本文關(guān)鍵詞：基于太陽風(fēng)仿真的存儲模型及存儲子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太陽風(fēng)(Solar wind)是從太陽日冕層經(jīng)過加速射出的、高速運動的帶電粒子流。太陽風(fēng)充斥著整個行星際空間,快速變化的太陽風(fēng)嚴(yán)重影響著地球的空間環(huán)境,對地球造成了重大的影響。太陽風(fēng)與太陽、地球的許多物理現(xiàn)象都有緊密的聯(lián)系,太陽風(fēng)是連接日地空間的紐帶,地球通過太陽風(fēng)接收太陽能、電磁輻射等來自太陽的影響。對太陽風(fēng)的研究在現(xiàn)代空間科學(xué)技術(shù)研究中有著重要研究意義與應(yīng)用價值。太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真是一個涉及地球探測與信息技術(shù)、仿真學(xué)、天文學(xué)、大氣物理學(xué)、高性能計算技術(shù)、云計算技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等多個領(lǐng)域相結(jié)合的前沿交叉課題,建立太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真課題的目的旨在研究太陽風(fēng)物理現(xiàn)象、建立太陽風(fēng)仿真體系、建立相關(guān)的預(yù)警和監(jiān)測系統(tǒng),以期減少太陽風(fēng)對地球帶來的災(zāi)難或者對太陽風(fēng)能量加以利用。太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真是一個龐大的體系,其實踐過程也極其繁雜。整個仿真體系由各個仿真器、數(shù)據(jù)中心、控制中心、高性能計算中心組成。仿真器將對應(yīng)各個仿真子系統(tǒng),而數(shù)據(jù)中心存儲初始數(shù)據(jù)、中間仿真結(jié)果、最終仿真數(shù)據(jù),并以備數(shù)據(jù)挖掘。高性能計算中心提供各種類型科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)。控制中心是一個協(xié)調(diào)指揮結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)發(fā)出各類指令并協(xié)同各個部件的運行。本課題是太陽風(fēng)仿真系統(tǒng)大課題中的子課題,目的是研究分析太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)特性,解決太陽風(fēng)仿真中的大規(guī)模太陽風(fēng)數(shù)據(jù)存儲問題,設(shè)計數(shù)據(jù)中心架構(gòu)模型,實現(xiàn)太陽風(fēng)數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng),經(jīng)仿真測試及數(shù)據(jù)可視化結(jié)果證明數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)能夠較好地解決包括原始仿真數(shù)據(jù)、中間仿真結(jié)果以及最終仿真結(jié)果的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲問題。為了實現(xiàn)太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真中大規(guī)模太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)的快速訪問和擴展存儲,通過分析太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)特性,在研究大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的基礎(chǔ)之上,設(shè)計了太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)存儲模型SWDSM(Solar Wind Data Storage Model),該模型解決了異構(gòu)特性下的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)快速訪問和存儲問題。為了驗證模型設(shè)計了基于SWDSM模型的太陽風(fēng)仿真存儲子系統(tǒng)SWDCS(Solar Wind Data Cloud Storage subsystem),并研究了存儲中的安全訪問機制。本課題進一步發(fā)展細化了太陽風(fēng)仿真體系。論文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下四個方面:(1)提出了面向太陽風(fēng)仿真的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)模型數(shù)據(jù)存儲是上層數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析等工作的基石,大數(shù)據(jù)增長帶來的不僅是存儲容量的壓力,還給數(shù)據(jù)管理、存儲性能帶來了挑戰(zhàn)。基于云計算的數(shù)據(jù)存儲方式可以很好地迎合大數(shù)據(jù)帶來的問題。分析了云計算與數(shù)據(jù)中心的聯(lián)系以及云存儲技術(shù)解決方案的特點,提出并設(shè)計了太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真中基于云存儲的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)模型。(2)設(shè)計了太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)存儲模型SWDSM結(jié)合太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)之特點,基于Hadoop云平臺環(huán)境,從數(shù)據(jù)劃分與存儲策略、數(shù)據(jù)組織方式、數(shù)據(jù)存取算法、數(shù)據(jù)復(fù)制策略等方面設(shè)計太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)存儲模型SWDSM,對于分布式環(huán)境下的數(shù)據(jù)復(fù)制策略研究了HDFS副本節(jié)點選擇策略,基于一致性哈希算法和節(jié)點性能評估技術(shù)對該策略進行了改進。(3)建立了太陽風(fēng)存儲子系統(tǒng)SWDCS在設(shè)計太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)存儲模型的基礎(chǔ)之上,設(shè)計并實現(xiàn)了太陽風(fēng)存儲子系統(tǒng),包括體系架構(gòu)、服務(wù)結(jié)構(gòu)、部署結(jié)構(gòu)、功能模塊、存儲流程及其在太陽風(fēng)仿真系統(tǒng)中應(yīng)用的測試效果。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的分布式與擴展性,云存儲系統(tǒng)體系架構(gòu)分為三個層次、兩級架構(gòu)。SWDCS只提供SaaS(Software as a Service,軟件即服務(wù))層次的服務(wù),其服務(wù)結(jié)構(gòu)自底向上分為三個層次。(4)提出了基于橢圓曲線組的安全令牌與聯(lián)合驗證方法前期研究中為快速獲得仿真結(jié)果并沒有考慮安全機制。為了解決無狀態(tài)保持情況下的數(shù)據(jù)傳輸和聯(lián)合驗證問題,通過參考國內(nèi)外比較成熟的非對稱密鑰算法、WIF聯(lián)合驗證和數(shù)字橢圓曲線簽名等技術(shù),提出并設(shè)計了基于數(shù)字橢圓曲線加密的安全令牌認(rèn)證體系及其模型,實現(xiàn)并驗證了其正確性和可用性,為分布式存儲數(shù)據(jù)的訪問提供了一種聯(lián)合驗證方法。
