云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺設(shè)計與實現(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)定性的檢測平臺可應(yīng)用性較低。因此，設(shè)計應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺，該平臺由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測模塊組成。采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個采集節(jié)點，每個采集節(jié)點獨立進行采集、分類和對比工作，進而得到云框架結(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。處理模塊利用云計算對穩(wěn)定性樣本進行分析，挑選出其中最具典型的穩(wěn)定性樣本，組成待測樣本。穩(wěn)定性檢測模塊利用云計算給出的整體檢測方案和局部檢測方案對待測樣本進行檢測，以滿足使用者對穩(wěn)定性檢測重點的不同需求。平臺實現(xiàn)部分給出了平臺功能結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)定性檢測代碼。實驗結(jié)果表明所設(shè)計平臺具有較高的可應(yīng)用性。

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

中圖分類號： TN911?34； TP311 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 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)時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)信息的存儲量越來越多，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)能否進行安全運行的基礎(chǔ)保障，為此產(chǎn)生了云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺。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)定性的檢測平臺的提出，對網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展具有重要意義[4?6]。

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

1 云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺設(shè)計

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測模塊組成。采集模塊利用分布式理念，實現(xiàn)了平臺對云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性樣本的快速采集，并有效增強了平臺的可應(yīng)用性。云計算為處理模塊和穩(wěn)定性檢測模塊提供處理技術(shù)和檢測技術(shù)，幫助這兩個模塊進行高效、準(zhǔn)確的處理、檢測工作。

1.1 采集模塊設(shè)計

由于云框架結(jié)構(gòu)具有很強的計算能力，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)由多時間段數(shù)據(jù)的對比得出，并非單次獲取。因此，對云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺中采集模塊的設(shè)計，應(yīng)特別注意數(shù)據(jù)對比樣本的典型性和其對比效率。

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，并對所采集到的樣本進行高速分類，進而獲取其中穩(wěn)定性樣本。為此，采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置了多個采集節(jié)點，每個采集節(jié)點獨立進行采集、分類和對比工作，最終將各節(jié)點獲取的穩(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，且能夠增強云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺的可應(yīng)用性。這是因為所設(shè)計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，又將各采集節(jié)點最終的穩(wěn)定性樣本匯總，降低了傳輸過程中樣本的丟失率，進而增強平臺可應(yīng)用性。因此，該采集模塊能夠較好地對云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)進行實時采集，滿足平臺的設(shè)計初衷。

1.2 處理模塊設(shè)計

處理模塊通過分析采集模塊中各采集節(jié)點所提供的云框架結(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)定性的檢測平臺的可應(yīng)用性，處理模塊中處理器的分析和挑選工作均基于云計算實現(xiàn)。云計算擁有較強的擴展能力和運算性能，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，云計算會立即提供分析標(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)，并對其進行格式轉(zhuǎn)換和安全性檢測，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)定性的檢測平臺的檢測準(zhǔn)確性。

處理器會對存在不安全數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性樣本給予傳輸限制。安全性檢測后，云計算將給出樣本挑選標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)由云計算挑選標(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)定性檢測模塊設(shè)計

將云計算納入到穩(wěn)定性檢測模塊的檢測器中，以進行云框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性檢測。云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺對使用者的檢測重點進行了調(diào)研，并利用云計算給出了兩種檢測方案，分別是整體檢測方案和局部檢測方案，如圖3、圖4所示。

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

檢測器利用云計算標(biāo)準(zhǔn)進行待測樣本的檢測工作，云計算也提供了樣本的結(jié)構(gòu)檢測和規(guī)則檢測，以排除格式轉(zhuǎn)換的操作誤差。檢測器的云計算標(biāo)準(zhǔn)檢測將進行兩次，通過對兩次結(jié)果進行對比，得出初始檢測結(jié)果。初始檢測結(jié)果在進行安全性分析后，穩(wěn)定性檢測模塊會將檢測結(jié)果進行整理，獲取到最終結(jié)果，并將其傳輸給使用者。

