微服务自适应流量控制与故障根因定位机制研究与实现
这是一篇关于微服务,流量控制,根因定位,智能运维的论文, 主要内容为随着互联网应用的动态性和复杂性不断增加,传统的单体软件架构已经难以适应用户需求的快速变化。越来越多的软件系统采用模块化方法,将大型应用分解为更小、更独立、更易于管理的微服务,从而提高系统的伸缩性、灵活性和维护性。但由于服务线上访问流量不可控制,且服务面临复杂多变的网络环境,存在流量过载和级联故障等故障风险。现有的流量控制方法存在响应不及时,适用场景单一,无法保障关键服务请求等问题。此外,当服务发生故障时,由于服务规模、依赖和复杂度的增加,服务故障根因难以准确定位。现有的服务故障根因定位方法忽略了服务动态依赖关系和保护机制对于异常传播概率的影响,导致服务故障根因定位不准确。本文主要研究如何在动态的微服务场景下保障服务的稳定性和可靠性。首先,考虑到服务线上存在异常访问,流量过载等风险,本文提出了一种基于过载保护策略的自适应动态熔断机制,通过细粒度监测网络状况和服务状况,动态地调整熔断器的灵敏度,快速地响应服务状况,并设计了一种基于漏桶算法的自适应多级限流机制,根据服务状况和系统负载状况对服务进行分级流量控制,优先保证关键服务请求成功概率,降低服务资源消耗,保障服务质量。其次,当服务发生故障时,为了快速且准确地定位到服务故障根因,本文提出了一种基于图推理的服务故障根因定位机制。该机制通过服务指标和调用跟踪数据动态地构建服务属性图,采用了一种两阶段动态校正策略来消除保护机制对异常传播概率的影响,并利用随机漫步方法来定位服务故障的根因。最后,本文设计并实现了基于Kubernetes等开源技术的微服务智能运维管理系统,集成了服务自适应流量控制及故障根因定位模块,并进行系统功能测试和性能验证。实验表明,本文提出的方法可以有效地减少服务资源消耗,保障关键服务请求质量,并提高服务故障根因定位的准确性。
基于Spring的双语阅读教学平台的研究与设计
这是一篇关于spring框架,图书推荐,文档解析,流量控制的论文, 主要内容为随着互联网技术的快速发展,在线阅读平台迎来了新的发展机遇期。但目前国内双语阅读平台大多功能逻辑简单,高可用性差,面向教学场景开发的功能更是少之又少。为了解决以上问题,本文设计并实现了一个双语阅读教学平台,该平台对传统在线阅读平台在阅读模式和应用场景上进行了扩展和创新,加入了双语阅读和面向教学的业务场景功能,包括图书推荐、校园管理、阅读概况统计等功能。同时由于Spring框架的开发效率高、兼容性强等优点,因此将Spring框架作为该双语阅读教学平台的主要开发框架。本文为了解决面向学生的双语图书推荐需求,提出了一种基于知识图谱的记忆化学习路径推荐算法KGM-RA。该算法根据学生的能力等级测评结果,不仅可以量化出学生的外语能力水平,而且还能给学生推荐符合其实际外语能力的双语图书。实验表明,该算法相对于基于协同滤波或者二元评分认知诊断的图书推荐算法在推荐结果可解释性、有效性和知识连贯学习等方面拥有更加优异的表现。本文为了解决校园管理中需要手动处理各类文档解析的痛点问题,提出了一种基于Java线程池的智能文档解析实现方案。该方案除了能准确提取出Word、Excel、PPT、PDF文档外,还能实现不同文档类型的同时解析。此外,针对本平台存在的多维度流量控制需求,提出了一种分布式双速限流算法DTR-LA。该算法在原有单服务的令牌桶限流算法基础上,通过Lua脚本技术在Redis上实现不同类型令牌的生成和分发,可以做到在分布式集群中实现双速服务限流的功能。实验表明,该算法可以做到HTTP请求动作和请求资源URI的多维度服务限流,同时还能针对不同的服务接口优先级实现差异化的流量控制,有效地提高了平台的整体吞吐量。最后对该双语阅读教学平台中的各个功能模块和使用到的算法进行了功能逻辑性和有效性测试。测试结果表明,该双语阅读教学平台不仅能够满足日常的双语阅读教学管理,实现个性化双语图书推荐,而且还具有高可用、高可靠、低延迟等特性。
