面向未来网络的安全高效防护架构

传统互联网提供了端到端的传输服务,在过去的半个世纪得到了蓬勃发展。然而,近年来基于该体系的网络攻击已经引起了严重的安全问题。顺应下一代内生安全性网络的发展趋势,以未来多标识场景为研究背景,文中提出了层次化的安全高效防护架构,从网络层到应用层提供全面的保护。该安全架构在网络层提出了内嵌身份认证和包签名的多标识路由寻址方案,保障入网实体可信、数据防篡改且可追溯;在应用层,该架构设计了结合加权中心性算法的拟态防护方案,选择网络核心组件进行重点保护,以尽可能低的防护开销提升服务的鲁棒性,抵御潜在攻击。对于所提方案,同时进行了理论分析和多种场景下的原型实验。实验结果证明,该方案以较低的防守代价,提供了良好的传输性能,使得基于TCP/IP的攻击方法论失效,对传统网络体系下的各种攻击手段免疫,证明了所提安全防护架构的有效性。

BOSS在KVM平台中的性能研究与优化

针对BESIII离线软件系统(BOSS)在内核虚拟机平台上的性能损耗,结合BOSS作业特点给出相关优化方法。对引起性能损耗的各种因素进行研究,并根据不同客户机规模的测试情况,定量分析测试结果,进而确定性能损耗。对BOSS作业在物理机和客户机上的性能进行测试,结果表明,优化后模拟作业性能损耗降低至1.1%~1.6%,重建作业与分析作业性能分别提高2.6%~4.5%,7%~18.7%。

BESⅢ实验软件事例级并行化研究

针对BESⅢ实验软件作业级并行内存消耗严重,序列级并行排序过程复杂等弊端,提出事例级并行化的解决方案,因各个事例的数据相互独立,故采用以事例组为单位的粗粒度加锁技术,在线程并行度带来的性能提升和线程交互导致的开销中取得最佳平衡。通过在内存中创建事例组先进先出队列,为事例组空闲、数据就绪、处理完成三种状态设置对应的信号量,使文件输入线程、文件输出线程、事例循环处理线程进行交互,进而建立映射表为事例处理线程分配事例并更新上下文,上述机制保证了事例数据的原序流动,避免了复杂的排序工作;为避免无效数据导致的内存浪费,应用了数据访问延迟加载技术;针对事例级并行的元组输出,建立三层映射,使得每个线程只需填充对应的树即可;最终内存消耗降低46.5%,执行性能获得显著提升。

云计算与高能物理实验分布式计算的结合应用

高能物理实验具有大数据量和高计算量的特点,需要分布式计算系统对多个合作单位的计算和存储资源进行整合。中国科学院高能物理研究所已经创建了分布式计算环境,并实现对多个高能物理实验的稳定支持。近年来由于云计算技术不断发展成熟,其扩展性和易定制的特性非常适合应用于高能物理实验计算,是一种新的分布式计算资源类型。我们对云计算与分布式计算的结合应用进行了研究,成功将云计算整合到中国科学院高能物理研究所的分布式计算系统中,实现云站点的稳定运行,并进入生产状态提供给物理用户使用。