面向多租户的多层次可伸缩SaaS软件架构研究

针对SaaS模式下面向多租户的SaaS软件如何随着用户数量及请求规模的变化而进行自适应伸缩的问题,在分析SaaS软件的可伸缩需求的基础上,从一个较为宏观的角度提出了一个面向多租户的多层次可伸缩SaaS软件架构.该软件架构将SaaS软件的伸缩层次划分为业务层和数据层两个部分,从应用、流程和构件等三个粒度研究多粒度业务层的动态可伸缩实现方法;在数据层,以内存数据库子层、全局数据库子层以及数据引擎构建一个面向多租户的数据库开发框架,实现租户数据的隔离、存储以及一致性.基于该软件架构,开发了一个面向物流行业的多租户SaaS原型系统,验证了其有效性和可用性.     

一种无中心元组空间副本管理方法

无中心元组空间(DTS)模型是支持多个独立单元协作的理想模型。然而,目前对DTS的性能研究并不多见。该文针对DTS系统中缺乏有效副本管理机制的现状提出了一种基于元组使用模式的、采用多种副本管理策略的元组副本管理方法。在无中心元组空间模型的基础上,建立了面向副本的元组空间原语语义,并分析了在DTS中实现副本管理机制的必要性,以及实现多种副本管理策略的意义。本文基于Lime(Linda in the mobile environment)实现了元组副本管理层,并进行了多台主机之间的元组通讯实验。实验结果表明:副本管理机制的存在有效降低了DTS的操作的响应时间,提高了系统的整体运行效率。     

面向多租户的业务模型版本管理

针对可重用业务模型库的SaaS应用对业务模型版本管理的问题,提出了一个面向多租户的模型版本维护方案.首先提出了面向多租户的业务模型管理架构;接着在模型版本维护方面,给出了一个模型版本维护算法;然后基于该算法,提出了模型文件存储的方式、模型版本控制逻辑以及模型数据存储的方案;最后以一个交通物流行业的信息平台为例验证了该版本维护机制的可行性和正确性.实验证明该方案可以满足多租户模型版本管理的要求.     

云存储中动态多副本数据的完整性验证

云存储环境下,如何高效且动态地完成对用户多副本数据的完整性验证是一个极具挑战性的课题.在现有云数据完整性验证方案的基础上提出了一种多副本数据持有性证明方案,通过引入认证的副本哈希数组数据结构实现了多副本文件的可动态更新验证.方案实现了数据的安全存储与更新,并有效保证了数据多副本的隐私安全.安全性分析与实验表明了方案的安全性与有效性.     

企业多租户云存储平台的设计与实现

针对企业内部的文档存储安全系数低、共享效率低、维护成本高等问题,结合云存储模型并利用对象存储技术,使用多租户技术隔离企业用户,结合组织机构进行企业内部数据访问控制,设计并实现一个企业多租户云存储服务平台,并提出了一种文件分块对象去重模型和对象重组文件版本管理模型。分析结果表明,企业多租户云存储服务平台满足企业数据的高可靠性、安全性要求,能有效提高网络共享效率。     

多租户宽表数据存储模式的查询重写机制研究

在SaaS环境下,基于宽表(Universal Table)的多租户数据存储模式是有效解决多租户数据存储问题的一种方法,但会产生大量模式空值。为此,提出了多宽表的存储模式,实现了基于Java的动态SQL重写和视图定义SQL重写相结合的查询重写方法,通过判断SQL语句的复杂性选择适当的查询重写方法,保证租户视图层的SQL查询可转换为实际作用于数据库的SQL查询。分析证明多宽表模式可以提高存储空间利用率,并通过实验验证了该方法查询重写的可行性。     

SaaS云服务环境下的管理信息系统方案研究

为了降低北京大学各院系等基层单位的信息化门槛,深化学校信息化建设,根据学校院系管理的需求特点,提出了一种SaaS云服务环境下的管理信息系统方案.探讨了方案的多层次可扩展的应用架构,并且重点研究了其中的3个关键技术:多层次数据存储模型,基于IAAA的多租户访问控制策略MT-IAAA,以及面向多租户的可配置方法和运行机制.     

