本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的Linux內(nèi)核動(dòng)態(tài)行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活各領(lǐng)域,系統(tǒng)的可靠性越來越被人們所重視,可靠性分析成為實(shí)施安全關(guān)鍵系統(tǒng)的重要前提。GUN/Linux作為通用操作系統(tǒng),其自身有很多優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用到安全關(guān)鍵領(lǐng)域,但是隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的新技術(shù)被引入到內(nèi)核中,這些原因都直接增加了Linux內(nèi)核的復(fù)雜度。然而系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性之間相互聯(lián)系相互制約,操作系統(tǒng)的復(fù)雜性不僅表現(xiàn)為自身規(guī)模龐大、內(nèi)部控制組件多樣,同時(shí)動(dòng)態(tài)的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境也為系統(tǒng)引入了新的復(fù)雜性。因此無論是提高系統(tǒng)性能還是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可信評(píng)價(jià),都是一項(xiàng)復(fù)雜度高、開銷大且工作量龐大的工程,這些原因直接導(dǎo)致了我們無法用傳統(tǒng)的形式化驗(yàn)證的方法研究?jī)?nèi)核的動(dòng)態(tài)行為。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的研究和應(yīng)用為理解復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為和對(duì)系統(tǒng)表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)提供了有力的工具和方法。本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)Linux內(nèi)核動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行深入研究,設(shè)計(jì)出了一套基于開源POSIX測(cè)試集的數(shù)據(jù)追蹤模型將Linux內(nèi)核的動(dòng)態(tài)行為可視化,解釋了系統(tǒng)調(diào)用動(dòng)態(tài)執(zhí)行路徑具有隨機(jī)性的原因,并定義和建立了表征內(nèi)核動(dòng)態(tài)行為的有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)�；趶�(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了特征度量分析,不僅得出了Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)的“小世界”和“無標(biāo)度”特性,還通過分析各版本內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo),得出在版本演化過程中內(nèi)核動(dòng)態(tài)執(zhí)行鏈的深度在緩慢下降,整體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有所提高。結(jié)合相應(yīng)內(nèi)核函數(shù)定義和功能挖掘網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵路徑,證明了內(nèi)核函數(shù)分布屬于同配混合分布,說明Linux內(nèi)核本身具有很好的魯棒性,并進(jìn)一步分析了這些網(wǎng)絡(luò)特性對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響。最后對(duì)內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)中的四個(gè)關(guān)鍵子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并給出了為什么出現(xiàn)相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的解釋。本文對(duì)內(nèi)核動(dòng)態(tài)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的研究和分析是著眼于全局的,在研究子網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)行為時(shí)適度聚焦,這為避免內(nèi)核更新出現(xiàn)局部最優(yōu)提供了參考,另一方面該研究?jī)?nèi)容也為給理解預(yù)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為以及進(jìn)一步的系統(tǒng)可信評(píng)價(jià)提供了新的參考方法。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)調(diào)用 POSIX標(biāo)準(zhǔn) 內(nèi)核動(dòng)態(tài)行為 可信評(píng)價(jià)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP316.81;O157.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和意義11-12
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.3.2 研究意義12
• 1.4 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 內(nèi)核追蹤模型設(shè)計(jì)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析概述14-26
• 2.1 Linux內(nèi)核動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)追蹤基本思想14-15
• 2.1.1 Linux系統(tǒng)構(gòu)架及系統(tǒng)調(diào)用14-15
• 2.1.2 數(shù)據(jù)追蹤模型整體思想概述15
• 2.2 設(shè)計(jì)所用工具和資源15-18
• 2.2.1 開源POSIX測(cè)試集15-16
• 2.2.2 Ftrace16-18
• 2.2.3 數(shù)據(jù)庫選取18
• 2.3 內(nèi)核調(diào)用追蹤設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)18-22
• 2.3.1 執(zhí)行樹追蹤18-21
• 2.3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本概念綜述22-25
• 2.4.1 平均距離23
• 2.4.2 聚類系數(shù)23-24
• 2.4.3 度的相關(guān)概念24-25
• 2.4.4 介數(shù)中心度25
• 2.4.5 節(jié)點(diǎn)接近度25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 內(nèi)核動(dòng)態(tài)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和分析26-47
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建環(huán)境及工具介紹26-27
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建環(huán)境26-27
• 3.1.2 Pajek網(wǎng)絡(luò)分析工具27
• 3.2 基于POSIX測(cè)試集的內(nèi)核動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)定義及構(gòu)建27-35
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)屬性定義和描述27-28
• 3.2.2 單次系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建28-31
• 3.2.3 單個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的加權(quán)有向網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建31-32
• 3.2.4 數(shù)據(jù)過濾與內(nèi)核執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建32-35
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)度量及分析35-46
• 3.3.1 內(nèi)核動(dòng)態(tài)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)表觀特征35-37
• 3.3.2 孤立節(jié)點(diǎn)與連通性37-39
• 3.3.3 網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)直徑39
• 3.3.4 平均聚類系數(shù)39-41
• 3.3.5 節(jié)點(diǎn)度及度分布41-43
• 3.3.6 模塊化43-44
• 3.3.7 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)行為角色分析44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于Linux內(nèi)核功能模塊的關(guān)鍵執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)分析47-55
• 4.1 進(jìn)程控制子網(wǎng)絡(luò)分析47-48
• 4.2 IPC子網(wǎng)絡(luò)分析48-51
• 4.3 內(nèi)存管理子網(wǎng)絡(luò)分析51-52
• 4.4 程序執(zhí)行子網(wǎng)絡(luò)分析52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 本文工作總結(jié)55
• 5.2 后續(xù)工作計(jì)劃55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 研究生期間成果60-61
• 致謝61

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  本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的Linux內(nèi)核動(dòng)態(tài)行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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