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《浙江大学》 2011年
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基于DHT的开放对等云存储服务系统研究

吴吉义  
【摘要】:云计算(Cloud computing)是以虚拟化技术为基础,以互联网为载体提供基础架构、平台、软件等服务,整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超级计算模式。作为一种全新的互联网应用模式,云计算将成为未来人们获取服务和信息的主导方式。云存储(Cloud Storage)作为云计算研究热点延伸和发展出来的新概念,正在受到来自学术界与工业界越来越多的关注,云存储服务系统为网络海量数据的存储提供了有效的解决方案,在最大程度节约成本的情况下,提供了一个完善的备份、容灾的数据中心。尽管云存储概念提出的时间还不长,却已在解决大规模非结构化数据的在线存储、查询、备份等方面起到了重要的作用。 云存储是分布式存储技术与虚拟化技术结合的产物,是分布式存储技术的最新发展。本文以基于DHT的开放对等云存储服务系统为主要研究对象,并围绕系统的体系结构、冗余策略、入侵检测、信誉机制等方面取得以下研究成果。 (1)相对于当前主从(Master/Slave)结构的GFS,HDFS,Sector, KFS等云存储系统,提出了一种以DHT为核心的开放对等云存储服务系统,并采用Kademlia算法构建了原型系统MingCloud。系统能提供基本的数据存储、读取、删除、搜索等云存储服务功能,并突出了系统中数据的安全性与可靠性。仿真实验结果表明,MingCloud系统具有较高的可用性和性能,系统通过改进和优化后能实际应用于互联网大规模、高动态开放环境,并为用户提供较高质量的云存储服务。在系统成熟后,还可以实现与其他云存储系统的互联和资源共享。 (2)进行了对等云存储服务系统冗余策略的选择与研究,对完全副本冗余和纠删码冗余进行较全面客观的评价。实验中采用Cauchy Codes作为编码算法,分别从K桶大小对系统可用性影响、文件分块数量对系统可用性的影响、相同冗余度下系统可用性比较等方面进行了仿真评估。与完全副本冗余相比,纠删码冗余能获得较理想的系统可用性,更适合应用于我们的对等云存储服务系统。 (3)为了更好地满足对等云存储网络环境安全性保障需要,针对传统的分布式入侵检测系统存在的内部安全性问题,提出了一种适用于对等云存储网络的自适应信任报警关联IDS。该系统的核心是自适应信任报警关联机制,方案的主要优势包括:系统采用完全分布式结构,不存在逻辑上的从属关系,提高了系统的可靠性;自适应信任报警关联机制使得对等IDS具有抵制各种内部威胁的能力;基于现存和已有IDS设施和工具,不需要研究专门的IDS机制;对等覆盖IDS实现灵活,可以应用于完全自治的节点和封闭的网络设备。仿真实验结果显示,与各IDS孤立运行时相比,在该覆盖IDS原型运行支持下,网络中节点的平均幸存率提高了34%以上。提议的IDS系统是有效的,能较好适用于我们研究的开放对等云存储网络环境。 (4)针对开放对等云存储应用中有可能出现的“搭便车(Free Riding)”、“公共悲剧(Tragedy of Common)”等问题,以及欺诈、伪造等恶意行为,系统可用性不够理想的现状。进行了系统信誉机制MingCredit的设计,具体包括综合信誉度的计算、信任模型设计、信誉机制的工作过程、安全性分析等方面。仿真实验表明,该机制具有较好的有效性和健壮性,能有效保护网络中的诚实节点,迅速降低恶意节点的信任值,抑制恶意交易行为。引入MingCredit之后,系统不再简单地以节点的物理性能诸如存储空间大小、网络带宽等方面的客观能力,以及在线时间作为评价标准,而是与节点参与系统存储交易的行为特征密切关联起来。 以分布式哈希表技术为基础,提出了一种可行的分布式云存储服务系统方案,仿真实验结果显示基于提议方案构建的原型系统具有良好的扩展性、可靠性、和安全性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP333

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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5 成毅;葛文;郑仲;陈科;;分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法研究[J];测绘科学技术学报;2014年01期
6 李剑锋;陈世平;李园;;一种小路由延迟的云对等网络搜索算法[J];计算机应用研究;2014年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李建敦;私有云中虚拟资源的节能调度研究[D];上海大学;2011年
2 万武南;分布式安全存储系统纠删码技术的研究[D];中国科学院研究生院(成都计算机应用研究所);2006年
3 左敏;P2P对等网系统软安全若干关键问题研究[D];上海交通大学;2008年
4 陈海波;云计算平台可信性增强技术的研究[D];复旦大学;2008年
5 熊金波;云计算环境中文档安全访问与自毁研究[D];西安电子科技大学;2013年
6 何亨;对等云存储服务系统的安全控制机制研究[D];华中科技大学;2013年
7 罗立群;绿色桌面云的关键技术研究[D];南京大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏东泽;Paradise:一种安全的高可靠性的云存储灾难备份模型[D];上海交通大学;2012年
2 陆小丽;基于云计算的移动智能终端搜索引擎研究[D];宁波大学;2012年
3 张小虎;基于DHT的数据冗余存储技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
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5 陈玲玲;基于副本管理的P2P存储系统模型建立与性能分析[D];燕山大学;2012年
6 陈磊;面向任务的Chord协议的研究与实现[D];电子科技大学;2012年
7 胡倩;分布式环境下遥感影像数据传输研究[D];浙江大学;2013年