基于微服务架构的电商平台安全机制的设计与实现
这是一篇关于微服务,认证,授权,接口安全,流量控制的论文, 主要内容为近年来,随着信息技术的快速发展,软件开发技术也在不断变化,除了传统的单体式应用结构,微服务架构在企业应用开发中已经被广泛使用,微服务正成为软件开发领域的研究热点。微服务以其灵活、分散、解耦方便、开发速度快等优点,成为大型企业应用开发的技术首选。基于微服务架构进行系统开发最基本的指导思想就是最大程度地实现功能解耦。但是从整个系统的角度来看,其在微服务架构下复杂性更高了,特别是在系统的安全性方面,将会面临更多的问题。保障系统安全,是系统应用的前提条件,因此研究微服务架构下应用的安全问题具有重要意义。论文以国内某企业的电商采购平台为项目背景,讨论了平台在采用微服务架构进行开发时,带来的新的安全隐患,进而提出了平台的安全需求,并完成了安全方案的设计与实现。首先是用户的身份认证及授权部分,由于每个服务在微服务架构下都是作为一个独立的项目开发的,因此如果所有服务都需要处理用户的身份认证和授权问题,势必会提高应用开发的难度,同时增加系统管理的复杂性。因此如何实现让用户在一次登录后就可以保持登录状态,并访问所有微服务,即实现单点登录功能,是需要解决的问题。同时对于部分接口的访问还会有数据加密,数据校验,重放攻击防护等安全性方面的需求。此外为了保证平台平稳运行,应实现对系统流量的精准控制。最后为了当系统出现问题时能及时发现并排查,还需要实现对于微服务的监控功能。因此本文针对微服务架构下平台的安全机制进行研究。基于以上平台面临的安全隐患,论文从以下几个方面完成主要功能的开发工作:(1)搭建OAuth认证服务器,用户通过认证服务器完成认证、获取令牌等操作,实现了单点登录的功能。(2)搭建API网关,所有访问微服务的请求都必须经过网关,网关完成对请求的合法性校验后,再将其转发到对应的服务,这样可以简化系统逻辑。(3)对于接口安全问题,将AES加密算法和RSA加密算法相结合,实现对数据的加解密,并使用签名机制完成数据校验,解决前后端数据的安全传输问题。同时利用时间戳、签名和缓存实现对接口重放攻击的防护。(4)利用阿里的Sentinel实现了对微服务流量的精准控制以及熔断降级操作,最后通过使用开源工具实现了对服务的有效监控,主要包括指标监控、日志监控和调用链监控三个方面。完成系统实现以后,通过功能验证及性能分析,证明了方案的可行性,可以为平台业务的稳定运行提供保障。
网络流量管理及控制系统的设计及实现
这是一篇关于网络,流量分析,流量控制,统计分析的论文, 主要内容为网络流量控制技术是网络管理领域的关键技术,广泛用于在政府、企业、学校、医疗等领域。本文针对企业网络复杂的环境进行连续、精确的网络流量控制,通过DFI和DPI网络流量控制的方法,解决了网络性能压力问题。本系统支持常见的应用层检测技术及深度行为识别技术,对网络中各类网络流量的内容及协议有效识别及实时控制。本文从理论和技术角度进行验证,设计并实现针对企业网络的网络流量管理与控制系统。 本论文完成重要工作与创新如下： (1)综合分析现有技术优劣性,研究分析网络流量在局域网中若干特征,以企业局域网的实际应用需求为背景进行系统设计,提出一种基于局域网的流量管理及控制的系统解决方案及网络部署架构。 (2)系统能够对网络流量协议及内容的进行准确的识别,有效控制和清洗目标网络流量,支持多维度呈现报告系统。本文设计并实现网络流量控制系统中的前端及后台模块,详细描述各模块的功能划分、模块逻辑位置、模块之间的调用顺序关系,模块之间相互依赖关系、模块之间相互排斥关系等技术细节。 (3)在实际场景下对系统的功能及性能进行反复验证,实验结果表明,系统设计方案满足各项技术需求,对网络流量控制效果良好,同时降低了系统构建时的整体工作量,有效达到了降低网络流量压力、提升系统可维护性及可管理性,最终提供对比分析结果及趋势预测供管理员分析网络流量分布情况,对于企业网络配置的优化和企业核心关键业务应用的网络保障、网络服务的定制及推广都具有重要意义。