基于路径映射加密的云租户数据安全存储方案

云计算中数据的存储安全是租户最为关注的问题,也是云计算能否获得广泛应用的关键。文中提出了一种基于存储路径映射加密的云租户数据存储访问方案。方案中,云租户数据被划分为具有逻辑关系的若干存储块,这些逻辑块将提交到云索引服务平台并以多备份的方式存储到不同的云存储服务提供者的存储介质上;基于此,云租户对其私密数据的存储路径映射进行加密。所提出的方案在存储租户数据时,在不同的云存储提供者之间采用了冗余备份的机制,保证了租户数据存储的可靠性;同时,方案仅对租户数据的存储路径进行加密,从而避免了对数据整体的加、解密操作;分析和测试结果验证了方案的安全性、有效性和可行性。     

一种平衡数据读写开销的数据复制方法

大型分布式系统通常将系统内存储的数据复制到多个节点以减少数据访问的时间开销.然而,随着数据副本数量的增加,副本数据更新过程的写代价也随之增加.如何合理地选择数据副本的存储节点、控制副本数量,以平衡数据的读写开销,进而有效地降低系统总的数据访问代价是分布式存储的研究热点.针对这一问题,本文提出了一种基于遗传算法的数据复制方法来平衡数据的读写开销.具体地本文对遗传算法进行了以下两方面改进:(1)建立了一个综合考虑读写数据传输代价的评价函数,以控制遗传算法的收敛方向,搜索数据副本存放位置的最优或次优策略;(2)通过时间序列预测方法来启发式地指导染色体变异操作,以合理控制副本数量适应数据的读写访问趋势.实验表明,与传统方法相比,本方法能够更有效地降低数据访问的总时间代价.     

基于对象存储系统中的热点数据平衡策略

针对基于对象存储系统(OBS)中的热点数据问题,提出了一种基于预测和数据副本迁移的均衡策略.对基于对象存储结点(OSD)的热度进行预测,元数据服务器(MDS)据此对存储结点进行均衡协调,存储结点则响应协调规则并采用贪心法选出尽量小而且访问客户多的对象进行副本迁移.此外,采用增量备份的方法解决副本迁移可能造成的数据不一致问题.实验结果表明策略的预测误差在8%以内.     

虚拟网络环境下安全服务接入方法

针对传统安全检测工具难以接入云计算虚拟网络环境为不同租户提供安全检测服务的问题,研究了安全检测服务动态接入虚拟网络的方法.通过安全检测服务多进程化、网络功能虚拟化(NFV)技术构建了安全检测服务资源池,从而使安全检测服务器可以并行提供多个服务进程,之后利用软件定义网络(SDN)技术实现了安全检测服务动态接入虚拟网络的方法,使得安全检测服务可以按需、动态地接入租户网络以提供安全服务.实验结果表明:该方法在不破坏租户原有虚拟网络环境隔离性前提下,可以有效地将传统安全检测工具云化、并行地为多租户提供按需动态的安全服务.     

云计算环境下的大数据存储与处理优化策略分析

本文分析了云计算环境下的大数据存储与处理优化的策略,优化大数据存储可以提高性能、降低成本、提升可扩展性。通过对云计算和大数据技术的融合趋势,以及现有挑战和问题,深入阐述了存储优化策略、数据分区、压缩、副本管理等,以降低存储成本。通过案例研究和实验结果,验证了这些策略的有效性。     

跨隐私数据库加密数据等值连接共享协议

针对管理型SaaS(software as a service)中两个租户公平共享隐私数据的问题,提出一种跨隐私数据库加密数据等值连接共享协议.在该协议中:两个租户通过服务提供方(service provider,SP)用可交换加密函数交换某共有属性的全集,实现属性值交集共享;SP用该属性值生成的密钥加密对应元组其他属性值后向对方租户分发;租户用交集生成的密钥解密;组合双方属性交集中等值元素的元组,实现两个租户通过不可信SP公平共享隐私数据.完备性、安全性证明和效率分析结果表明,在半诚实模型下,协议安全可证,满足最少必要信息共享条件,计算代价和通信代价分别是用AGRAWAL协议实现公平共享的57％和75％.     

