云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫寶剛

摘 要： 云框架結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，傳統(tǒng)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)可應(yīng)用性較低。因此，設(shè)計(jì)應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測(cè)模塊組成。采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，每個(gè)采集節(jié)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行采集、分類和對(duì)比工作，進(jìn)而得到云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性樣本，并將這些穩(wěn)定性樣本傳輸?shù)教幚砟K。處理模塊利用云計(jì)算對(duì)穩(wěn)定性樣本進(jìn)行分析，挑選出其中最具典型的穩(wěn)定性樣本，組成待測(cè)樣本。穩(wěn)定性檢測(cè)模塊利用云計(jì)算給出的整體檢測(cè)方案和局部檢測(cè)方案對(duì)待測(cè)樣本進(jìn)行檢測(cè)，以滿足使用者對(duì)穩(wěn)定性檢測(cè)重點(diǎn)的不同需求。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)部分給出了平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)定性檢測(cè)代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)平臺(tái)具有較高的可應(yīng)用性。

關(guān)鍵詞： 云框架結(jié)構(gòu)； 穩(wěn)定性樣本； 檢測(cè)平臺(tái)； 檢測(cè)代碼

中圖分類號(hào)： TN911?34； TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）04?0066?04

Design and implementation of detection platform for cloud frame structure stability

SUN Baogang

（Chongqing College of Humanities， Science and Technology， Chongqing 401524， China）

Abstract： The cloud frame structure is widely used in various fields， the traditional detection platform for cloud frame structure stability has low applicability. Therefore， a detection platform with high applicability is put forward for the cloud frame structure stability. The platform is composed of the acquisition module， processing module and stability detecting module. Multiple collection nodes are set up on the cloud frame structure by the acquisition module. Each acquisition node performs independent acquisition， classification and comparison， and then obtains the stability samples of the cloud frame structure， and transmits the stability samples to the processing module. The processing module analyzes the stability samples by using cloud computing， and selected the most typical stability samples to form the samples under test. The stability detection module gives the overall detecting scheme and local detecting scheme by means of cloud computing to detect the samples under test， so as to meet the different needs of users for the focus on the stability detection. A platform function structure diagram and stability detecting code are given in the platform implementation section. The experimental result shows that the platform has high applicability.

Keywords： cloud frame structure； stability sample； detection platform； detecting code

0 引 言

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，網(wǎng)絡(luò)信息的存儲(chǔ)量越來越多，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)愈加復(fù)雜，由此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)信息安全危機(jī)也愈加嚴(yán)重。我國于2014年2月建立了網(wǎng)絡(luò)信息安全組織，宣告了我國有關(guān)部門對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的重視程度。云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的出現(xiàn)，為網(wǎng)絡(luò)安全帶來了新的曙光[1?3]。云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是網(wǎng)絡(luò)能否進(jìn)行安全運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，為此產(chǎn)生了云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)。由于云框架結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，故可應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的提出，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展具有重要意義[4?6]。

傳統(tǒng)的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)較為局限。如文獻(xiàn)[7]提出基于網(wǎng)絡(luò)日志的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)通過對(duì)云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用運(yùn)行中產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)日志進(jìn)行監(jiān)控和解析，間接得出云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性樣本。其檢測(cè)效率較高，但檢測(cè)準(zhǔn)確性仍待加強(qiáng)。文獻(xiàn)[8]提出基于Markov模型的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，其利用網(wǎng)絡(luò)日志對(duì)Markov模型進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練好的Markov模型能夠?qū)υ瓶蚣芙Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。但該平臺(tái)的算法復(fù)雜，對(duì)不同領(lǐng)域云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的應(yīng)用性不高。文獻(xiàn)[9]提出基于哈希算法的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，其利用哈希算法實(shí)現(xiàn)平臺(tái)對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的高效檢測(cè)，平臺(tái)的使用靈活性較高，但檢測(cè)準(zhǔn)確性不高。文獻(xiàn)[10]提出基于類聚算法的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，其通過采集大量云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本，對(duì)這些樣本實(shí)施類聚算法，極大地增強(qiáng)了平臺(tái)的檢測(cè)準(zhǔn)確性，但其算法復(fù)雜，檢測(cè)效率不高。因此，設(shè)計(jì)了應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)擁有較高的可應(yīng)用性。