基于多核平台的上网行为管理系统设计与实现
这是一篇关于多核平台,上网行为管理,协议识别,深度包检测,流量控制的论文, 主要内容为互联网的快速发展,为信息传播带来巨大便利的同时,也带来一系列的问题：安全事件频发、工作效率降低、企业机密泄漏、带宽资源浪费等。上网行为管理系统使用软件或硬件对网络内计算机的网络通信进行识别、标识、监视、管理和控制。然而现有的上网行为管理系统在网络数据包处理性能、应用程序识别准确率、应用程序管控粒度等方面存在着严重不足。设计一款基于多核平台的、应用程序识别准确率高的、精细化管控的上网行为管理系统是本文的课题。本文完成的主要工作包括：(一) 在以稳定、高效、灵活和开放为主要原则的基础上确定了系统三层体系架构：控制层、数据层、管理层,设计并实现了系统功能模块,数据库结构及用户管理界面。(二) 基于Cavium多核硬件平台,设计并实现了高效率的数据包转发模块,极大的提高了系统的吞吐率。(三) 优化协议识别效果,提高协议识别准确率；在未能识别协议类型时,采用端+云模式,引入网络数据包云端检测,提高了协议识别的准确率,弥补了端设备的不足。(四) 改进对网络应用程序的控制粒度,可精准地管理和控制网络应用程序的不同行为,满足网络管理者对网络应用程序进行精细化管理的需求。本文设计和实现的上网行为管理系统已经在多家企事业单位投入使用。本系统通过多核平台提供了高效的网络数据包转发,对未识别应用程序进行云端应用程序识别提高识别率,并对应用程序进行精细化管控,解决了现有上网行为管理系统存在的诸多问题。系统在使用过程中,稳定运行,达到了预期的设计目标。
微服务自适应流量控制与故障根因定位机制研究与实现
这是一篇关于微服务,流量控制,根因定位,智能运维的论文, 主要内容为随着互联网应用的动态性和复杂性不断增加,传统的单体软件架构已经难以适应用户需求的快速变化。越来越多的软件系统采用模块化方法,将大型应用分解为更小、更独立、更易于管理的微服务,从而提高系统的伸缩性、灵活性和维护性。但由于服务线上访问流量不可控制,且服务面临复杂多变的网络环境,存在流量过载和级联故障等故障风险。现有的流量控制方法存在响应不及时,适用场景单一,无法保障关键服务请求等问题。此外,当服务发生故障时,由于服务规模、依赖和复杂度的增加,服务故障根因难以准确定位。现有的服务故障根因定位方法忽略了服务动态依赖关系和保护机制对于异常传播概率的影响,导致服务故障根因定位不准确。本文主要研究如何在动态的微服务场景下保障服务的稳定性和可靠性。首先,考虑到服务线上存在异常访问,流量过载等风险,本文提出了一种基于过载保护策略的自适应动态熔断机制,通过细粒度监测网络状况和服务状况,动态地调整熔断器的灵敏度,快速地响应服务状况,并设计了一种基于漏桶算法的自适应多级限流机制,根据服务状况和系统负载状况对服务进行分级流量控制,优先保证关键服务请求成功概率,降低服务资源消耗,保障服务质量。其次,当服务发生故障时,为了快速且准确地定位到服务故障根因,本文提出了一种基于图推理的服务故障根因定位机制。该机制通过服务指标和调用跟踪数据动态地构建服务属性图,采用了一种两阶段动态校正策略来消除保护机制对异常传播概率的影响,并利用随机漫步方法来定位服务故障的根因。最后,本文设计并实现了基于Kubernetes等开源技术的微服务智能运维管理系统,集成了服务自适应流量控制及故障根因定位模块,并进行系统功能测试和性能验证。实验表明,本文提出的方法可以有效地减少服务资源消耗,保障关键服务请求质量,并提高服务故障根因定位的准确性。
