一種基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計了一種基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)。在主動式計算傳感器管理(ACSM)模塊采用了一種新型的主動計算傳感器(ACS)，使得該框架不但可以完成云服務(wù)站點服務(wù)數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，而且可以完成海量數(shù)據(jù)的初步分析以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的預(yù)處理任務(wù)。由于在Sensors端增加了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的計算與預(yù)處理功能，該框架可以極大地減輕信任計算模塊處理海量數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。ACS技術(shù)采用“時間驅(qū)動”與“事件驅(qū)動”的主動機制，這樣可以顯著減少感知系統(tǒng)的交互開銷；同時，引入ACS技術(shù)可以解決數(shù)據(jù)感知的時間一致性問題。
【專利說明】
一種基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于云計算領(lǐng)域，具體涉及集成多種技術(shù)，如云計算技術(shù)、分布式傳感器技 術(shù)、可信度計算技術(shù)等，實現(xiàn)于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 云計算是當(dāng)前計算模型的一次重要革新。云計算有效地將大規(guī)模的計算資源以可 靠服務(wù)的形式提供給用戶，從而將用戶從復(fù)雜的底層硬件邏輯，軟件棧，與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解放出 來。目前，主要IT企業(yè)如Google ,Microsoft，IBM，Amazon等紛紛推出其云計算解決方案。
[0003] 可信管理與計算技術(shù)是在原有網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的基礎(chǔ)上增加行為可信的安全新思 想，強化對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)處理，為實施智能自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全和服務(wù)質(zhì)量控制提供策略 基礎(chǔ)，我們說一個系統(tǒng)是可信的，通常是指系統(tǒng)的行為和結(jié)果是可預(yù)期的。近幾年來，為了 克服傳統(tǒng)的安全機制在云計算環(huán)境下的弊端，學(xué)者們采用面向開放計算環(huán)境的可信態(tài)勢評 估與預(yù)測方法來解決云計算資源的安全共享和可信利用問題，并成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍 關(guān)注的新課題之一。服務(wù)方與被服務(wù)方之間的信任管理技術(shù)是完善和解決云計算環(huán)境中的 安全保障問題的重要途徑之一。如何高效地獲取服務(wù)資源的服務(wù)數(shù)據(jù)是可信度計算的基礎(chǔ) 性工作。
[0004] 服務(wù)數(shù)據(jù)是可信性評估與預(yù)測的基礎(chǔ)。然而，在大規(guī)模的云計算環(huán)境下，負(fù)責(zé)可信 服務(wù)數(shù)據(jù)感知的監(jiān)控系統(tǒng)需要在瞬間高效地處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，所采取的數(shù) 據(jù)感知方案必須是主動高速的，不能簡單的采取傳統(tǒng)的被動數(shù)據(jù)監(jiān)控機制，必須從感知模 型和感知方法上對傳統(tǒng)方法進(jìn)行革新，才能滿足大規(guī)?；ヂ?lián)云計算環(huán)境下高速數(shù)據(jù)感知的 基本需求。因此，云服務(wù)行為數(shù)據(jù)的高效感知系統(tǒng)是企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的共同關(guān)注的熱點問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本專利提出了一種基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)。本專 利通過埋設(shè)主動式計算軟件傳感器(Active Computing Soft-Sensors，ACS)來監(jiān)測和感知 各種可信屬性的動態(tài)變化，感知的重點與難點是云計算資源層(包括物理機和虛擬機)和服 務(wù)層的服務(wù)行為。服務(wù)行為是云計算應(yīng)用環(huán)境中可信性預(yù)測與評估的主體，通過對服務(wù)行 為和環(huán)境要素的監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)云計算服務(wù)潛在的不可信行為，及時采取防護(hù)措施。
[0006] 本專利采用了一種基于主動計算思想的新型軟件傳感器的實現(xiàn)框架，在主動式計 算傳感器管理(ACSM)模塊采用了一種新型的主動計算傳感器(ACS)，使得該框架不但可以 完成云服務(wù)站點服務(wù)數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，而且可以完成海量數(shù)據(jù)的初步分析以及非結(jié)構(gòu)化數(shù) 據(jù)的預(yù)處理任務(wù)。由于在Sensors端增加了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的計算與預(yù)處理功能，該框架可以 極大地減輕信任計算模塊處理海量數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的運行速度。ACS技術(shù)和 傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)控技術(shù)的最大不同是:傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)控技術(shù)是一種"請求驅(qū)動"的被動機 制，而ACS技術(shù)采用的是"時間驅(qū)動"與"事件驅(qū)動"的主動機制，它在設(shè)定的時間戳或者特定 的事件觸發(fā)下主動地向數(shù)據(jù)匯集者發(fā)送指定的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而不需要ACSM模塊發(fā)出數(shù)據(jù)采集 命令，這樣可以顯著減少感知系統(tǒng)的交互開銷，進(jìn)而提高感知系統(tǒng)的運行效率；同時，引入 ACS技術(shù)可以解決數(shù)據(jù)感知的時間一致性問題。
【附圖說明】
