计算资源整合的网格技术实现

阐述了网格计算技术的进展和DataGrid／EGEE系统的体系结构。结合高能物理的应用和高能所计算资源当前的实际情况，设计了一个网格计算系统，整合高能所几个分离的PC Farm计算系统，实现了计算资源的共享，以提高计算资源的使用效率。     

多网格平台上的高能物理数据共享

当前,高能物理网格计算平台主要依赖于单一的网格中间件与操作系统.而实际上,越来越多的异构资源需要被整合进来.因此,如何在多个平台上(包括不同的网格中间件与操作系统)共享高能物理网格数据是一个基本的研究课题.本文在不改动原有平台的基础上,提出并实现一个网格数据共享系统.基于该系统用户可以透明的在多个平台上管理和共享海量数据.本文主要描述这个系统的体系结构、实现方法、性能优化以及使用场景.     

高能物理网格中动态自适应副本选择算法

提出一种在高能物理网格环境下适用的客户端动态自适应文件副本选择算法。该算法基于历史传输信息进行选择预测,并可根据实际情况进行合理配置。理论证明和真实环境下的运行结果表明,该算法能够很好地满足高能物理网格的需求。     

网格资源动态管理系统的研究与设计

网格的资源管理是网格计算系统的必要基础，它及时地收集网格资源的信息，并提供整个网格的统一资源信息视图。对于具有大科学、多单位合作特色的高能物理研究，网格计算将提供一个强大的计算技术支持。着重说明了网格计算资源动态管理系统的设计原理和总体结构，以及基于网络的信息查询、修改服务。     

云计算与高能物理实验分布式计算的结合应用

高能物理实验具有大数据量和高计算量的特点,需要分布式计算系统对多个合作单位的计算和存储资源进行整合。中国科学院高能物理研究所已经创建了分布式计算环境,并实现对多个高能物理实验的稳定支持。近年来由于云计算技术不断发展成熟,其扩展性和易定制的特性非常适合应用于高能物理实验计算,是一种新的分布式计算资源类型。我们对云计算与分布式计算的结合应用进行了研究,成功将云计算整合到中国科学院高能物理研究所的分布式计算系统中,实现云站点的稳定运行,并进入生产状态提供给物理用户使用。     

基于市场的网格资源分配管理模型研究

提出了一种基于微观经济学方法的网格资源分配管理模型，采用分布自治原则由众多的网格域构成整个网格系统。系统根据用户作业请求发出投标信息，各网格域参考投标信息及自身资源使用情况利用PSP拍卖机制确定中标者，最后系统从中标信息中选择费用最低的完成任务，以一定的周期运用微观经济学供需均衡原理动态调整资源价格。相对于别的网格资源管理系统，本模型提出的资源管理方案在管理上比较简单，系统不必掌握全局资源信息，可扩展性较强，易于实现，并且通过引入竞标机制解决了资源提供者的报酬问题。     

数据网格建设与系统集成

针对当前存在的大量异构应用系统不能互联互通、资源不能共享、数据不能联动的现状，利用基于OGSA体系结构的最新网格开发工具GT4构建一个数据网格平台采集成现有应用系统，并详细描述了在各应用系统端部署GT4的核心组件WebService，将各应用系统的数据封装为服务，实现各应用系统数据库、数据中心之间数据交互和联动过程。论述了在数据网格平台上建立UDDI中心和CA中心，利用UDDI中心实现服务统一描述、注册、发布和调用，利用CA中心颁发的数字证书进行用户身份和操作权限的验证，最后给出整个系统的体系结构及其描述。     

基于蚁群优化算法的服务网格的作业调度

提出了利用蚁群算法来优化服务网格的作业调度系统的方法和一个两层的作业调度模型，该模型可以在网格的动态和异构环境下实现对作业执行时间的预测，然后根据作业的预测执行时间并利用蚁群优化算法使适应函数取得最小值，从而得到最优化的作业调度。基于开发的校园网格实验床，通过实验显示该方法可以优化服务网格的性能，减少作业的平均执行时问，提高系统的吞吐率。     

面向高能物理计算的网格文件系统

针对网格环境下高能物理计算的需求,基于现有的网格中间件,提出并设计了一个网格文件系统HEP-GridFS,目的是将异构的、动态变化的、大规模的网格存储资源虚拟成单一的、稳定的文件系统视图,并根据用户实际需求提供不同的服务质量。描述了它的体系结构以及关键技术,主要包括名字服务、存储资源管理、数据复制、用户访问接口、工作流程等。     

UVSP：一种融合网格与P2P资源的组织机制

分析了网格与P2P资源的特点，提出了一种融合二者资源的UVSP模型，以实现有效的资源表示、发现、访问和协同。根据此模型，为网格加入基于DHT的Bootstrap系统和为P2P系统加入服务化节点。讨论了资源组织体系结构，实现了一个具有BT Tracker功能的系统原型。该模型对网格与P2P系统资源的融合或具有异构拓扑的P2P系统之间的资源共享与协同有参考作用。     

