面向应急响应的服务恢复机制研究与实现

论文摘要

国民经济和国家安全等众多领域的关键应用日益严重依赖信息技术,如何有效实现信息系统的应急响应与灾难恢复,已成为信息安全领域亟待解决的课题。当前应急响应与灾难恢复、系统恢复以及数据库恢复的相关研究大多基于本地或异地的数据备份与恢复技术,应急响应决策主要着眼于备份数据的优选与恢复,很少涉及“服务恢复”的概念。数据冗余备份的方法,应用于开放的分布式信息系统针对服务的应急响应与灾难恢复中,与实际的需求相比,还存在较大的差距。本文从支持信息系统应急响应的需求出发,针对服务恢复机制问题进行研究,取得了以下研究成果:1.定义了“面向应急响应的服务恢复”的概念。深入研究了现有的应急响应与灾难恢复技术,分析、总结传统方法的核心思想、技术特点及适用范围,整合服务组合与服务质量的概念,应用现有的服务恢复技术,针对信息系统的应急响应问题,定义了“面向应急响应的服务恢复”的概念,并归纳出服务恢复机制中服务的内涵与特点。2.提出了面向应急响应的服务恢复的5-R模型与体系结构。借鉴经典的动态信息安全保障体系PDRR模型,提出了服务恢复的5-R模型,为服务恢复机制的研究提供了统一的方法论指导。在5-R模型基础上,提出了面向应急响应的服务恢复体系结构,充分体现了服务恢复机制的概念性结构与功能特性,为服务恢复机制的实现提供了结构依据。3.设计并实现了三种服务恢复决策算法。针对不同用户需求,合理选择相应恢复决策算法,主要包括:1)针对明确应急响应需求的“基于图论的服务恢复决策算法”,运用贝尔曼动态规划思想,充分保证了决策的最优性;2)针对多种应急响应评价标准或不一致用户需求的“基于信息熵的恢复决策算法”,合理解决了多目标决策问题;3)关注恢复后服务质量的“基于广义满意度原理的恢复决策算法”,在优化的时空开销下,获得了极大满意的决策方案。4.设计并实现了服务恢复决策原型系统。对服务恢复决策原型系统进行了功能测试和性能分析,并结合网络购书系统实例对三种决策算法进行对比测试。试验结果与理论分析表明了本文所提出的面向应急响应的服务恢复机制的合理性与可行性,验证了服务恢复决策核心算法的可靠性与高效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 应急响应技术研究现状
• 1.2.2 服务恢复技术研究现状
• 1.3 课题研究内容与论文结构
• 第二章 服务恢复相关技术研究
• 2.1 服务的基本概念
• 2.2 Web 服务与 Web 服务组合
• 2.3 现有的服务恢复技术
• 2.3.1 服务恢复技术简介
• 2.3.2 服务恢复技术的应用
• 2.4 “面向应急响应的服务恢复”基本概念
• 2.4.1 “面向应急响应的服务恢复”的定义
• 2.4.2 “面向应急响应的服务恢复”的内涵
• 2.5 服务的形式化描述
• 2.5.1 服务的功能描述
• 2.5.2 服务的非功能描述
• 2.5.3 组合服务质量的计算
• 2.6 本章小结
• 第三章 面向应急响应的服务恢复机制
• 3.1 服务恢复的过程化模型
• 3.1.1 PDRR 模型
• 3.1.2 服务恢复的5-R 模型
• 3.2 面向应急响应的服务恢复体系结构
• 3.2.1 服务恢复体系结构
• 3.2.2 支持服务恢复的SOA 封装
• 3.3 服务恢复的典型流程
• 3.4 本章小结
• 第四章 面向应急响应的服务恢复决策核心算法
• 4.1 决策评价标准的制定
• 4.1.1 评价标准的分层设计
• 4.1.2 评价要素权重计算
• 4.2 基于图论的服务恢复决策算法
• 4.2.1 问题抽象
• 4.2.2 决策优度评价标准的制定
• 4.2.3 基于Bellman 动态规划理论的决策图搜索算法
• 4.3 基于信息熵的服务恢复决策算法
• 4.3.1 问题抽象
• 4.3.2 服务恢复的信息熵决策算法
• 4.3.3 信息熵决策算法的全局应用
• 4.4 基于广义满意度原理的服务恢复决策算法
• 4.4.1 基于广义满意度原理的服务恢复决策算法
• 4.4.2 基于Bellman 动态规划的恢复决策约简算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 面向应急响应的服务恢复决策系统实现及测试
• 5.1 服务恢复决策原型系统实现
• 5.1.1 服务恢复决策实现机制
• 5.1.2 服务恢复决策原型系统框架
• 5.2 决策算法测试与分析
• 5.2.1 测试环境
• 5.2.2 基于图论的服务恢复决策算法实现与分析
• 5.2.3 基于信息熵的服务恢复决策算法实现与分析
• 5.2.4 基于广义满意度原理的服务恢复决策算法实现与分析
• 5.3 实例分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 课题研究概况
• 6.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 作者在学期间参与的科研课题