1 云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測(cè)模塊組成。采集模塊利用分布式理念，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本的快速采集，并有效增強(qiáng)了平臺(tái)的可應(yīng)用性。云計(jì)算為處理模塊和穩(wěn)定性檢測(cè)模塊提供處理技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，幫助這兩個(gè)模塊進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的處理、檢測(cè)工作。

1.1 采集模塊設(shè)計(jì)

由于云框架結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的計(jì)算能力，導(dǎo)致其數(shù)據(jù)過于龐大，而其中穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的獲取需要經(jīng)由多時(shí)間段數(shù)據(jù)的對(duì)比得出，并非單次獲取。因此，對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)中采集模塊的設(shè)計(jì)，應(yīng)特別注意數(shù)據(jù)對(duì)比樣本的典型性和其對(duì)比效率。

為了在龐大的數(shù)據(jù)體系中尋找到最具典型的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本，應(yīng)先大量采集云框架結(jié)構(gòu)總體樣本，并對(duì)所采集到的樣本進(jìn)行高速分類，進(jìn)而獲取其中穩(wěn)定性樣本。為此，采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置了多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，每個(gè)采集節(jié)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行采集、分類和對(duì)比工作，最終將各節(jié)點(diǎn)獲取的穩(wěn)定性樣本統(tǒng)一匯總，并傳輸?shù)教幚砟K，如圖1所示。

圖1中的采集工作效率較高，且能夠增強(qiáng)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的可應(yīng)用性。這是因?yàn)樗O(shè)計(jì)的采集模塊采用了分布式理念，其在將復(fù)雜事務(wù)簡化處理、提高效率的同時(shí)，又將各采集節(jié)點(diǎn)最終的穩(wěn)定性樣本匯總，降低了傳輸過程中樣本的丟失率，進(jìn)而增強(qiáng)平臺(tái)可應(yīng)用性。因此，該采集模塊能夠較好地對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，滿足平臺(tái)的設(shè)計(jì)初衷。

1.2 處理模塊設(shè)計(jì)

處理模塊通過分析采集模塊中各采集節(jié)點(diǎn)所提供的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本，挑選出其中最具典型的穩(wěn)定性樣本。為了提高云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的可應(yīng)用性，處理模塊中處理器的分析和挑選工作均基于云計(jì)算實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算擁有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力和運(yùn)算性能，能夠?qū)崿F(xiàn)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本的大規(guī)模分析和挑選工作，其處理原理如圖2所示。

由圖2可知，當(dāng)處理模塊中的處理器接收到采集模塊傳來的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本時(shí)，云計(jì)算會(huì)立即提供分析標(biāo)準(zhǔn)，處理器經(jīng)由該標(biāo)準(zhǔn)分析穩(wěn)定性樣本參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和安全性檢測(cè)，將樣本中的不安全數(shù)據(jù)排除。格式轉(zhuǎn)換工作在處理模塊中非常重要。不同采集節(jié)點(diǎn)獲取到的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本的格式多種多樣，這在一定程度上加重了處理模塊的工作壓力。將穩(wěn)定性樣本格式統(tǒng)一化，不但能夠減輕處理器挑選工作的壓力，也能夠提高云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

處理器會(huì)對(duì)存在不安全數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性樣本給予傳輸限制。安全性檢測(cè)后，云計(jì)算將給出樣本挑選標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)由云計(jì)算挑選標(biāo)準(zhǔn)獲取到典型云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本。

1.3 穩(wěn)定性檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

將云計(jì)算納入到穩(wěn)定性檢測(cè)模塊的檢測(cè)器中，以進(jìn)行云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性檢測(cè)。云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)對(duì)使用者的檢測(cè)重點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)研，并利用云計(jì)算給出了兩種檢測(cè)方案，分別是整體檢測(cè)方案和局部檢測(cè)方案，如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可知，整體檢測(cè)方案是穩(wěn)定性檢測(cè)模塊的基礎(chǔ)，局部檢測(cè)方案也需要用到整體檢測(cè)方案中的檢測(cè)數(shù)據(jù)。云框架結(jié)構(gòu)的典型穩(wěn)定性樣本即為穩(wěn)定性檢測(cè)模塊中的待測(cè)樣本。待測(cè)樣本在整體檢測(cè)方案下，首先經(jīng)由格式轉(zhuǎn)換變?yōu)檎加脙?nèi)存率較小的格式，這對(duì)提高云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的可應(yīng)用性具有重要意義。

