基于DHT的開放對等云存儲服務系統(tǒng)研究.pdf

1、云計算(Cloud computing)是以虛擬化技術為基礎，以互聯(lián)網(wǎng)為載體提供基礎架構(gòu)、平臺，軟件等服務，整合大規(guī)?？蓴U展的計算、存儲、數(shù)據(jù)、應用等分布式計算資源進行協(xié)同工作的超級計算模式。作為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)應用模式，云計算將成為未來人們獲取服務和信息的主導方式。云存儲(Cloud Storage)作為云計算研究熱點延伸和發(fā)展出來的新概念，正在受到來自學術界與工業(yè)界越來越多的關注，云存儲服務系統(tǒng)為網(wǎng)絡海量數(shù)據(jù)的存儲提供了有效的解決方

2、案，在最大程度節(jié)約成本的情況下，提供了一個完善的備份、容災的數(shù)據(jù)中心。盡管云存儲概念提出的時間還不長，卻已在解決大規(guī)模非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的在線存儲、查詢、備份等方面起到了重要的作用。云存儲是分布式存儲技術與虛擬化技術結(jié)合的產(chǎn)物，是分布式存儲技術的最新發(fā)展。本文以基于DHT的開放對等云存儲服務系統(tǒng)為主要研究對象，并圍繞系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、冗余策略、入侵檢測、信譽機制等方面取得以下研究成果。
　　 ⑴相對于當前主從(Master/Slave)

3、結(jié)構(gòu)的GFS，HDFS，Sector，KFS等云存儲系統(tǒng)，提出了一種以DHT為核心的開放對等云存儲服務系統(tǒng)，并采用Kademlia算法構(gòu)建了原型系統(tǒng)MingCloud。系統(tǒng)能提供基本的數(shù)據(jù)存儲、讀取、刪除、搜索等云存儲服務功能，并突出了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。仿真實驗結(jié)果表明，MingCloud系統(tǒng)具有較高的可用性和性能，系統(tǒng)通過改進和優(yōu)化后能實際應用于互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模、高動態(tài)開放環(huán)境，并為用戶提供較高質(zhì)量的云存儲服務。在系統(tǒng)成熟后，還

4、可以實現(xiàn)與其他云存儲系統(tǒng)的互聯(lián)和資源共享。
　　 ⑵進行了對等云存儲服務系統(tǒng)冗余策略的選擇與研究，對完全副本冗余和糾刪碼冗余進行較全面客觀的評價。實驗中采用Cauchy Codes作為編碼算法，分別從K桶大小對系統(tǒng)可用性影響、文件分塊數(shù)量對系統(tǒng)可用性的影響、相同冗余度下系統(tǒng)可用性比較等方面進行了仿真評估。與完全副本冗余相比，糾刪碼冗余能獲得較理想的系統(tǒng)可用性，更適合應用于我們的對等云存儲服務系統(tǒng)。
　　 ⑶為了更好地滿足

5、對等云存儲網(wǎng)絡環(huán)境安全性保障需要，針對傳統(tǒng)的分布式入侵檢測系統(tǒng)存在的內(nèi)部安全性問題，提出了一種適用于對等云存儲網(wǎng)絡的自適應信任報警關聯(lián)IDS。該系統(tǒng)的核心是自適應信任報警關聯(lián)機制，方案的主要優(yōu)勢包括：系統(tǒng)采用完全分布式結(jié)構(gòu)，不存在邏輯上的從屬關系，提高了系統(tǒng)的可靠性；自適應信任報警關聯(lián)機制使得對等IDS具有抵制各種內(nèi)部威脅的能力；基于現(xiàn)存和已有IDS設施和工具，不需要研究專門的IDS機制；對等覆蓋IDS實現(xiàn)靈活，可以應用于完全自治的節(jié)點

6、和封閉的網(wǎng)絡設備。仿真實驗結(jié)果顯示，與各IDS孤立運行時相比，在該覆蓋IDS原型運行支持下，網(wǎng)絡中節(jié)點的平均幸存率提高了34％以上。提議的IDS系統(tǒng)是有效的，能較好適用于我們研究的開放對等云存儲網(wǎng)絡環(huán)境。
　　 ⑷針對開放對等云存儲應用中有可能出現(xiàn)的“搭便車(Free Riding)”、“公共悲劇(Tragedy of Common)”等問題，以及欺詐、偽造等惡意行為，系統(tǒng)可用性不夠理想的現(xiàn)狀。進行了系統(tǒng)信譽機制MingCred

7、it的設計，具體包括綜合信譽度的計算、信任模型設計、信譽機制的工作過程、安全性分析等方面。仿真實驗表明，該機制具有較好的有效性和健壯性，能有效保護網(wǎng)絡中的誠實節(jié)點，迅速降低惡意節(jié)點的信任值，抑制惡意交易行為。引入MingCredit之后，系統(tǒng)不再簡單地以節(jié)點的物理性能諸如存儲空間大小、網(wǎng)絡帶寬等方面的客觀能力，以及在線時間作為評價標準，而是與節(jié)點參與系統(tǒng)存儲交易的行為特征密切關聯(lián)起來。以分布式哈希表技術為基礎，提出了一種可行的分布式云存