廣域信息管理系統(tǒng)（SWIM）是一個(gè)分布式的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它實(shí)時(shí)地向空中交通管理部門、航空機(jī)場(chǎng)和航空公司等提供不間斷的航空信息數(shù)據(jù)共享和傳輸服務(wù)。為了保障SWIM服務(wù)的連續(xù)性,研究了基于訂閱/發(fā)布服務(wù)的SWIM系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。首先,根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SWIM網(wǎng)絡(luò)的各性能指標(biāo),提出了基于改進(jìn)的模糊層次分析的網(wǎng)絡(luò)可生存性評(píng)估方法;其次,當(dāng)SWIM網(wǎng)絡(luò)生存性指標(biāo)下降到低于參量的邊界值時(shí),發(fā)布相應(yīng)信息到訂閱者,由訂閱者確定是否進(jìn)行服務(wù)漂移;最后,分別針對(duì)自然災(zāi)害和分布式拒絕服務(wù)（DDoS）攻擊兩種情況,提出了基于訂閱/發(fā)布服務(wù)的SWIM應(yīng)急響應(yīng)模型（ERMSP）,該模型以訂閱發(fā)布和信任管理機(jī)制為基礎(chǔ)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能各指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和部署ERMSP,可抵抗性提高了8. 9%,業(yè)務(wù)連續(xù)性提高了18. 2%,可以實(shí)現(xiàn)SWIM的應(yīng)急響應(yīng)。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

SWIM應(yīng)急響應(yīng)體系結(jié)構(gòu)

每個(gè)服務(wù)器上有一個(gè)或多個(gè)主題，并且服務(wù)器的編號(hào)不重復(fù)；發(fā)布者和訂閱者通過主題互相交互，消息的主題包含不同的數(shù)據(jù)：航行情報(bào)數(shù)據(jù)、航空氣象數(shù)據(jù)和空域流量數(shù)據(jù)等。訂閱者可以訂閱不同的主題；每個(gè)主題可以有多個(gè)分區(qū)，分區(qū)互為備份，既可以提高系統(tǒng)的吞吐量，也可以在服務(wù)器受到DDoS攻擊時(shí)保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。發(fā)布者首先將主題發(fā)布到主分區(qū)中，從分區(qū)會(huì)自動(dòng)跟主分區(qū)同步。首先獲取服務(wù)器中的主分區(qū)，發(fā)布者將消息發(fā)送給主分區(qū)，主分區(qū)將消息寫入本地文件，從分區(qū)同步主分區(qū)中的主題，同時(shí)向主分區(qū)發(fā)送確認(rèn)字符（Acknowledge character,ACK），主分區(qū)收到所有副本的ACK后向發(fā)布者發(fā)送ACK。故障轉(zhuǎn)移指的是當(dāng)SWIM服務(wù)器受到DDoS攻擊時(shí)，SWIM基礎(chǔ)設(shè)施層可以迅速檢測(cè)到該失效，并立即將服務(wù)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到其他服務(wù)器上，故障轉(zhuǎn)移是通過“心跳”機(jī)制完成的，只要主服務(wù)器和備份服務(wù)器間的心跳無法維持，就認(rèn)為主服務(wù)器已無法正常工作，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)備份服務(wù)器代替主服務(wù)器。

在信息交換模型層中，信息交換模型規(guī)定了發(fā)布者和訂閱者之間傳遞消息的結(jié)構(gòu)、格式和內(nèi)容，包括信息域的概念。現(xiàn)有信息交換模型有航空信息交換模型（Aeronautical Information eXchange Model,AIXM）、航班信息交換模型（Flight Information eXchange Model,FIXM）和氣象交換邏輯模型（Weather eXchange Logical Model,WXXM）。各個(gè)模型分別包含概念模型、邏輯模型和可擴(kuò)展標(biāo)記語言（eXtensible Markup Language,XML）模型。以FIXM為例，核心數(shù)據(jù)包含整個(gè)生命周期中的計(jì)劃、狀態(tài)以及應(yīng)急數(shù)據(jù)等基本信息和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，F(xiàn)IXM的拓展部分可由各個(gè)國(guó)家和地區(qū)根據(jù)自身具體情況進(jìn)行調(diào)整。發(fā)生DDoS攻擊時(shí)，該模型會(huì)簡(jiǎn)化為只保留核心部分的簡(jiǎn)化模式，以保證SWIM業(yè)務(wù)的連續(xù)性。在SWIM基礎(chǔ)設(shè)施層提供SWIM的核心服務(wù)，包括消息服務(wù)、接口服務(wù)、安全服務(wù)和企業(yè)服務(wù)管理等。消息服務(wù)為SWIM提供高效、安全可靠數(shù)據(jù)傳送，包括發(fā)布/訂閱、請(qǐng)求/響應(yīng)、消息路由和消息轉(zhuǎn)換功能；接口管理能對(duì)SWIM中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的服務(wù)元數(shù)據(jù)的注冊(cè)、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和調(diào)用進(jìn)行統(tǒng)一的管理，有利于各服務(wù)間高效的互操作和復(fù)用；安全服務(wù)主要包括安全策略、認(rèn)證管理、訪問控制和服務(wù)監(jiān)控。安全性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性、身份認(rèn)證和訪問控制等多個(gè)方面。企業(yè)服務(wù)管理主要包括策略實(shí)施/指標(biāo)收集、性能監(jiān)控/報(bào)告、故障檢測(cè)/報(bào)告、異常反饋/告警，保證基于SOA架構(gòu)的SWIM正常工作。當(dāng)受到DDoS攻擊時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施層會(huì)臨時(shí)擴(kuò)容帶寬，本地或運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行流量清洗。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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