国防科大计算机学院工学博士学位论文摘要

分布计算环境中冗余服务管理 机制的研究与实现 作者：钱　方(2000.5) 导师：邹　鹏教授 　　本文以性能、可用性、可扩展性为目标,针对三层客户／服务器体系结构,研究分布计算环境中冗余服务的失效管理、性能管理和配置管理,并在此基础上开发一个自动、自适应、透明和开放的冗余服务管理系统。本文的主要工作包括： 　　(1)针对现有的冗余服务概念模型的不足,本文首先利用分布对象技术定义HORIS对象模型,通过它对分布计算环境中冗余服务的管理问题进行有效描述。基于HORIS模型,本文利用agent技术创建了冗余服务的全局管理框架AMA,并引入了基于“事件-条件-动作”规则的agent模型实现AMA框架的自动、自适应管理功能。同时针对AMA框架中冗余服务的管理者OM,本文进一步提出了冗余对象管理框架ROMA,以实现开放、自动、自适应透明的管理功能。 　　(2)本文对基于分布对象的负载平衡算法进行了系统地分类描述。然后,按照负载平衡的管理步骤,对分布计算环境中冗余服务的负载索引进行定义;通过对基本负载信息收集方式的改进,提出三种新的收集方式;在此基础上,引入两类负载平衡算法。 　　(3)本文从如下三方面对冗余服务的性能和可用性进行有效地权衡： 　　(a)首先对基于分布对象的负载平衡算法进行改进。然后利用请求冗余机制,提高自适应的高可用负载平衡算法AHA-LOBA,以及确定负载阈值的遗传算法DT-GA。它能根据系统的负载状况动态确定请示的冗余度,有效满足用户的性能和可用性需求。     

基于“事件—条件—动作”Agent模型的冗余服务管理框架

在目前大规模事务处理等商业应用的驱动之下,越来越多的分布式应用采用冗余服务以提高系统的性能和可用性。针对现有的冗余服务管理系统缺乏自动和自适应的管理功能,本文提出基于“事件-条件-动作ECA(Event-Condition-Action)”规则的Agent模型,并基于该模型创建了针对冗余服务的管理框架     

分布式冗余服务的自适应配置管理策略

针对面向冗余服务的分布式计算模型HORIS,该文提出了一个基于移动代理技术的自适应配置管理ACM(AdaptiveConfigurationManagement)策略用于改善冗余系统的可扩展性,从而在保证系统可用性的前提下提高系统的性能。     

基于分布对象的冗余服务模型

针对现有的分布计算模型不能充分描述冗余服务的特点,文中基于分布对象的观点,提出一个面向冗余服务的计算模型ＨＯＲＩＳ。它利用类和实例的概念定义了冗余服务,并将状态服务和无状态服务区分开来,同时还刻画了分布计算环境中的请求和主机的概念。在ＨＯＲＩＳ的基础之上,文中创建了一个冗余服务的管理框架ＡＭＡ,并在ＣＯＲＢＡ平台上进行了实现,与其它冗余服务的管理框架相比,它具有接口开放,适应性强、能管理异构服务以     

基于移动Agent的面向对象分布式冗余服务系统

目前很多分布式应用系统都利用冗余服务技术来提高系统的可用性。论文分析了分布式冗余服务系统中集中管理模式存在的诸多问题,并提出引入移动agent实现对服务实例主动的集中管理和分布管理的结合,从而保证系统高可用性的同时改善系统的性能。其中用到对象和实例的概念来定义冗余服务。     

基于agent技术的并行构件组装及性能优化方法研究

为更好地组装并行构件程序和进行性能优化工作,设计和使用了不同的软件agent.构件连接agent负责构件接口的粘合和数据重分布.构件执行agent和资源管理agent相互协作,把构件部署在满足要求的计算节点上.定义了4种不同的构件自适应策略.不同的构件自适应agent、构件执行agent和资源管理agent相互合作,针对平台计算资源的不同情况,完成构件的自适应过程,提高了构件的性能.资源管理agent、负载探测agent和构件执行agent相互合作,完成负载均衡工作,提高了整个计算平台的性能和吞吐量.在异构计算机集群上的相关实验证明了所提出的基于agent技术的并行构件组装及性能优化方法的有效性.相比传统的性能优化方法,基于agent技术的方法使用灵活,并且具有性能上的优势.     