檢測(cè)器利用云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行待測(cè)樣本的檢測(cè)工作，云計(jì)算也提供了樣本的結(jié)構(gòu)檢測(cè)和規(guī)則檢測(cè)，以排除格式轉(zhuǎn)換的操作誤差。檢測(cè)器的云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)將進(jìn)行兩次，通過對(duì)兩次結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出初始檢測(cè)結(jié)果。初始檢測(cè)結(jié)果在進(jìn)行安全性分析后，穩(wěn)定性檢測(cè)模塊會(huì)將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整理，獲取到最終結(jié)果，并將其傳輸給使用者。

局部檢測(cè)方案的檢測(cè)原理與整體檢測(cè)方案的檢測(cè)原理類似，不同之處在于其對(duì)于待測(cè)樣本的檢測(cè)步驟較少，局部檢測(cè)方案的主要檢測(cè)結(jié)果是通過多次分析整體檢測(cè)方案檢測(cè)數(shù)據(jù)獲取到的的，其最終檢測(cè)結(jié)果也會(huì)實(shí)時(shí)傳輸給使用者。

2 云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

2.1 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

由圖5可知，軟件為云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)提供的功能有：運(yùn)行總調(diào)度功能、數(shù)據(jù)采集控制功能、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)功能、特殊數(shù)據(jù)檢測(cè)功能和3D結(jié)果呈現(xiàn)功能，其功能介紹如下：

（1） 運(yùn)行總調(diào)度功能。該功能為云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)提供重置、升級(jí)以及各模塊功能的參數(shù)設(shè)定的操作，是整個(gè)平臺(tái)的管控核心。其他四種功能均經(jīng)受運(yùn)行總調(diào)度功能管理。

（2） 數(shù)據(jù)采集控制功能。該功能能夠?qū)Σ杉K中各采集節(jié)點(diǎn)的行為進(jìn)行控制。其不但可以規(guī)定采集節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)采集模式，也可以在采集節(jié)點(diǎn)不正常采集的情況下，停止并重置采集工作，或?qū)Σ杉ぷ鬟M(jìn)行人為操作。

（3） 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)功能。該功能是穩(wěn)定性檢測(cè)模塊的控制端。在正常情況下，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)功能處于實(shí)時(shí)開啟狀態(tài)，只有當(dāng)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)遭受攻擊時(shí)才處于關(guān)閉狀態(tài)。關(guān)閉狀態(tài)下的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)功能能夠保護(hù)平臺(tái)穩(wěn)定性樣本不被更改或盜用，提高了平臺(tái)的安全性。

（4） 異常數(shù)據(jù)檢測(cè)功能。該功能的針對(duì)性較強(qiáng)，當(dāng)穩(wěn)定性檢測(cè)模塊出現(xiàn)工作突然終止或檢測(cè)結(jié)果偏差較大時(shí)，云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)調(diào)用異常數(shù)據(jù)檢測(cè)功能，重新開始進(jìn)行云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的處理和檢測(cè)。在平臺(tái)正常運(yùn)行情況下，使用者也可以利用這一功能檢查穩(wěn)定性檢測(cè)平臺(tái)的輸出結(jié)果。

（5） 3D結(jié)果呈現(xiàn)功能。3D結(jié)果呈現(xiàn)功能就是將穩(wěn)定性檢測(cè)平臺(tái)的輸出結(jié)果以3D建模形式呈現(xiàn)在使用者眼前。這一功能極大地方便了非專業(yè)人員對(duì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理解，銷售方也可以根據(jù)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的3D結(jié)果呈現(xiàn)功能，為購買者介紹云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用。

2.2 平臺(tái)穩(wěn)定性檢測(cè)代碼設(shè)計(jì)

