分布协同式网络服务策略体系结构及关键技术研究

论文题目: 分布协同式网络服务策略体系结构及关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 计算机科学与技术

作者: 韩智文

导师: 龚正虎

关键词: 网络服务策略,策略语言,策略冲突,冲突消解,网络管理,分布协同,信任管理,策略管理系统

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 互联网及其资源固有的复杂性使得互联网服务管理面临着重大挑战。十余年来,研究人员针对基于策略的管理技术提出了许多解决方案,然而由于存在兼容性和可扩展性等方面的问题,这些方案常常难以对大型分布式系统实施有效的统一管理。随着传统的Internet正从一个主要用于交换和共享信息的网络演变成为开放的协作环境,其开放、动态的特性导致了更多影响系统行为的不确定因素,网络服务呈现出主体复杂化、信息不完整、度量相对化、需求个性化、实施自适性等新特点。为了满足这些服务需求,支持正确高效的协同工作,研究与之相适应的策略管理支撑技术具有重要的理论和现实意义。本文的目标是在当前策略管理领域里的研究和实现工作基础上,提出一种面向开放协作环境下网络服务的完整、高效的策略体系结构,对其中的关键理论和技术问题给出解决方案,实现协作系统的相对有序、可控可管和自主协同的服务管理。主要的研究工作包括:第一,针对开放协作应用的运行环境和协同关系,提出了一个基于信任度思想的协作网络服务模型CNSM。该模型具有以下特征:利用角色概念描述协作实体之间的功能关系,能够充分满足大型系统的策略管理需求;引入了信任度强化的实体,对协作实体之间的信任关系进行量化评估,能够更精确地描述了协作行为;引入了服务抽象层信息模型对策略进行层次化抽象,通过绑定技术执行策略细化,提高了应用的可管理性和可移植性。第二,提出了一种适合CNSM的分布协同式策略管理体系结构DCPA。基于通用策略体系结构模型的特点,采用构建块(Building Block)的设计思想,建立了CNSM模型的策略管理框架。这种体系结构允许策略管理的各个功能部件在协作实体上分布实现,以协同方式执行策略解析,保证了策略实施的一致性和效率。根据协作者之间的信任关系提出一种基于信任度和经验值的策略协调方法,能够对协作者之间的信任关系和协作系统的动态演化进行更准确地建模。DCPA具有良好的扩展性,能够适应开放协作环境下的服务管理需求。第三,设计了支持多种网络服务的通用策略表示语言GPRL。针对现有的策略描述方法大多面向单一的应用领域并且不能满足开放协作环境需求的问题,该语言设计为具有强大的表达能力,能够灵活描述协作环境下主要的应用策略和网络策略。提供了丰富的事件机制来激活策略动作,通过角色和管理结构等复合策略概念更好地定义复杂网络的策略,通过基于信任和推荐级别的信任管理策略刻画协作成员之间的信任度及信任传递关系。GPRL采用逻辑形式的语法结构,具有清晰定义的结构化语义,有利于策略规范的冲突分析和正确实现。第四,设计并实现了一种基于图划分的协作体分簇和基于一阶逻辑转换的层次化策略冲突解析方法。该方法由协作者内部策略解析算法、基于策略目标的协作体动态划分启发算法、协作者之间策略解析算法以及规则的逻辑验证方法等组成。协作体划分算法包含了递归二分算法、划分精化和划分合并等优化选择。实验表明,该算法能够在较小的时间复杂度得到具有最小策略切分成本的协作体分簇结构;建立了GPRL策略规则的一种逻辑语义和转换系统,将规则转换成逻辑Horn子句形式,基于动作取消和事件取消思想利用定理证明器工具来检测和消除策略规则的冲突。第五,基于上述体系结构模型设计并实现了一个灵活高效的策略管理原型系统。该系统包含完整的策略编辑、策略编译、策略发布和实施机制,并提供了一组集成的管理工具。高层策略通过编译转换成运行对象的形式来实现,具有较好的扩展性和性能。采用了通用的实现技术以保证系统的兼容性。

论文目录:

图表索引

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 资源管理的挑战和现状

1.1.2 基于策略的管理

1.1.3 开放协作环境及服务协同模型

1.1.4 开放协作环境的策略管理需求

1.2 本文的主要工作及创新

1.3 论文结构

第二章相关技术与相关研究工作

2.1 网络服务策略概述

2.1.1 网络安全策略

2.1.2 路由策略

2.1.3 配置管理策略

2.2 策略管理体系结构

2.2.1 IETF策略管理框架

2.2.2 PBSM策略管理系统

2.2.3 Celestial安全管理框架

2.2.4 OASIS体系结构

2.2.5 Strongman体系结构

2.3 策略表示方法

2.3.1 基于逻辑方法的策略规范

2.3.2 基于事件机制的策略规范

2.3.3 角色强化的策略表示

2.3.4 基于图的策略表示

2.3.5 网络级策略规范语言

2.3.6 面向对象的策略语言

2.4 策略冲突的发现与消解方法

2.4.1 策略冲突分类

2.4.2 应用级策略冲突的解决方法

2.4.3 网络级策略冲突的解决方法

2.5 信任管理技术

2.6 本章小结

第三章分布协同式网络服务策略体系结构DCPA

3.1 协作网络服务模型和策略抽象

3.1.1 CNSM模型

3.1.2 服务抽象层

3.2 分布协同式策略管理体系结构

3.2.1 体系结构设计

3.2.2 DCPA的工作流

3.3 DCPA有限状态机模型

3.4 基于信任度的策略协调框架

3.4.1 信任管理引擎

3.4.2 可信权威机构

3.4.3 凭证与策略

3.4.4 基于角色的信任描述

3.5 DCPA策略交换协议

3.5.1 现有传输协议的分析

3.5.2 交换协议的设计

3.6 与相关工作的比较

3.7 本章小结

第四章通用的网络服务策略语言GPRL

4.1 策略语言的设计目标

4.2 GPRL语法结构

4.2.1 基本策略元素

4.2.2 复合策略构件

4.2.3 信任管理策略

4.3 GPRL形式化语义

4.3.1 语法约束

4.3.2 事件历史

4.3.3 运行语义的整体结构

4.3.4 动作的执行

4.3.5 条件和主体/目标评估

4.3.6 策略生命期的命令

4.4 策略示例

4.4.1 场景说明

4.4.2 授权策略

4.4.3 角色和角色扩展

4.4.4 报文过滤策略

4.5 与相关工作的比较

4.6 本章小结

第五章基于协作体分簇的层次化策略冲突解析方法CBCPR

5.1 CBCPR方法的引入

5.1.1 策略解析体系结构的分析

5.1.2 CBCPR的设计思想

5.2 协作者内部策略解析

5.2.1 解析参数和步骤

5.2.2 抽象规则验证

5.2.3 具体绑定

5.2.4 执行环境的确定

5.2.5 具体规则的生成和验证

5.2.6 GPR的生成

5.2.7 算法复杂度

5.3 协作者间策略解析算法设计

5.3.1 协作者策略分簇算法POCC

5.3.2 基本解析方案

5.3.3 解析方案的优化

5.4 基于逻辑转换的GPR规则冲突解决

5.4.1 策略的逻辑语义

5.4.2 动作约束和监测器

5.4.3 逻辑程序的转换

5.4.4 计算复杂度分析

5.4.5 否定事件与规则簇

5.4.6 规则解析器的实现

5.5 与相关工作的比较

5.6 本章小结

第六章 DCPA策略管理系统的设计与实现

6.1 系统设计与实现

6.2 策略管理工具包

6.3 GPRL策略编译器

6.3.1 设计方案的选择

6.3.2 编译器的设计与实现

6.3.3 对策略编辑的支持

6.4 策略发布

6.4.1 域成员的变化

6.4.2 其它问题

6.5 策略实施引擎

6.5.1 评估约束

6.5.2 实施抑制约束

6.5.3 事件的处理

6.6 基于角色的管理实施

6.7 本章小结

第七章总结与展望

7.1 论文工作总结

7.2 进一步的工作

致谢

攻读博士期间撰写的主要论文

攻读博士期间参研的工作

攻读博士期间获奖的情况

参考文献

附录 A XML格式的GPRL简化语法规范

附录 B 缩略语索引

发布时间: 2008-05-12

参考文献

[1].人与人交互界面的研究与应用[D]. 马先林.中国科学院研究生院（计算技术研究所）1997
[2].人肉搜索现象分析建模及组织协作机制研究[D]. 王涛.国防科学技术大学2015
[3].数据网格中数据复制的研究[D]. Qaisar Rasool.哈尔滨工业大学2008

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