一种高效的多副本数据持有性证明方案

为了验证云存储中服务提供商是否完整地存储了用户的数据副本,在分析支持动态数据的持有性证明方案(RDPC)的安全缺陷(无法抵抗替换和重放攻击)的基础上,对其进行了改进和扩展,提出一种基于同态哈希技术的多副本持有性证明方案。该方案能够同时对多个副本的持有性进行验证,具有抵抗替换攻击、重放攻击和伪造攻击的能力。通过对Merkel哈希树进行改进,使方案更好地支持动态数据操作,同时利用γ编码技术,使得对数据块的验证和更新等操作过程中通信的数据量更小。     

物联网环境下负载均衡的低代价云存储数据副本分布

为满足物联网终端结点移动性和数据访问实时性要求,根据云存储中副本分布与访问的模式,提出结合数据访问点位置和访问频率,具有低访问代价的存储服务器选取方法.考虑负载对访问代价的影响,通过动态更新代价矩阵,提出负载均衡机制.研究结果表明:该方法在最少副本数目的前提下,将副本分配到与访问情况相适应的具有较低访问代价的存储服务器上,可有效减少数据访问开销,并避免副本集中分布,保证各存储服务器的负载均衡,更适合于物联网环境中云存储数据管理.     

树型数据网格环境下副本放置算法研究

副本广泛地用于数据网格环境下以减少数据访问代价,降低网络带宽需求,增强容错能力等,但是副本数目受到节点存储能力等因素的限制,副本放置成为副本管理中一个值得研究的问题.文中针对网络带宽受到限制的树型数据网格,在考虑负载均衡的基础上,提出了一种利用动态规划方法求解最优最小可行副本集,然后在此基础上利用折半查找进行k个副本放...     

基于微应用的多租户智慧云存储平台架构方法

当前云存储平台架构依据个人PC环境开发,交互性较差、使用率低、大软件系统占用内存大。为此,提出一种基于微应用的多租户智慧云存储平台架构方法。设计基于微应用的多租户智慧云存储平台架构。实现数据管理层时,按照数据冷热特性度,通过冷热数据区分方法对大规模数据进行区分,按照租户行为特征,求出单位时间数据价值,通过指数平滑法对此刻时间数据价值进行估测,提高数据访问命中率。完成冷热数据区分后,在保证服务的情况下,利用Gossip法把多租户监测数据迁移至当前平台架构。微应用在UAP平台进行开发,利用UAP微应用开发平台把微应用相关组件有效结合在一起,完成大规模微应用的自动集群规划。实验结果表明,所提方法因采用微应用,内存使用率和效率高。     

基于微应用的多租户智慧云存储平台架构方法分析

当前云存储平台架构依据个人PC环境开发,交互性较差、使用率低、大软件系统占用内存大。为此,提出一种基于微应用的多租户智慧云存储平台架构方法。设计基于微应用的多租户智慧云存储平台架构。实现数据管理层时,按照数据冷热特性度,通过冷热数据区分方法对大规模数据进行区分,按照租户行为特征,求出单位时间数据价值,通过指数平滑法对此刻时间数据价值进行估测,提高数据访问命中率。完成冷热数据区分后,在保证服务的情况下,利用Gossip法把多租户监测数据迁移至当前平台架构。微应用在UAP平台进行开发,利用UAP微应用开发平台把微应用相关组件有效结合在一起,完成大规模微应用的自动集群规划。实验结果表明,所提方法因采用微应用,内存使用率和效率高。     

一种分布式冗余的实时数据存储检索机制

为解决传统集中式实时数据库吞吐量、容错性、可扩展性不足的难题,提出一种基于分布式架构、具备多重副本管理功能的实时数据存储检索机制.该机制结合一致性哈希算法与基于多版本控制的数据组织方案,从实时数据的存储、管理、查询三方面进行设计和优化,在保证数据存取实时性的基础上实现了备份同步、一致性修复等核心功能,从而有效提高了实时数据库的海量数据存储与处理能力,为实时数据库向分布式存储、多重冗余备份、系统规模动态调整等方向的转变奠定了基础.通过在原型系统中测试验证,结果表明该机制能够达到设计预期目标和性能要求.     

链路层光纤网络被动数据存储方法研究

针对光纤网络被动数据存储开销较大的问题,提出一种基于动态副本自适应分簇路由分配的链路层光纤网络被动数据存储方法.首先构建链路层光纤网络数据存储的节点分布模型,采用相空间重构方法进行链路层光纤网络被动数据结构分布重组,然后结合自适应匹配滤波方法进行冗余数据滤除,求得被动数据存储节点的适应度函数,采用动态副本自适应分簇路由分配方法实现数据存储的优化分配设计.最后进行仿真测试,结果表明,采用该方法进行链路层光纤网络被动数据存储,能节省存储开销,存储空间的吞吐量得到有效提高.