局部檢測方案的檢測原理與整體檢測方案的檢測原理類似，不同之處在于其對于待測樣本的檢測步驟較少，局部檢測方案的主要檢測結(jié)果是通過多次分析整體檢測方案檢測數(shù)據(jù)獲取到的的，其最終檢測結(jié)果也會實時傳輸給使用者。

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

2.1 平臺功能設(shè)計

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺的功能結(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)定性的檢測平臺提供的功能有：運行總調(diào)度功能、數(shù)據(jù)采集控制功能、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測功能、特殊數(shù)據(jù)檢測功能和3D結(jié)果呈現(xiàn)功能，其功能介紹如下：

（1） 運行總調(diào)度功能。該功能為云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺提供重置、升級以及各模塊功能的參數(shù)設(shè)定的操作，是整個平臺的管控核心。其他四種功能均經(jīng)受運行總調(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)點的行為進行控制。其不但可以規(guī)定采集節(jié)點的自動采集模式，也可以在采集節(jié)點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行人為操作。

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

（4） 異常數(shù)據(jù)檢測功能。該功能的針對性較強，當(dāng)穩(wěn)定性檢測模塊出現(xiàn)工作突然終止或檢測結(jié)果偏差較大時，云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺會自動調(diào)用異常數(shù)據(jù)檢測功能，重新開始進行云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的處理和檢測。在平臺正常運行情況下，使用者也可以利用這一功能檢查穩(wěn)定性檢測平臺的輸出結(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)定性檢測平臺的輸出結(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)定性的檢測平臺的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 平臺穩(wěn)定性檢測代碼設(shè)計

云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺利用軟件對穩(wěn)定性檢測模塊進行的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性檢測工作設(shè)計了專屬代碼。假設(shè)所需檢測的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)為文本格式，則其進行單次檢測工作的代碼設(shè)計如下：

Latin deviation="穩(wěn)定性檢測模塊"；

/Latin

fit deviation="穩(wěn)定性檢測模塊"；

parameter rate= "250 MHz"；

/parameter

parameter network= "1 000 Hz"；

/parameter

ask begin or ask；

ask fetch or ask；

/fit

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

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

3 實驗分析

本文所設(shè)計云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺的應(yīng)用能力，主要通過平臺在不同云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)定性檢測中，其檢測效率、檢測準(zhǔn)確性的差值、平均值來驗證。其中，本文平臺的準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)主要來源于平臺對云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用中不穩(wěn)定點的定位準(zhǔn)確性。為了驗證本文平臺的應(yīng)用能力，選取四個種類相差較大的云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用作為實驗對象。四種云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測效率和檢測準(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，在四個云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，其檢測效率曲線和定位準(zhǔn)確性曲線均較為穩(wěn)定。對比來看，平臺對不同應(yīng)用的檢測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，本文平臺對四個種類相差較大的云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測效率平均值均維持在92.3%以上，各應(yīng)用間的檢測平均差值波動不大，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)用間的檢測平均差值幾乎無波動，且均不高于0.6%。經(jīng)由分析以上結(jié)果能夠預(yù)測出，本文平臺對不同云框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的檢測效率和檢測準(zhǔn)確性均較高，驗證了本文平臺擁有較高的可應(yīng)用性。

4 結(jié) 論

本文設(shè)計應(yīng)用性高的云框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢測平臺，該平臺由采集模塊、處理模塊和穩(wěn)定性檢測模塊組成。采集模塊在云框架結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個采集節(jié)點，每個采集節(jié)點獨立進行采集、分類和對比工作，進而得到云框架結(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。處理模塊利用云計算對穩(wěn)定性樣本進行分析，挑選出其中最具典型的穩(wěn)定性樣本，組成待測樣本。穩(wěn)定性檢測模塊利用云計算給出的整體檢測方案和局部檢測方案對待測樣本進行檢測，以滿足使用者對穩(wěn)定性檢測重點的不同需求。平臺實現(xiàn)部分給出了平臺功能結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)定性檢測代碼。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計平臺擁有較高的可應(yīng)用性。

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