新一代互聯(lián)網(wǎng)服務及故障檢測若干關鍵技術的研究.pdf

1、服務的可管理性是新一代互聯(lián)網(wǎng)服務的核心問題之一?？梢灶A見互聯(lián)網(wǎng)上的服務將與時俱增，如果沒有科學的方法對服務進行管理，互聯(lián)網(wǎng)的服務將不可控。如何形式化描述和語義化表示服務的內部結構及接口，如何使用元服務組合成功能更強的高級服務，如何動態(tài)查找和匹配服務，如何描述故障檢測服務的屬性及性能指標，如何有效部屬故障檢測服務，如何評估故障檢測服務的性能，如何提高故障檢測服務的性能，這些是服務管理必須解決的理論問題。以解決這一關鍵的科學問題為目標，本文

2、采用理論分析和實驗相結合的方式重點針對新一代互聯(lián)網(wǎng)服務及故障檢測的若干關鍵技術進行研究并取得了一系列有價值的成果。概括起來，本論文的創(chuàng)新成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1)分析了下一代互聯(lián)網(wǎng)基礎網(wǎng)絡資源異構、用戶需求個性化、參與者眾多等特征；研究了WEB服務、語義WEB、服務分類、參與者角色細分、面向服務的體系結構、開放網(wǎng)格服務體系結構等研究成果；從服務參與者、語義描述、技術視點分別提出了多角色合作交互管理模型、本體模型和能力分層

3、提供模型。多角色合作交互管理模型使用智能化方式綜合管理服務：本體模型解決了服務本質特征統(tǒng)一語義描述的問題；能力分層提供模型實現(xiàn)了異構基礎網(wǎng)絡資源的融合開放；基于三個服務模型提出了一個完整的服務框架。解決網(wǎng)絡體系結構的相對穩(wěn)定性和復雜多變的用戶服務需求之間的基本矛盾。 2)分析了網(wǎng)格環(huán)境下故障檢測服務所需滿足的各種要求，形式化的描述網(wǎng)格故障模型、故障檢測器模型及性能評測指標；提出一個多層故障檢測機制，能根據(jù)不同網(wǎng)格環(huán)境(節(jié)點內、站

4、點、虛擬組織)，實施不同的故障檢測機制，在保證完整性、可靠性、動態(tài)性、可擴展性、適應性、多樣性等需求的前提下，能及時有效地檢測出進程、主機、站點等不同層次的故障。 3)研究分析了網(wǎng)格等新一代互聯(lián)網(wǎng)服務必須提供的另一個重要指標.互操作性，首先利用“本體”描述故障檢測服務，然后利用面向服務的思想使多級故障檢測實現(xiàn)不依賴于具體的環(huán)境，保證了互操作性要求。 4)利用大量的仿真實驗研究心跳式故障檢測器在無線自組網(wǎng)不同路由協(xié)議上的性

5、能，提出以變化節(jié)點數(shù)量、節(jié)點移動速度、節(jié)點業(yè)務量、節(jié)點傳輸范圍來評估性能。仿真結果顯示主動路由提供較好的平均延時、平均故障檢測時間，被動路由提供較好的標準化路由開銷、能量消耗率、交付率、誤檢測率。仿真結果可以為無線自組網(wǎng)環(huán)境下的故障檢測器提供參考。 5)為了使故障檢測服務能精確地預測心跳消息的延時，提出一種新穎的黑箱模型預測下一個心跳消息的到達時間。將心跳消息到達時間看作自回歸過程，將心跳消息發(fā)送時間看作外生變量，基于滑動窗口的

6、觀測值用來估算模型系數(shù)，然后使用這個結果估算下一個心跳消息到達時間。仿真實驗表明，在瓶頸鏈路、鏈路失效恢復、可用帶寬變化、心跳消息間隔變化等不同的網(wǎng)絡環(huán)境下，自適應自回歸外生變數(shù)模型能適應這些變化，精確捕獲心跳消息的到達時間，與傳統(tǒng)的時間序列預測方法相比，產(chǎn)生最小的預測錯誤。 6)使用兩層前向神經(jīng)網(wǎng)絡學習并近似心跳消息的非線性特征，精確地預測心跳消息的延時。輸入包含一個滑動窗口心跳消息延時的觀測值，輸出是提前一步預測，首先使用后

7、向傳播算法來訓練網(wǎng)絡節(jié)點的權值、偏置值，然后使用最速梯度下降規(guī)則調整。仿真實驗表明，自適應自回歸外生變數(shù)模型能適應這些變化，精確捕獲心跳消息到達時間，產(chǎn)生更好的預測結果。 7)使用非線性自回歸外生變數(shù)網(wǎng)絡來學習心跳消息的線性、非線性特征，進而實現(xiàn)提前一步預測。輸入包含一個滑動窗口心跳消息到達的觀測值和一個滑動窗口的心跳消息發(fā)送時間，輸出是提前一步預測，首先使用后向傳播算法來訓練網(wǎng)絡節(jié)點的權值、偏置值，然后使用最速梯度下降規(guī)則調整