【關(guān)鍵詞】：太陽風(fēng) 數(shù)據(jù)中心 存儲模型 存儲子系統(tǒng) 安全令牌
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P353.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.1.1 問題提出10-11
• 1.1.2 研究意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 太陽風(fēng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 存儲技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 主要創(chuàng)新點18
• 1.5 論文組織18-21
• 本章小結(jié)21-22
• 第2章 太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)特性分析22-41
• 2.1 太陽風(fēng)觀測特性22-28
• 2.1.1 太陽觀測特性22-25
• 2.1.2 太陽風(fēng)觀測特性25-27
• 2.1.3 天然離子探測器-彗星27-28
• 2.2 太陽風(fēng)粒子相關(guān)理論28-30
• 2.3 CE-1 太陽風(fēng)科學(xué)數(shù)據(jù)30-33
• 2.3.1 太陽風(fēng)離子探測器30-31
• 2.3.2 數(shù)據(jù)分類分級31-32
• 2.3.3 PDS數(shù)據(jù)格式32-33
• 2.4 太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)特性33-38
• 2.4.1 數(shù)據(jù)格式33-37
• 2.4.2 數(shù)據(jù)特點37-38
• 2.5 太陽風(fēng)系統(tǒng)仿真38-40
• 本章小結(jié)40-41
• 第3章 大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲技術(shù)研究41-60
• 3.1 大規(guī)模數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)分析41-43
• 3.2 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)研究43-48
• 3.2.1 存儲資源虛擬化技術(shù)43-46
• 3.2.2 數(shù)據(jù)存儲容錯技術(shù)46-48
• 3.3 分布式文件存儲系統(tǒng)研究48-52
• 3.3.1 基于數(shù)據(jù)切分的分布式計算技術(shù)研究48-49
• 3.3.2 分布式文件系統(tǒng)模型分析49-51
• 3.3.3 MapReduce工作模式分析51-52
• 3.4 Hadoop架構(gòu)解析52-59
• 3.4.1 Hadoop整體架構(gòu)分析52-55
• 3.4.2 HDFS分布式文件系統(tǒng)55-57
• 3.4.3 HBase分布式數(shù)據(jù)庫57-59
• 本章小結(jié)59-60
• 第4章 太陽風(fēng)粒子數(shù)據(jù)存儲模型SWDSM60-82
• 4.1 太陽風(fēng)仿真數(shù)據(jù)中心架構(gòu)模型60-66
• 4.1.1 云計算與數(shù)據(jù)中心的聯(lián)系分析60-63
• 4.1.2 云存儲技術(shù)解決方案的特點63-64
• 4.1.3 太陽風(fēng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)模型建立64-66
• 4.2 SWDSM存儲模型設(shè)計66-74
• 4.2.1 模型中的云計算環(huán)境分析66
• 4.2.2 數(shù)據(jù)劃分與存儲策略選擇66-67
• 4.2.3 數(shù)據(jù)組織方式設(shè)計67-70
• 4.2.4 數(shù)據(jù)存取算法設(shè)計70-74
• 4.3 數(shù)據(jù)副本管理策略研究74-79
• 4.3.1 一致性HASH算法研究74-76
• 4.3.2 HDFS副本節(jié)點選擇策略76-77
• 4.3.3 HDFS副本節(jié)點選擇算法的改進77-78
• 4.3.4 相關(guān)實驗及結(jié)果分析78-79
• 4.4 原型測試79-81
• 本章小結(jié)81-82
• 第5章 太陽風(fēng)仿真存儲子系統(tǒng)82-102
• 5.1 SWDCS存儲子系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計82-88
• 5.1.1 體系架構(gòu)設(shè)計82-84
• 5.1.2 服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計84-85
• 5.1.3 部署結(jié)構(gòu)設(shè)計85-86
• 5.1.4 功能模塊設(shè)計86-87
• 5.1.5 分布式存儲流程設(shè)計87-88
• 5.2 SWDCS存儲子系統(tǒng)的安全認(rèn)證88-95
• 5.2.1 安全令牌訪問模型89-92
• 5.2.2 聯(lián)合訪問驗證實現(xiàn)92-94
• 5.2.3 算法測試94-95
• 5.3 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試95-101
• 5.3.1 實驗環(huán)境95-96
• 5.3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)96-98
• 5.3.3 系統(tǒng)測試98-101
• 本章小結(jié)101-102
• 第6章 總結(jié)與展望102-105
• 6.1 全文總結(jié)102-103
• 6.2 論文創(chuàng)新點103-104
• 6.3 研究展望104-105
• 致謝105-106
• 參考文獻106-117
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果117-118
• 圖目錄118-120
• 表目錄120

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 涂傳詒;太陽風(fēng)起源和形成的研究進展[J];中國科學(xué)(A輯);2000年S1期

2 何宗斌;張宮;樊鶴;;一種基于并行計算技術(shù)提高測井?dāng)?shù)據(jù)處理速度的方法[J];石油天然氣學(xué)報;2012年07期

3 陳小軍;張t，

本文編號：390191