基于云计算异常的实时检测和自动响应系统研究

摘要

近年来,云计算技术凭借其易扩展,便捷和按需消费的特点,得到了广泛的应用,技术本身也愈加成熟。在云计算技术的发展过程中,对安全和稳定性的要求向来不可忽视,越来越多基于性能参数的异常检测研究被提出并应用到云计算环境中来。同时,随着虚拟化技术的日益成熟,虚拟机热迁移成为云计算环境下不可或缺的一项技术。然而,由此带来的云环境变化造成的系统运时参数的变化使现有的一些异常检测手段失效。本文旨在提出自适应的云计算异常检测和响应系统,不仅能在云计算环境变化时依然准确发掘异常,还能完成异常溯源和响应,使得异常从发生到发现和排除的时间间隔大幅缩短,保障云安全。
　　本文首先提出自适应异常检测和溯源算法,通过对性能统计数据的数据挖掘,实时地发出异常警报和原因。算法具有良好的适应性,即使云计算环境发生变化,依然可以以高准确率甄别异常。通过实验证明,本次设计提出的算法相对于经典的异常检测算法拥有较高的异常检出率和较低的误报率,同时具有高实时性和稳定性。此外,实验验证溯源算法可以成功地指出异常发生原因。
　　基于异常的种类,本文提供了异常响应机制。利用分层分析法选择最优的响应方法并利用响应力度状态机决定回击强度,减少管理员排除异常的难度并提高排除速度,进一步确保了云计算平台的安全。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2异常检测和响应系统的评判标准

1.3云计算异常分类

1.4国内外研究现状

1.5论文的主要内容与章节安排

第二章 异常检测与响应系统架构分析与设计

2.1系统架构分析

2.2系统设计

第三章 异常检测算法

3.1异常检测问题介绍

3.2集合异常检测问题介绍

3.3集合异常检测算法比较

3.4集合异常检测算法的选择

3.5异常检测中的LOF算法

3.6 LOF算法在云计算异常检测背景下的改进

3.7上下文异常检测问题介绍

3.8上下文异常检测算法选择

3.9 SAX算法细节

3.10本章小结

第四章 异常溯源算法设计

4.1异常溯源问题介绍

4.2异常维度与LOF值关系的结论及证明

4.3异常溯源算法描述

4.4异常检测和溯源系统整合

4.5本章小结

第五章 异常响应系统设计

5.1异常响应系统描述

5.2本章小结

第六章 实验与分析

6.1环境搭建

6.2动态LOF算法性能测试

6.3异常溯源算法(DR-LOF)测试

6.4异常检测和溯源部分测试

6.5异常检测和溯源系统的实时性分析

6.6异常检测和溯源算法与其他算法的比较

6.7本章小结

第七章 结束语

7.1主要工作与创新点

7.2后续研究工作

参 考 文 献

致谢

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