【摘要】： 隨著信息化的不斷發(fā)展,分布計算系統越來越復雜。系統運行中出現的各種異常,如網絡通信系統中的病毒攻擊、交通監(jiān)控系統中的車輛阻塞、金融電子交易系統中隱藏的惡意洗錢等,必然會反映到系統信息狀態(tài)的一系列異常變化。系統關注的信息狀態(tài)變化便是事件。這就是說,系統異常與一系列事件之間存在必然聯系。另一方面,在一系列事件內部,即事件與事件之間也肯定存在著某些邏輯的和時序的關系。若把涉及某種系統異常的一系列事件按其邏輯的和時序的關系組合起來,便產生了復合事件的概念。如何通過復合事件的識別及時發(fā)現和定位系統異常,是當前分布計算領域的熱點研究課題。本文在分析國內外相關最新成果的基礎上,圍繞復合事件的描述語言、識別算法、實例篩選策略以及系統異常的主動預警技術展開深入研究,主要貢獻包括: 1、基于事件代數設計了復合事件的形式化描述語言CREWLan。該語言定義了事件結構,包含時序、邏輯運算的操作子,以及由操作子連接的復合事件遞歸生成法則。事件結構包含事件類型、發(fā)生時間和其它事件屬性,其中事件發(fā)生時間由間隔時間戳表示。操作子基于事件結構和時間模型,規(guī)定了由其作用的事件在遞歸生成復合事件時具有的時序和邏輯關系。描述語言能清晰地表示系統異常所引起的一系列事件的結構和相互關系,具有很強的表達能力。本文給出了描述語言的BNF范式,并利用元語言工具ANTLR編譯所得的語法解析器,可以為使用CREWLan描述的每個復合事件自動生成一棵代表該類系統異常的識別樹。識別樹中葉節(jié)點為來自外部環(huán)境的原子事件。多類系統異常對應的多棵識別樹則可以構成一個森林。 2、提出基于匹配限時策略的復合事件識別方法,并設計了相應的識別引擎。在網絡環(huán)境下先發(fā)生的原子事件可能比后發(fā)生的原子事件晚到達系統,這就是所謂的亂序傳輸問題。匹配限時策略就是允許先期到達系統的原子事件等待某個時限后再進行時序匹配,可在一定程度上解決亂序傳輸的問題。進而,在多個復合事件識別樹構成的森林中,由于多個識別樹中往往存在若干語法相同,或語法不同但語義等價的節(jié)點,這些節(jié)點顯然可以共享同一匹配過程。找到語法相同的共享節(jié)點已有現成算法,本文給出了基于代數等價性質的共享節(jié)點查找算法,從而有效降低了識別森林中的匹配時間。實驗結果表明,在對多個復合事件進行識別的場景下,本文的識別引擎與其它類似系統相比,延遲要低25%,吞吐率要高40%。 3、設計了基于最新留用原則的實例篩選策略及其實現算法,有效避免了復合事件識別過程中產生的實例數可能存在組合爆炸的問題。該策略按照最新留用原則,在復合事件識別過程中存在多個匹配實例時,只選擇開始時間最新、結束時間相同的一個實例作為中間輸出而歸入下一步匹配實例中。代數性質的理論推理證明,該策略具有可遞歸應用到子復合事件的良好代數性質,其時空復雜性僅與識別樹的深度D相關,為O(D2)。實驗結果驗證了該篩選策略的有效性。 4、在忽略時序的弱復合事件中,設計了基于Top-k的系統異常主動預警方法。出于預警的需要,把復合事件僅看作一段時間內發(fā)生的無時序關系的事件集合。該方法將各種系統異常所對應的復合事件的重要性、發(fā)生概率等信息存儲在數據庫中并構建相應的索引,并基于Top-k,對滑動窗口內的原子事件連續(xù)計算此時復合事件的發(fā)生概率與重要性的綜合值,把綜合值最大的k個復合事件作為結果輸出,而不必等待與復合事件相關的原子事件全部到達就可進行預警。該方法使用排序的訪問階段進行預處理,減少計算中占主要開銷的隨機訪問次數。實驗結果表明,該方法實現了快速的Top-k連續(xù)預測,且滑動窗口大小等因素對計算性能影響不明顯。 5、基于上述研究,設計并實現了一個基于復合事件的異常識別與預警原型系統CREW,并討論了相關的應用問題。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP338.8
【圖文】：

圖 1.1 異常識別系統的事件驅動體系結構是分布系統異常識別的關鍵模塊之一，識別時對異常和邏輯關系[1]進行匹配。時序和邏輯關系主要）、時序并發(fā)（CONCURRENCY）、邏輯同時發(fā)生（CONUNCTION）、不發(fā)生（NEGATION）、迭代發(fā)生（I SELECTION ） 、 聚 合 （ AGGREGATION ） _RESTRICTION）[24]等。型應用對幾個典型應用場景的簡單介紹，舉例說明通過復合常的應用。電子交易市場的全球化和信息技術的進步，電子化交易成為金交易所及交易商對電子交易的廣泛運用，加快了電子些復雜的交易策略在國內也逐漸得到應用，中國將成

國防科學技術大學研究生院博士學位論文 model)等七個側面對事件驅動體系結構的規(guī)模分布環(huán)境下事件驅動體系結構的設計了事件與事件產生者、事件消費者的靜態(tài)生者與事件消費者間通過命名模型、觀察模間、同步三個維度實現了松耦合的聯系[1]。紅：基于復合事件的分布系統異常識別與預警技術研究及實現

【引證文獻】

相關博士學位論文 前2條

1 朱達;基于事件的服務協同及通信服務提供技術研究[D];北京郵電大學;2011年

2 錢劍鋒;分布式語義發(fā)布/訂閱系統的若干關鍵技術研究[D];浙江大學;2011年

本文編號：2722577