8 邹江波;面向数据流挖掘的集成分类模型研究[D];浙江工商大学;2013年
9 陆丹;基于P2P云存储备份系统设计及日志恢复实现[D];吉林大学;2013年
10 赵少锋;云存储系统关键技术研究[D];郑州大学;2013年
【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 万武南;分布式安全存储系统纠删码技术的研究[D];中国科学院研究生院(成都计算机应用研究所);2006年
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3 左敏;P2P对等网系统软安全若干关键问题研究[D];上海交通大学;2008年
4 陈海波;云计算平台可信性增强技术的研究[D];复旦大学;2008年
5 熊金波;云计算环境中文档安全访问与自毁研究[D];西安电子科技大学;2013年
6 罗立群;绿色桌面云的关键技术研究[D];南京大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 张学红;刘志芳;;云存储技术研究与探讨[A];全国数字媒体技术专业建设与人才培养研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 李铮;多媒体云计算平台关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 左宗乐;多移动Agent动态协作在P2P文件共享中的应用研究[D];安徽工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴旭;何泾沙;张曦;徐菲;;基于推荐的对等网络信任模型[J];北京工业大学学报;2010年03期
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6 陈志;史倢;章韵;王星波;金少华;扈罗全;;基于Agent的无线传感器网络AUML交互模型[J];传感技术学报;2010年11期
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟江涛;Xen虚拟机研究[D];电子科技大学;2010年
2 王玉林;多节点容错存储系统的数据与缓存组织研究[D];电子科技大学;2010年
3 张泽华;云计算联盟建模及实现的关键技术研究[D];云南大学;2010年
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6 李铮;多媒体云计算平台关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 康俊锋;云计算环境下高分辨率遥感影像存储与高效管理技术研究[D];浙江大学;2011年
8 范艳芳;重要信息系统强制访问控制模型研究[D];北京交通大学;2011年
9 屠莉;流数据的频繁项挖掘及聚类的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 吴庆波;基于虚拟机的可信操作系统关键技术及应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李宁;基于分布式环境下的P2P信任模型研究[D];电子科技大学;2010年
2 张家红;集成分类学习算法研究[D];山东师范大学;2011年
3 杨柳;基于云计算的GIS应用模式研究[D];河南大学;2011年
4 杜勇;基于HDFS的云数据备份系统的设计与实现[D];吉林大学;2011年
5 张唯维;云计算用户数据传输与存储安全方案研究[D];北京邮电大学;2011年
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7 李燕;面向含噪数据流的概念漂移集成分类研究[D];合肥工业大学;2011年
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10 陈艳金;MapReduce模型在Hadoop平台下实现作业调度算法的研究和改进[D];华南理工大学;2011年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 李剑锋;陈世平;李园;;一种小路由延迟的云对等网络搜索算法[J];计算机应用研究;2014年06期
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5 喻争荣;夏小玲;;一种基于云存储的VOD系统[J];计算机与现代化;2014年08期
6 朱维乔;;大数据驱动的特色资源服务平台架构研究[J];图书馆研究;2014年04期
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9 秦晓珠;张兴旺;李晨晖;;移动云计算环境下的数字图书馆云服务模式构建研究[J];情报理论与实践;2012年05期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 武静;云计算平台调度管理技术研究与实现[D];电子科技大学;2013年
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9 李丽娟;改进细菌觅食算法求解流水线调度问题[D];西南交通大学;2014年
10 丁军帅;封闭立方体分布式存储与构造算法研究与实现[D];昆明理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 周旭;面向Internet的大规模分布式存储技术研究[D];电子科技大学;2004年
5 郑倩冰;非结构化对等系统的资源定位技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 拾以娟;基于身份的公钥密码学关键问题研究[D];上海交通大学;2007年
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6 赵俊钦;基于IP-SAN的云存储服务系统设计与实现[D];大连理工大学;2013年
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