PKI系统中CA服务器的设计与实现

公开密钥基础设施(PKI)是解决网络安全的重要技术之一。典型PKI应用系统包括安全Web、注册机构(RA)、认证机构(CA)、目录(LDAP)和数据库等服务器。CA服务器是PKI系统的核心实体,起着发布、管理和撤消证书的重要作用。本文通过对PKI消息结构的分析,提出了基于多线程方案的CA服务器的设计原理,并描述了CA与注册机构RA之间的消息交互过程。     

基于关系型数据库的CA系统

当PKI技术应用于企业或政府信息化时，它必须与其它业务系统集成。采用与业务系统相一致的关系型数据库，有利于不同系统的集成。当CA系统采用关系型数据库和浏览器／Web应用服务器／数据库服务器3层结构时，证书相关信息的查询可以通过HTTP协议简单实现，LDAP和OCSP引擎可以使系统与标准协议保持兼容。另外，在这种结构下，通过引入基于关系型数据库的角色、权限管理机制，可以大大简化CA/RA的管理，使系统的运行和维护更加容易。     

基于模糊元胞自动机的电网故障演化模型

为了构建与实际电网更加接近的电网故障模型,将模糊理论及元胞自动机(CA)理论相结合,提出并建立了用于模拟电网故障演化的模糊元胞自动机模型,并定义了模型中元胞状态、电网状态及故障传递程度的模糊规则库,同时进行了基于IEEE39节点系统的电网故障传播演化过程仿真。仿真结果进一步验证了电网的自组织临界性(SOC),同时结果表明,该模型较不采用模糊规则的电网故障模型其损失负荷幂律特性曲线斜率绝对值增大了17%,电网更加稳定,该模型与电网实际运行情况更加接近。     

基于开放源码的企业自建CA系统的研究与实现

分析了企业自建CA系统的必要性,通过一个PKI系统——myCA的设计与实现,论证了在企事业单位内部建立专有CA的可行性,并提出了隐藏PKI系统复杂性的具体方法。     

容忍入侵的CA方案设计与实现

为了提高联网(certificate authority,CA)的安全性,基于(t,n)秘密共享思想,引入安全芯片及RSA分步签名方法,提出了一种具有容忍入侵能力的CA方案。新提出的CA方案从算法理论和系统架构两方面着手,克服传统CA的安全缺陷,保证CA私钥在产生、拆分和分步签名时的安全性,有效地解决了CA抵抗内外部攻击问题,确保了联网CA系统具有一定的入侵容忍能力。最后通过C++和OpenSSL实现了CA系统,验证了该CA方案的可行性。     

一种入侵容忍的CA方案

CA(certificate authority)是PKI中的关键设施.CA的私有密钥一旦泄露,该CA签发的所有证书就只能全部作废.保护在线服务CA的私钥也就成为一个非常重要的课题.不是从保护系统或检测入侵出发来保证CA的安全,而是确保当少数部件被攻击或占领后,CA系统的机密信息并没有暴露.通过将私钥分发给不同的部件,并保证任何一个在线的部件无法恢复CA的私钥,从而保护了CA私钥的保密性.     

PKI在P2P-Grid安全计算平台中的应用

由于P2P系统节点的分布性,集中式的安全控制方式难以有效使用。借鉴网格计算的安全技术,提出了将PKI技术应用到P2P-Grid计算平台中的设计方案,首先由客户端发出请求,通过CA服务器认证后,与网格服务器建立安全连接,并按照一定的访问控制策略将任务分配到获准使用的网格节点。网格节点资源采用P2P的PeerGroup形式进行组织和管理,由PeerGroup中的Peer完成分布式计算,然后将各个Peer的计算结果汇总到网格服务器,最后将计算结果返回到客户端。该设计方案在一定程度上实现了在P2P-Grid平台上分布计算的安全性。     

PKI技术在网格安全中的应用

对面向服务的网格环境进行了分析,讨论了网格对PK1技术的需求,比较了网格CA与基于传统组织机构的CA之间的差别,研究了信任状存取的安全性,最后给出了一个网格CA的实现方案。     

基于空间信息多级网格的CA模型研究

具备时空计算特征的元胞自动机(CA)模型与GIS集成极大促进了GIS对地理过程的模拟能力。论文简要介绍了空间信息多级网格(SIMG)——一种既能适合网格计算环境又充分考虑到地球空间的自然特征和社会属性的差异性及经济发展不平衡的特点的空间信息表示新方法。充分研究了SIMG与CA之间的联系,分别讨论了在SIMG上CA元胞及状态的确定、元胞空间的确定、规则的定义、时间粒度确定等,提出了空间信息多级网格元胞自动机模型(SIMGCA),并提出了SIMGCA模型在土地利用/覆被变化中的应用框架。     

网格环境下的G-R-TRBAC访问控制模型

针对网格复杂的访问控制需求,对现有的任务-角色访问控制模型进行改进,建立了角色-任务&角色的网格访问控制（G-R_TRBAC）模型。该模型在网格环境虚拟组织域间使用基于角色的访问控制策略(RBAC)结合证书管理系统,网格环境虚拟组织域内则是经过改进的任务-角色访问控制模型,满足了网格访问控制的多域性和动态性。