面向云计算的拜占庭故障诊断与容错关键技术研究

以服务为核心的云计算的发展，在很大程度上取决于它对于拜占庭故障的诊断与容错能力。而要提高云计算对拜占庭故障的诊断与容错能力，必需解决四个瓶颈问题：故障描述的完备性和通用性问题、自适应和可扩展的故障诊断问题、一致性问题和高效服务迁移问题。.本课题拟研究语义级的拜占庭故障的语义描述，建立基于本体的、通用的和完备的拜占庭故障语义模型；并在此基础之上研究适合多拜占庭故障环境的诊断算法和拜占庭一致性协议；进而研究高效的服务迁移算法。同时课题以开放的云服务框架EUCALYTUS和中间件技术为基础，实现基于统一云服务拜占庭故障诊断与容错的中间件，并利用此中间件在云技术的开放实验床OpenCirrus上进行系统级的仿真，以验证研究方法的正确性和高效性。.本课题的顺利开展，有望为云计算故障诊断与容错理论的进一步发展提供新思路，大幅度拓展云计算的应用空间。

云计算特别是移动云计算的发展取决于它对于拜占庭故障的容错能力。而解决这个问题的关键挑战在于如下几个方面：移动云中拜占庭故障及容错资源调度模型，故障环境下的用户的隐私保护问题，移动云计算环境下的拜占庭一致性问题和拜占庭环境下高效的云服务迁移算法。我们针对这些关键问题进行了深入研究。首先，我们研究了移动云中拜占庭故障及容错资源调度，提出了基于Stackelberg 博弈的容错资源分配模型，这个模型建立了故障与容错资源的通用对应关系和最优化的分配框架；对隐私保护问题，提出了三个算法，包括：基于Rasch模型的自动化隐私设置算法，基于多变量信源编码的隐私效用均衡方法和基于聚类的动态隐私保护方法，这些方法能为以后的研究提供了有意义的借鉴。针对于移动云的拜占庭一致性问题，我们提出了基于动态门限的接入控制算法和业务自适应的一致性接入控制算法；这两个算法在保证服务接入可控可信前提下，达到了服务状态的一致性。对于拜占庭环境下高效的云服务迁移问题，提出了多个算法,包括：串行任务的服务迁移算法；并行任务的服务迁移算法；基于Delaunay三角剖分的服务迁移框架以及面向移动视频应用的高效迁移策略等，这些算法能够实现移动用户的服务在云端快速无缝的迁移。以上这些研究成果形成了23篇论文和3个专利。其中，主要研究成果发表在诸如IEEE TVT，Wirless Personal Communications等国际知名学术期刊上。这些成果为移动云计算的容错理论的进一步发展提供新思路和新方法。