基于移动Agent的冗余服务管理模型

基于分布对象和移动Agent技术,为了提高冗余服务的整体性能,论文设计了一个冗余服务管理模型。通过对移动Agent的属性和行为的定义,实现了对冗余服务的系统管理,包括配置管理、性能管理、失效管理等。     

基于移动代理的适应性配置管理系统

针对面向冗余服务的分布式计算模型HORIS（Host-Object-Request-Instance-State),提出一个基于移动代理的适应性配置管理系统ACMS（Adaptive Configuration Management System)。该系统根据运行期间用户需求的变化，对实例冗余度进行动态调整，在保证HORIS系统可用性的前提下改善其动态扩展能力并减小系统开销。     

分布式数据库服务器系统及其自适应配置管理策略

服务器冗余技术在解决传统分布式环境的可用性和性能瓶颈问题的同时,给系统的管理带来了新的挑战．介绍了一种分布式数据库服务器DDSS的构成原理及工作模型．为了解决当前冗余服务系统的配置管理中存在的冗余资源动态可扩展性不强的问题,针对服务器DDSS(模型把系统中的每种服务抽象成为一个对象类,并提出同一个服务对象类的多个实例互为冗余服务),对冗余资源的配置管理问题进行讨论,并提出基于移动代理技术的自适应配置管理ACM(adaptive configuration management)策略,在保证系统可用性的前提下提高系统的性能,减少资源浪费．在ACM中,通过定义奖惩函数(对于静态配置)和用户请求到达率(对于动态配置)来作为配置依据,对冗余实例进行动态增加或删除．最后,对算法的性能进行了分析、测试,并与传统算法进行了比较．     

基于框架的虚拟计算环境关键技术研究

通过分析目前几种虚拟计算环境的现状、特点及适用范围,针对中小规模、异构零散的的计算需求,提出一种基于框架技术的虚拟计算环境的实现方法,并结合框架技术设计了分层服务模型.基于复杂多样的、性能差距明显的计算资源的调度问题,提出了一种基于对等模式的随机自适应调度算法.该算法提供对关联任务的调度,适合异构的、资源规模较大的环境,尤其是计算资源差异明显的异构计算环境.实现了基于框架技术的虚拟计算原型系统,并通过实验测试对比算法的调度性能,最后将计算环境应用于实际的地震资料处理中.     

国防科技大学计算机学院工学博士学位论文摘要

<正> 本文的主要工作围绕高效、灵活的分布对象计算环境技术的研究展开,包括:(1)基于分布对象计算提出了分布对象层次抽象模型,定义了分布对象的抽象层次。综合Agent技术与分布对象计算深入研究了分布对象计算环境的总体框架。基于AOP技术的构件技术,通过层次抽象模型细化总体框架,提出了一种开放实现的层次式分布对象计算环境框     

一种应用于体育节目中的关键词检测与比赛分类系统

提出一种应用于体育节目音频分析中的关键词检索系统框架,并利用关键词检索结果对比赛实现了体育类别的自动判断.采用一种基于距离测算和基于模型选择融合的前端音频处理模块,实现了对复杂音频流中语音的高效提取;采用基于LVCSR系统的关键词系统框架,利用少量体育节目语音数据,对声学模型进行了自适应,构建体育类语言模型同时提出一种针对特定关键词词频分布的语言模型自适应,较大幅度提高了关键词系统的检出性能;针对不同体育比赛选择特征关键词,并利用关键词系统检索结果实现了比赛类别的自动判定,在由七种体育共15场比赛构成的测试集中,判定正确率达到100%.     

