【摘要】： 如何保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)是構(gòu)建安全信息系統(tǒng)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)問(wèn)題。若使用現(xiàn)有安全技術(shù)保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù),會(huì)嚴(yán)重降低存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)的I/O性能。這迫使我們必須研究新型安全策略,由此實(shí)現(xiàn)時(shí)間和空間開銷較小且穩(wěn)定的安全子系統(tǒng),用于構(gòu)建能保持較高I/O性能的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)。 人工免疫算法已被證明能高效地識(shí)別出系統(tǒng)中的異常信息。我們引入人工免疫的思想,研究和設(shè)計(jì)基于識(shí)別異常訪問(wèn)請(qǐng)求的安全子系統(tǒng),用于構(gòu)建安全存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng),使之既能具有較高的安全性,又能保持較高的I/O性能。 本文利用元數(shù)據(jù)服務(wù)器和智能磁盤具有的并行處理能力,提出了安全功能的分布機(jī)制,分別為元數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)計(jì)了中心異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊,以及為各智能磁盤設(shè)計(jì)了分支異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊,構(gòu)建出分布式安全子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。提出了訪問(wèn)請(qǐng)求的主動(dòng)檢查機(jī)制,由元數(shù)據(jù)服務(wù)器和智能磁盤自主保護(hù)自身的安全。有效地減少了安全子系統(tǒng)保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)所需的時(shí)間和空間開銷。 文中所提出的基于約束的檢測(cè)數(shù)生成算法,用數(shù)值型檢測(cè)數(shù)代替二進(jìn)制字符串表示的檢測(cè)器。該算法有效地解決了生成檢測(cè)器和檢查訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)存在的時(shí)間和空間開銷大、冗余多和分析檢測(cè)器識(shí)別異常信息能力較困難等問(wèn)題。針對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)中訪問(wèn)請(qǐng)求的組成特點(diǎn),提出了數(shù)值型混合匹配算法。該算法提高了識(shí)別異常訪問(wèn)請(qǐng)求的準(zhǔn)確性,減少了檢查訪問(wèn)請(qǐng)求所需的時(shí)間和空間開銷。基于這些算法實(shí)現(xiàn)了中心和分支異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊,用于保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)表明了其正確性和有效性。 我們提出了自適應(yīng)匹配閾值選擇算法和檢測(cè)數(shù)集快速適應(yīng)算法,有效地增強(qiáng)了異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊適應(yīng)不同運(yùn)行環(huán)境的能力。設(shè)計(jì)了訪問(wèn)請(qǐng)求檢查算法,實(shí)現(xiàn)了識(shí)別異常訪問(wèn)請(qǐng)求的功能。提出了檢測(cè)數(shù)分發(fā)算法,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)在中心和分支異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊間的合理分布。 針對(duì)元數(shù)據(jù)服務(wù)器和智能磁盤之間的關(guān)聯(lián),引入合作博弈思想,提出了基于合作博弈的優(yōu)化算法,以此構(gòu)建中心與各分支異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊間的合作博弈模型,并定義了異常訪問(wèn)請(qǐng)求識(shí)別模塊的效用函數(shù),用于減少安全子系統(tǒng)的時(shí)間和空間開銷。 我們實(shí)現(xiàn)了開放式存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)模擬平臺(tái),模擬存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)中訪問(wèn)請(qǐng)求的處理流程。構(gòu)建了基于識(shí)別異常訪問(wèn)請(qǐng)求安全子系統(tǒng)的原型,使用真實(shí)數(shù)據(jù)集測(cè)試,結(jié)果表明該安全子系統(tǒng)對(duì)異常訪問(wèn)請(qǐng)求的識(shí)別率較高,所需時(shí)間和空間開銷較少且穩(wěn)定。 在開源存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)-Lustre中,我們實(shí)現(xiàn)了基于識(shí)別異常訪問(wèn)請(qǐng)求的安全子系統(tǒng),構(gòu)建了安全存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)原型系統(tǒng)。使用Iozone測(cè)試其I/O性能,結(jié)果表明該安全存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)原型系統(tǒng)I/O性能的損失較小,僅下降了5%～10%左右。
【圖文】：

而且在尋址體系、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性以及模塊化結(jié)構(gòu)等方幟【5]，基于lP的局域網(wǎng)成為企業(yè)信息化的主流，在企業(yè)中獲得應(yīng)用【6一川。直接存儲(chǔ)系統(tǒng)20世紀(jì)80年代開始，連接服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備的典型方法是通SCSI總線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式，，這種方式稱為DAS(DireetAttaee)或sAs(serverAttaehedstorage)。直到現(xiàn)在，許多中小企業(yè)置的文件和存儲(chǔ)服務(wù)器還是這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并行SCsl提供了相訪問(wèn)SCsl硬盤的速度，而且由于可以通過(guò)同一個(gè)接口連接到計(jì)(如ultrasCsl一3最多可以接15個(gè)磁盤)，可擴(kuò)展性比較好[s]。如圖1.1所示。

2附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)了解決數(shù)據(jù)傳輸距離的限制，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)把存延伸擴(kuò)展成存儲(chǔ)專用網(wǎng)絡(luò)。附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)NAS(NetworkAttachage)的設(shè)計(jì)思想是由加州伯克利大學(xué)較早提出〔81，RAID一H[9]系統(tǒng)用以數(shù)據(jù)為中心的訪問(wèn)模式，將數(shù)據(jù)訪問(wèn)與管理功能分離的附網(wǎng)存。Katz【10]提出了將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，作為一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。Meter【111也對(duì)附網(wǎng)存儲(chǔ)設(shè)備的相關(guān)領(lǐng)域研究，并著重討論了對(duì)附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)所帶來(lái)的影響。附網(wǎng)存儲(chǔ)技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在存儲(chǔ)領(lǐng)域的延伸和發(fā)展。通過(guò)成熟IP技術(shù)，NAS包括其它附網(wǎng)存儲(chǔ)設(shè)備(NAD)，如附網(wǎng)磁盤陣列等業(yè)界成熟的標(biāo)準(zhǔn)如NFS、CIFS等協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，典型結(jié)構(gòu)如示。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：2604672