49、并行调度具有安全路由的移动代理与先进计算基础设施安全管理系统

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#并行调度 # 移动代理 # 安全路由

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并行调度具有安全路由的移动代理与先进计算基础设施安全管理系统

在当今的计算环境中，移动代理的调度以及先进计算基础设施的安全管理是两个重要的研究领域。下面我们将详细探讨并行调度具有安全路由的移动代理以及先进计算基础设施安全管理系统的相关内容。

并行调度具有安全路由的移动代理

攻击检测与防范 ：在移动代理调度过程中，可能存在攻击行为。例如，当返回的代理被检测到异常时，会引发对相关主机的调查。若攻击涉及主机 Ha、Hb 和 Hc 的合谋，即 Hb 封装 Hc 的价格发送结果，在健康的竞争环境中，这种攻击成功的概率较低。因为 Hb 若无法提供相应价格的商品，将导致商业欺诈，影响其信誉，后续派遣到该商家的代理也会减少。
现有模型的局限性 ：之前的一些模型存在不足。如 Westhoff 的模型，每个 PWA 仅知道其右子代理在某一阶段应被派往的 RH，若该主机不可用，右调度分支将无法部署。而二进制调度模型虽具有一定鲁棒性，能知晓子代理的所有目标地址，但所有地址暴露给主机，安全性不佳。
Li 模型的分析 ：Li 提出的模型用于代理的串行迁移，通过将路由分为两部分并分配给两个合作代理，增强了路由的鲁棒性。然而，该模型存在问题，如两个代理动态迁移时相互定位成本高，且为串行模型效率低，使用动态迁移代理的密钥也不安全。
改进模型
- 路由结构扩展 ：为增强鲁棒性，对路由结构进行扩展。对于 CH 处的 PWA，其路由结构为 r(CH)=P [PWA, ip(RH), r , r , r ’, S(PWA, ip(PH), ip(CH), ip(RH), rL, rR, rR’, t)]，其中 rR’是右分支的替代路由；对于 CH 处的 WA，其路由结构为 r(CH)=P [WA, ip(PH), ip(MSMA), S(WA, ip(PH), ip(CH), ip(MSMA), t)]。
- 替代路由加密 ：在路由结构中，rR’由整个调度树另一分支的第一个 PWA（即 Assistant PWA，APWA）的公钥加密。例如，若当前主机 CH 是左调度子树中 A1 的后代，rR’由右调度子树中 Am 的公钥 PAm 加密；反之，若 CH 在右调度子树中，rR’由 A1 的公钥 PA1 加密。
- 调度失败处理流程 ：当 Ai 调度 Aj 失败且 Ai 在左调度子树时，Ai 应向 Am 报告并附上替代路由 rR’。Am 收到消息后，按以下步骤处理：
  - 检测 Hj 是否宕机，若是则进入下一步，否则进入第三步。
  - Am 解密 rR’并将结果发送给 Ai。
  - 若 Aj 状态正常，Am 告知 Ai 并记录请求。

以下是调度失败处理流程的 mermaid 流程图：

graph TD;
    A[Ai 调度 Aj 失败且 Ai 在左调度子树] --> B[Ai 向 Am 报告并附 rR’];
    B --> C{检测 Hj 是否宕机};
    C -- 是 --> D[Am 解密 rR’并发送给 Ai];
    C -- 否 --> E{Aj 状态是否正常};
    E -- 是 --> F[Am 告知 Ai 并记录请求];

先进计算基础设施安全管理系统（TH - SMS）

ACI 背景 ：随着高性能应用的快速发展，许多大规模应用超出了单个超级计算机的能力。中国教育部提出的先进计算基础设施（ACI）项目，旨在实现中国高校间地理分布式高性能计算和大容量数据资源的共享。ACI 中的资源通过互联网连接，可动态加入和离开计算环境，因此对资源和用户的身份验证以及数据的完整性和保密性有更高要求，但多数 ACI 用户更关注应用性能而非安全。
TH - SMS 系统 ：为解决 ACI 中的复杂安全问题并保证应用的高性能，提出了三级安全管理系统 TH - SMS，并引入了 KCKPT 和 DP - VPN 等新安全技术。
- ACI 项目发展 ：ACI 项目的第一步是开发 ACI 测试床，连接北京的 TH - NPSC 和上海的 SU - NPSC 高性能并行计算机，并提供便捷的 Web 用户界面。最终目标是连接中国大多数高校的高性能并行计算机和数据中心，构建一个大型虚拟实验室。
- 系统结构与实现 ：根据 TH - SMS 的三级结构，对其实现进行了讨论。特别是在任务安全管理方面，详细介绍了新安全技术的应用。