[0007] 圖1為基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)行為實時感知系統(tǒng)。 圖2滑動窗口示意圖
【具體實施方式】
[0008] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實例對本 發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0009] (1)主要功能模塊。主動式計算傳感器管理(ACSM)模塊由多維度的數(shù)據(jù)采集模塊、 異常服務(wù)行為的監(jiān)控與識別模塊和傳感器的部署與管理模塊(SDM)組成。
[0010] (2)各模塊的主要功能。多維度的數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)收集ACS采集到的原始數(shù) 據(jù)或者是預(yù)處理后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。異常服務(wù)行為的監(jiān)控與識別模塊依據(jù)一定的規(guī)則可以對監(jiān) 控到的服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的識別與判斷，若發(fā)現(xiàn)資源異常的服務(wù)行為后，則及時的通知總 體信任聚合模塊(OTDA)，0TDA及時啟動一次可信性評估過程，并依據(jù)評估的結(jié)果對異常服 務(wù)資源進(jìn)行及時的處理。傳感器的部署與管理模塊可以根據(jù)服務(wù)資源平臺特性(例如不同 的操作系統(tǒng)）而有針對性地部署相應(yīng)類型的傳感器，以時間驅(qū)動或者事件驅(qū)動的方式對服 務(wù)資源進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。
[0011] (3)數(shù)據(jù)的快速預(yù)處理技術(shù)。本專利采用一種基于概率論和時間窗口的海量監(jiān)控 數(shù)據(jù)快速預(yù)處理技術(shù)，可以對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，進(jìn)而為可信管理與計算機 制節(jié)約寶貴的時間。在動態(tài)的監(jiān)控數(shù)據(jù)預(yù)處理時，我們引入滑動窗口的概念（如附圖2所 示），在計算動態(tài)指標(biāo)時，我們只需要考慮近期的若干個時間窗口的測量值。隨著時間窗口 的推移，以前比較陳舊的監(jiān)控數(shù)據(jù)被逐漸地丟棄掉。在圖2中，設(shè)At為設(shè)定的時間窗口大 小，I^I 2, ...，Ig為某一個動態(tài)指標(biāo)在Tg時刻的測量值，那么我們以Δ t為基本單位進(jìn)行一 次測量數(shù)據(jù)的預(yù)處理。時間窗口的個數(shù)，由系統(tǒng)根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)定，一般情況下，時間 窗口的個數(shù)越多，計算的準(zhǔn)確性較高，但是需要的時間開銷也大。
[0012] 動態(tài)的間接證據(jù)是一定時間段內(nèi)的統(tǒng)計量，因此，圖2所示的滑動時間窗口是符合 可信指標(biāo)測量的實際規(guī)律的。在服務(wù)行為數(shù)據(jù)監(jiān)控的過程中，我們可以部署多個計算傳感 器ACS，每一個ACS對應(yīng)一個監(jiān)控資源，ACS根據(jù)時間窗□的大小，完成相關(guān)指標(biāo)的計算(預(yù)處 理），并將結(jié)算的結(jié)果保存到實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中，以供總體信任聚合模塊進(jìn)行調(diào)用。下面基 于概率論的方法給動態(tài)指標(biāo)的計算方法：
[0013]
[0014] 其中8(1)、厘(1)、(：(1)、!1(1)和1?(1)分別是指標(biāo)14-18(14{?1]利用率、1 5:平均的內(nèi) 存利用率、I6:平均的硬盤利用率、1:7:平均的響應(yīng)時間和I 8:平均的任務(wù)成功執(zhí)行率)在時 刻Tg的采樣值，g是在時間窗口 △ t內(nèi)采樣的次數(shù)。指標(biāo)I9采用以下公式進(jìn)行計算：
「 1 ⑵
[0015]
[0016] 其中S( Δ t)表示在窗口 Δ t內(nèi)交互成功的次數(shù)，υ( Δ t)表示在窗口 Δ t內(nèi)交互失敗 的次數(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于主動式計算軟件傳感器的云服務(wù)數(shù)據(jù)高效感知系統(tǒng)，其特征在于，通過埋 設(shè)主動式計算軟件傳感器(Active Computing Soft-Sensors，ACS)來監(jiān)測和感知各種可信 屬性的動態(tài)變化，感知的重點與難點是云計算資源層(包括物理機和虛擬機)和服務(wù)層的服 務(wù)行為。服務(wù)行為是云計算應(yīng)用環(huán)境中可信性預(yù)測與評估的主體，通過對服務(wù)行為和環(huán)境 要素的監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)云計算服務(wù)潛在的不可信行為，及時采取防護(hù)措施。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，ACS技術(shù)和傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)控技術(shù)的最大 不同是:傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)控技術(shù)是一種"請求驅(qū)動"的被動機制，而ACS技術(shù)采用的是"時間 驅(qū)動"與"事件驅(qū)動"的主動機制，它在設(shè)定的時間戳或者特定的事件觸發(fā)下主動地向數(shù)據(jù) 匯集者發(fā)送指定的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而不需要ACSM模塊發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令，這樣可以顯著減少感 知系統(tǒng)的交互開銷，進(jìn)而提高感知系統(tǒng)的運行效率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用一種基于概率論和時間窗口的海量監(jiān) 控數(shù)據(jù)快速預(yù)處理技術(shù)，可以對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，進(jìn)而為可信管理與計算 機制節(jié)約寶貴的時間。
【文檔編號】G06F21/57GK105843727SQ201610183737
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】黃鋒
【申請人】光通天下網(wǎng)絡(luò)科技有限公司