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)利用軟件對(duì)穩(wěn)定性檢測(cè)模塊進(jìn)行的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性檢測(cè)工作設(shè)計(jì)了專屬代碼。假設(shè)所需檢測(cè)的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)為文本格式，則其進(jìn)行單次檢測(cè)工作的代碼設(shè)計(jì)如下：

Latin deviation="穩(wěn)定性檢測(cè)模塊"；

/Latin

fit deviation="穩(wěn)定性檢測(cè)模塊"；

parameter rate= "250 MHz"；

/parameter

parameter network= "1 000 Hz"；

/parameter

ask begin or ask；

ask fetch or ask；

/fit

對(duì)上述代碼進(jìn)行解析可知，穩(wěn)定性檢測(cè)模塊對(duì)不同樣本的檢測(cè)工作是獨(dú)立進(jìn)行的，其對(duì)不同云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本所下達(dá)的檢測(cè)指令也是不同的。當(dāng)給予云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本的檢測(cè)命令為：Latin deviation=“穩(wěn)定性檢測(cè)模塊”、“rate，250 MHz”、“network，1 000 Hz”、“begin”和“fetch”，那么穩(wěn)定性檢測(cè)模塊的命令輸出結(jié)果為：CF 250 MHz，Radio Beacon 1 000 Hz。

以上命令輸出結(jié)果會(huì)自動(dòng)解析穩(wěn)定性檢測(cè)模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)模塊的存儲(chǔ)量處于滿載時(shí)，該命令將不會(huì)自動(dòng)進(jìn)行云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性檢測(cè)工作，這樣能夠有效避免檢測(cè)樣本中亂碼的形成。

3 實(shí)驗(yàn)分析

本文所設(shè)計(jì)云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)的應(yīng)用能力，主要通過平臺(tái)在不同云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)定性檢測(cè)中，其檢測(cè)效率、檢測(cè)準(zhǔn)確性的差值、平均值來驗(yàn)證。其中，本文平臺(tái)的準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)主要來源于平臺(tái)對(duì)云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用中不穩(wěn)定點(diǎn)的定位準(zhǔn)確性。為了驗(yàn)證本文平臺(tái)的應(yīng)用能力，選取四個(gè)種類相差較大的云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。四種云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確性（統(tǒng)稱應(yīng)用能力）如圖6～圖9所示。

由圖6～圖9可知，在四個(gè)云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，其檢測(cè)效率曲線和定位準(zhǔn)確性曲線均較為穩(wěn)定。對(duì)比來看，平臺(tái)對(duì)不同應(yīng)用的檢測(cè)差值和平均值相差并不大。為了更為直觀地呈現(xiàn)出本文平臺(tái)的應(yīng)用能力，將圖6～圖9中的各應(yīng)用能力曲線數(shù)值匯總見表1。

由表1可知，本文平臺(tái)對(duì)四個(gè)種類相差較大的云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測(cè)效率平均值均維持在92.3%以上，各應(yīng)用間的檢測(cè)平均差值波動(dòng)不大，且均不高于2.6%；定位準(zhǔn)確性平均值均維持在97.8%以上，各應(yīng)用間的檢測(cè)平均差值幾乎無波動(dòng)，且均不高于0.6%。經(jīng)由分析以上結(jié)果能夠預(yù)測(cè)出，本文平臺(tái)對(duì)不同云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確性均較高，驗(yàn)證了本文平臺(tái)擁有較高的可應(yīng)用性。

4 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測(cè)模塊組成。采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，每個(gè)采集節(jié)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行采集、分類和對(duì)比工作，進(jìn)而得到云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性樣本，將這些穩(wěn)定性樣本傳輸?shù)教幚砟K。處理模塊利用云計(jì)算對(duì)穩(wěn)定性樣本進(jìn)行分析，挑選出其中最具典型的穩(wěn)定性樣本，組成待測(cè)樣本。穩(wěn)定性檢測(cè)模塊利用云計(jì)算給出的整體檢測(cè)方案和局部檢測(cè)方案對(duì)待測(cè)樣本進(jìn)行檢測(cè)，以滿足使用者對(duì)穩(wěn)定性檢測(cè)重點(diǎn)的不同需求。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)部分給出了平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)定性檢測(cè)代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)擁有較高的可應(yīng)用性。

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