面向因特网应用的容错和负载平衡管理

针对因特网应用的三层客户／服务器体系结构,本文设计并实现了一个面向冗余服务的管理系统ＯＭ。它采用分布对象技术,基于ＣＯＲＢＡ平台,为冗余服务提供了容错和负载平衡管理服务,同时它还为系统管理员提供了管理接口,为用户提供了对服务的透明访问机制。     

基于主动工作模式的分布式数据库服务器及其排队模型

由于单个服务器的分布计算环境在实用性和系统性能方面存在着明显的缺陷,所以通过高速网络连接的多服务器系统提供冗余服务已成为当今分布计算技术的研究热点。本文介绍了一种基于主动工作模式分布式数据库服务器的构成及运行模型,为其建立了排队模型,并与非主动模式的系统进行了比较,以性能价格比优略为依据对其冗余度进行了
了数学解析。     

网格中自适应模型服务的研究

在网格环境下采用面向服务的技术进行分布仿真时,网格服务所处环境的变化易使仿真无法继续运行,需要为仿真引入容错机制.因为网格通信传输延迟较大,这使得局域网环境下的容错技术难以满足这一要求.文中针对这一问题将模型设计为自适应的模型服务,并引人一个监测代理.该代理使自适应模型服务有了感知服务器上硬件资源利用率的能力;当利用率达到临界值后,自适应模型服务采取迁移接口执行的访法来调整其服务策略.通过一个基于HLA的仿真实例验证了这种自适应模型服务可以支持对象实例的大量并发访问,使网格环境下的分布仿真运行也能适应环境的变化,具有了一定的容错能力.     

一种基于Muti-agent的个性化网络教学系统框架

当前智能教学系统对于用户提出的个性化学习服务实现效果尚不理想。本文将agent技术引入智能教学系统,构建了一种基于多agent的个性化网络教学系统框架,分析了框架内各agent的功能和工作过程,提出了一个学生学习个性化特征提取和处理的模型。通过动态跟踪学习记录,采用向量相似度计算寻找一种与学习者相适应的学习风格,为学生提供个性化的学习服务。     

基于黑板的自治代理协同入侵检测系统模型

人侵检测系统是针对网络攻击的重要检测机制。迅速发展的网络技术、互联网流量的迅速增长以及攻击的复杂性使得现存的人侵检测系统难以提供可靠的服务。这就需要考虑优化性能，提供一种具备学习和自适应能力的入侵检测系统。文章提出了一种入侵检测模型，它基于自治agent和黑板结构，具有更好的自学习能力，这种检测系统能够自动适应网络环境和攻击类型的不断变化提高自身对新型的网络攻击的检测能力。     

一种基于Cloud-P2P计算模型的恶意代码联合防御网络

针对目前的反病毒系统在应对恶意代码时通常具有的滞后性,提出并构建了一种新颖的基于Cloud-P2P计算模型的恶意代码联合防御网络。Cloud-P2P计算模型将云计算与对等计算进行有机融合。恶意代码联合防御网络系统中的集群服务器与用户终端群体联合组成了一个高安全防御网,协同防御恶意代码,并快速产生群体免疫力。为了提高系统的性能表现,提出适用于Cloud-P2P融合计算环境的两种基于分布式哈希表的层次式网络结构C-DHT和D-DHT,并通过引入移动agent技术实现了恶意代码联合防御网络中的疫苗agent和巡警agent。基于Cloud-P2P计算模型的恶意代码联合防御网络具有负载均衡、反应快捷、防御全面和兼容性良好等性能表现。     

面向普适计算的多Agent协同设计系统模型

根据普适计算的特点,提出了一种多agent协同设计系统框架模型.考虑到普适计算环境下移动设备的交互和多通道的信息集成,该模型在已有多agent协同设计系统的框架模型上增加了相应的agent,并且在设计agent的结构中包含了通道识别、上下文生成及多通道信息整合模块,以处理多通道的信息.详细介绍了在该agent模型中基于设计上下文的知识表示、搜索和更新式学习算法,以及协同设计系统中多agent知识共享的方法.该研究对于普适计算在设计领域中的应用有重要的意义.     

永久对象服务的研究和实现

结合对象管理组制定的永久对象服务标准，利用框架技术，针对多种对象类型和存储机制，介绍一种实现存储、恢复永久属性重构对象机制的通用办法，以满足现实世界中对象模型的要求。主要讨论框架的特点，在ＣＯＲＢＡ环境下永久对象服务的实现及对永久对象服务标准的理解。