基于Windows内核的进程网络流量监测与控制系统的设计与实现
这是一篇关于流量控制,传输驱动接口,Windows过滤平台的论文, 主要内容为随着互联网技术的发展和网络应用的日益广泛,日益提高的带宽无法满足成倍膨胀的互联网应用。合理的分配有限的网络带宽对于每个用户显得尤为重要,对系统中流量过高或者暂时未使用进程的网络流量限制,将网络带宽分配给最需要的进程,从而保障用户的互联网体验。立足于这点,提出了基于Windows内核的进程网络流量监测与控制系统,能够更准确的监测用户系统中所有进程的网络流量实时情况,并且可以制定流量控制计划对需要限速的进程进行控制,提高网络资源分配的合理性和有效性。系统为基于Windows内核的进程网络流量监测与控制系统,主要选择C与python为开发语言,按照软件工程方法,首先从功能需求和非功能需求两方面对系统进行需求分析,然后给出了总体设计,将系统分为三层,UI管理子系统、通信管理子系统和内核和驱动。对系统的三个部分进行了详细的设计,包括界面的设计和通信规范设计。针对互联网用户的操作系统多样性,实现了五个驱动。Windows x86架构主要使用的是TDI和HOOK SSDT,Windows Vista之后的64位系统则使用的是TDI和注册回调函数实现,而Win 8则选择WFP过滤驱动。系统经过严格的测试后,结合其他互联网应用已经正式上线使用,运营状况良好,用户反馈优秀。对于互联网服务的用户,通过网络资源的合理分配能够保障互联网服务的质量;对于应用开发人员,也可以根据用户网络带宽情况合理的设计应用的网络通信模块,提高应用的容错性。同时,互联网应用后台管理人员可根据用户的网络状况分配合适的网络服务器节点。并且互联网应用的运营人员也可根据系统监测的网络信息对用户出现的故障进行处理。
服务网格下流量控制系统的设计与实现
这是一篇关于服务网格,微服务,流量控制,服务降级的论文, 主要内容为微服务架构的提出给服务设计架构领域带来了巨大的影响,越来越多的传统服务架构正在朝着微服务架构转变。传统服务逐渐拆分成微服务形式用来构建服务系统,微服务封装技术、微服务编排技术也随之得到了发展,并衍生出Service Mesh服务网格架构,将基础通信交给服务网格去完成。虽然服务网格可以通过提供熔断、限流、降级等方式去保证服务稳定,提供服务间通信以解决一般情况下微服务集群的服务质量的保证,但在不断变化的网络环境情况下当前的服务网格工具不足以保障服务的质量。因此,需要根据服务网络环境制定一个服务网格中服务粒度级别的服务质量保证的解决方案。针对不同网络环境情况下服务质量保证的问题以及当前流行的服务网格管理技术的现状,本文实现了一套服务网格下流量控制系统,基于限流和服务降级等技术实现不同网络环境下服务网格中服务质量的保证。首先设计服务限流模块,通过实现过滤器对服务请求进行解析并判断是否需要限流,采用基于令牌桶算法的令牌生成计算单元完成对服务能否获得通行令牌的计算。之后设计实现了服务降级模块,根据业务需求用户在创建服务时选择将服务设置成关键服务和非关键服务,将关键服务加入白名单,对在白名单的服务根据用户配置和分级策略执行服务降级功能。最后设计实现了服务网格中微服务资源的配置管理中心,提供友好的交互接口给用户使用,用于创建并配置服务的控制参数,维护限流白名单和需要服务降级的服务列表,并对服务网格中的服务进行监控,从而实现服务网格下服务粒度级别的服务质量的保证。最后将该系统部署到具体的服务网格中,并通过创建多个业务微服务,控制网络带宽,对该系统进行测试。测试结果表明系统的设计与实现符合预期要求,有效降低了服务的响应时间,关键服务的可用性得到了有效提升。
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