下面是 ACI 项目发展阶段的列表：
1. 2000 年，中国教育部提出 ACI 项目。
2. 2001 年，研究团队实现 ACI 测试床，连接北京和上海的高性能计算机。
3. 最终目标是连接中国多数高校的高性能计算机和数据中心，构建虚拟实验室。

综上所述，并行调度具有安全路由的移动代理以及先进计算基础设施安全管理系统在保障计算环境的高效性和安全性方面具有重要意义。通过对现有模型的改进和新系统的提出，有望解决当前面临的诸多问题。

并行调度具有安全路由的移动代理与先进计算基础设施安全管理系统

模型性能对比分析

为了更清晰地了解各模型的特点，下面对不同模型在调度效率、复杂度等方面进行对比分析。

模型	调度方式	迁移复杂度	路由生成复杂度	安全性	鲁棒性
Westhoff 模型	完全串行迁移	O(n)	O(n)	有安全路由结构，但无鲁棒性机制	低
Li 模型	串行迁移	O(n)	O(n)	确保安全和鲁棒性	有一定鲁棒性，但存在定位成本高和效率低问题
本文模型	并行调度	O(logn)	无替代路由时 O(n)，生成 1 替代路由时 O(nlogn)	仅向主机暴露必要地址，安全性高	高，有替代路由机制

从表格中可以看出，本文提出的模型在调度效率上有明显优势，同时兼顾了安全性和鲁棒性。在路由生成复杂度方面，虽然生成替代路由时复杂度有所增加，但相比于 Li 模型在某些情况下的指数级复杂度，仍然具有一定优势。

未来工作展望

在未来的研究中，有以下几个方面值得进一步探索：
1. 构建全球电子商务框架 ：致力于构建一个适合移动代理并行处理的全球电子商务框架，并配备相应的安全机制。这将为电子商务领域的发展提供更高效、安全的解决方案。
2. 优化替代路由机制 ：对当前模型进行改进，以提供更多的替代路由，同时尽量减少时间复杂度的损失。这样可以进一步提高系统的容错能力和可靠性。
3. 建立评估模型 ：建立一个综合考虑安全性和商业信誉的评估模型。由于在本模型中，APWA 所在的主机对全局调度至关重要，因此需要对这些主机的安全性和商业信誉进行准确评估。

总结

本文围绕并行调度具有安全路由的移动代理和先进计算基础设施安全管理系统展开了深入研究。

在移动代理调度方面，提出了一种新的模型，该模型旨在仅向主机暴露必要的地址，通过并行调度提高了调度效率。同时，通过扩展路由结构，引入替代路由机制，增强了系统的鲁棒性。与其他模型相比，该模型在安全性、调度效率和鲁棒性方面都有明显优势。

在先进计算基础设施安全管理方面，针对 ACI 环境中资源动态性和数据安全性的需求，提出了三级安全管理系统 TH - SMS，并引入了新的安全技术 KCKPT 和 DP - VPN。通过这些技术的应用，有望解决 ACI 环境中的复杂安全问题，保障应用的高性能运行。

总体而言，这些研究成果为计算环境的高效性和安全性提供了重要的保障，未来的进一步研究将有望推动相关领域的发展。

以下是未来工作展望的 mermaid 流程图：

graph LR;
    A[构建全球电子商务框架] --> B[优化替代路由机制];
    B --> C[建立评估模型];

通过以上的研究和分析，我们可以看到在移动代理调度和先进计算基础设施安全管理领域已经取得了一定的成果，但仍有许多问题需要进一步研究和解决。希望未来的研究能够不断完善这些技术，为计算环境的发展提供更有力的支持。