异构因子优先与最小异构空闲节点优先4种启发式资源选择策略.实验验证了协同调度模型与算法在任务集完成时间与系统平均利用率的测度上的有效性.     

基于云计算的物联网安全研究

介绍了云计算与物联网的概念,分析了二者结合的必然性与结合模式,提出了基于云计算的物联网体系结构,研究了基于云计算的物联网所面临的安全威胁问题,并针对安全威胁给出了相应的解决方案,即构建可信的物联网环境和如何保证"云"中的物联网数据安全,指出了基于云计算的物联网安全研究的技术难点和研究现状。     

动态计算网络:一种面向物联网的普适计算框架

随着物联网的发展,大量不同的设备通过各种不同的方式连接到物联网中,使普适计算环境更加复杂和多样化,因此要求在物联网环境下的普适计算框架能适应新的计算条件的变化。提出了一种新的普适计算框架,以便在物联网环境中普适计算系统能够自动适应复杂多样的软硬件运行环境,使软件无需修改就可以在整个物联网环境中任意地执行,实现普适计算的服务发现、上下文感知与服务迁移功能。提出物联网环境下普适计算的基本运算单元为"动态计算网络",使用"设备动态匹配"作为普适计算软件自动适应环境的解决方案。提出的动态计算网络增强了普适计算软件对物联网环境的适应性,为面向物联网的通用软件系统设计提供了一种有效的解决方法。     

云环境下的虚拟机监控和服务器部署关键技术

现代生活水平的不断提高、网络科技的迅猛发展为互联网的发展带来的机遇和挑战。随着广大用户要求越来越高,需要开发更多的互联网服务,从而从根本上降低互联网的运作成本。基于云计算为前提进行相关的服务开发、管理,最终顺利完成这一目标。云计算的前身技术是分布式、网格和并行计算,能够有效地实现动态资源分配、自动部署和配置。目前,国际上的几大互联网巨头已经逐步将发展重点放在研究云计算技术上。     

边缘计算助力工业互联网:架构、应用与挑战

工业互联网通过整合5G通信、人工智能等先进技术,将各类具有感知、控制能力的传感器与控制器融入工业生产过程,来优化产品生产工艺,降低成本,提高生产率.传统的云计算模式由于集中式部署的特点,计算节点通常离智能终端较远,难以满足工业领域对高实时性、低延迟的需求.边缘计算通过将计算、存储与网络等资源下沉到工业网络边缘,可以更加...     

浅谈云计算在互联网中的应用

云计算是一个新兴的商业计算模型。它利用高速互联网的传输能力,将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的计算机集群中。云计算使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本,只需要通过互联网来购买或租赁计算力。该文阐述了云计算在互联网中的应用形式,并通过具体实例进行分析和描述。     

云计算时代对信息安全的影响及对策分析

云计算是一种基于Internet新兴的计算机应用技术。其远景是以互联网为基础,为广大互联网用户提供安全可靠、方便快捷的互联网服务和强大的计算能力。在云计算环境下,信息安全问题不但是云计算面临的首要问题,而且将成为决定云计算发展的规模和前景的决定性问题。通过从云计算的概念、特征和及目前已存在的问题出发,浅析云计算环境下的信息安全问题。     

基于WWW的Internet网络计算模式的性能分析

随着基于ＷＷＷ的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ计算模式的广泛应用,Ｉｎｔｅｒｎｅｔ计算中计算性能分析的重要性逐步为人们所重视。该文介绍了基于 ＷＷＷ的 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ计算模式以及如何进行性能分析,并介绍了一些进行性能分析的现有产品。     

基于非结构化P2P技术的资源信息服务

因特网资源的“分布性”、“自治性”和“多样性”等自然特性给资源的有效共享和综合利用带来了巨大的挑战。本文基于非结构化P2P技术提出了一种虚拟计算环境（iVCE）中的可扩展资源信息服务（SRIS）,并对SRIS的应用实例进行了模拟分析。