数据网格中跨虚拟社区的协同共享关键技术研究与实现

论文摘要

近年来,越来越多的应用将数据网格作为管理共享数据的基本解决方案。这些不同的应用需求使得数据网格的发展呈现出多样化趋势,如共享资源多样化,虚拟社区多样化。然而,当今信息融合的大趋势以及交叉学科的飞速发展,迫切需求不同虚拟社区间进行协作,实现安全高效的分布数据资源共享。本课题在当前数据网格的多样化发展的趋势下,为了满足虚拟社区间联合协作的应用需求,做出了以下两个方面的工作:第一,研究数据网格中的数据传输关键技术,设计并实现了网格数据传输系统GridPard,提供了并行传输、条状传输、普通第三方传输、间接第三方传输、带路由的数据传输等功能,从高效性、能行性、稳定性、可靠性及安全性等方面满足了数据网格中分布、异构、海量数据的传输需求,突破了以往的数据传输瓶颈,改善了数据共享性能;第二,提出了跨虚拟社区的基于协商的动态角色转换机制,使得虚拟社区之间的数据安全共享成为可能。该机制通过协商确立起虚拟社区间的角色映射关系,用户通过动态的角色转换即可访问与之协作的虚拟社区中的资源。该机制保持了社区内部的角色层次关系对外的透明性,灵活地适应了社区内部角色的变化。实验表明其动态角色转化过程的额外开销相对较小,且该机制是正确而有效的。网格数据传输系统为数据资源共享提供了数据传输保障,而跨虚拟社区的数据安全访问控制机制则为虚拟社区间的数据资源共享提供了安全基础。实验表明,在数据网格多样化的发展趋势下,二者可以使虚拟社区间更安全、更有效地协同工作。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 网格概述

1.1.1 网格的基本特征

1.1.2 网格的体系结构

1.1.3 网格的应用领域

1.1.4 小结

1.2 数据网格概述

1.2.1 数据网格的特征

1.2.2 数据网格的核心服务

1.2.3 小结

1.3 课题背景、内容及意义

1.3.1 课题背景概述

1.3.2 数据网格的多样性

1.3.3 课题研究意义及内容

1.4 论文的组织结构

第二章相关背景知识

2.1 国外数据网格研究现状

2.1.1 Enabling Grids for E-sciencE（EGEE）

2.1.2 Globus Toolkit

2.2 国内数据网格研究现状

2.2.1 中国国家网格（China National Grid，简称CNGrid）

2.2.2 中国教育科研网格（ChinaGrid）

2.2.3 数据网格引擎（GridDaEn）

2.3 数据网格的分析与比较

2.4 数据网格发展的新趋势

2.5 网络传输协议简介

2.5.1 File Transfer Protocol（FTP）

2.5.2 HyperText Transfer Protocol（HTTP）

2.5.3 小结

2.6 网格安全基础设施简介

2.6.1 PKI安全认证体系

2.6.2 网格安全基础设施（GSI）

2.7 本章总结

第三章数据网格传输关键技术研究

3.1 相关背景

3.1.1 广域网上分布的数据资源

3.1.2 不同存储系统中异构的数据资源

3.1.3 海量且不断激增的数据资源

3.1.4 数据传输系统的重要作用

3.2 主要研究问题

3.3 设计思想

3.3.1 网关是关键

3.3.2 兼容性及代价

3.3.3 小结

3.4 关键技术

3.4.1 并行传输及条状传输

3.4.2 第三方传输

3.4.3 带路由的数据传输

3.4.4 其他技术

3.4.5 小结

3.5 本章总结

第四章 GridPard系统实现与测试

4.1 系统实现

4.1.1 系统结构

4.1.2 实现基础

4.2 系统测试

4.2.1 测试环境

4.2.2 功能测试

4.2.3 性能测试

4.3 本章总结

第五章跨虚拟社区的数据安全访问控制

5.1 名词解释

5.2 应用场景

5.3 虚拟社区间的协商

5.3.1 可转换角色

5.3.2 跨域角色

5.3.3 BioVO与ChemVO协商的例子

5.3.4 小结

5.4 主动访问社区的跨域角色授予策略

5.4.1 继承策略

5.4.2 例外策略

5.4.3 小结

5.5 被动访问社区的角色转换控制

5.5.1 角色转换过程

5.5.2 角色转换过程中的权限冲突解决策略

5.6 社区中本地角色的变化

5.7 动态角色转换机制的实现

5.8 性能分析

5.9 相关工作

5.10 本章总结

第六章结束语

6.1 课题研究工作

6.2 未来的工作

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

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