計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛的風(fēng)險(xiǎn)控制范文

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摘要：

計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中分布有大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，由于產(chǎn)業(yè)集群鏈中節(jié)點(diǎn)的容錯(cuò)性能的差異性容易導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的生存周期。傳統(tǒng)方法采用分塊聚類算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，隨著風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)隨機(jī)增長(zhǎng)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)控制性能不好。提出一種基于集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型。構(gòu)建了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)模型，然后對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)特征進(jìn)行信息模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)分析，構(gòu)建潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目標(biāo)函數(shù)，用集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)算法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)控制改進(jìn)。仿真結(jié)果表明，采用該模型通過(guò)潛在風(fēng)險(xiǎn)控制，能提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能和生存周期方面的優(yōu)越性能，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)的轉(zhuǎn)移控制，優(yōu)化其轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑。

關(guān)鍵詞：

計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群；風(fēng)險(xiǎn)；優(yōu)化控制

隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)成為未來(lái)工業(yè)與信息化發(fā)展的重要方向，在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群系統(tǒng)中，大量的產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和傳輸通道中進(jìn)行信息交互和處理，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群會(huì)產(chǎn)生大量的原始數(shù)據(jù)，且由于網(wǎng)絡(luò)的密集部署，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)較大，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中，通常以多跳和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈通信組網(wǎng)和傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，由于節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)性能的差異性以及數(shù)據(jù)隱私泄露等問(wèn)題，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)化控制，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的生存周期。因此，研究計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制方法具有重要的意義[1]。

傳統(tǒng)方法中，對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群風(fēng)險(xiǎn)控制模型主要采用的如多父節(jié)點(diǎn)機(jī)制重組模型、ARMA統(tǒng)計(jì)分析模型、合作博弈模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型和傳感器容錯(cuò)隱私保護(hù)模型等[2,3]，通過(guò)單線程處理方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)分析和數(shù)據(jù)聚類處理，然而傳統(tǒng)的單臺(tái)計(jì)算機(jī)單線程計(jì)算方法已經(jīng)不能滿足計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群鏈下的海量數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理的需求，在此背景下，以云計(jì)算為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群多線程分布式計(jì)算方法成為未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。其中，文獻(xiàn)[4]提出一種基于定量遞歸特征分析的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)特征提取算法，把計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)擴(kuò)展為一組非線性時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用模式識(shí)別方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)控制，但是該方法在模式識(shí)別中需要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行預(yù)估，導(dǎo)致系統(tǒng)的適用性不好。文獻(xiàn)[5]提出一種基于平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)控制方法，根據(jù)以往各類風(fēng)險(xiǎn)的特征尺度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)匹配，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)控制和產(chǎn)業(yè)集群的隱私保護(hù)，但是該模型需要采用Linux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展，導(dǎo)致計(jì)算開(kāi)銷較大，收斂性不好。另外，文獻(xiàn)[6]中采用分塊聚類算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，隨著風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)隨機(jī)增長(zhǎng)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)控制性能不好。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種基于集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型。首先構(gòu)建了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)模型，然后對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)特征進(jìn)行信息模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)分析，構(gòu)建潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目標(biāo)函數(shù)，以此為基礎(chǔ)，采用集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)算法，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了性能驗(yàn)證，展示了本文模型在進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能和生存周期方面的優(yōu)越性能，得出有效性結(jié)論。

1計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型和潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)學(xué)模型

1.1計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型為了進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制，提高產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能，需要首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建，采用云計(jì)算技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理和調(diào)度，云計(jì)算作為一種高效的分布式計(jì)算方法，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)控制，使計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中超大規(guī)模的數(shù)據(jù)在大量的分布式計(jì)算機(jī)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和分布式信息處理，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群是工業(yè)和商業(yè)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群下，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程得到優(yōu)化集成和調(diào)度[7]，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群下的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。通過(guò)冗余數(shù)據(jù)降維能夠使虛擬化的產(chǎn)業(yè)集群存儲(chǔ)資源與云平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，提高云計(jì)算的計(jì)算能力和云存儲(chǔ)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力。在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算機(jī)制通過(guò)三層模型實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的信息交互和存儲(chǔ)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)控制管理的控制函數(shù)。

1.2計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中的潛在風(fēng)險(xiǎn)信息模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)分析在上述進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建和特征分析的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中的潛在風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)估和控制，需要進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)信息模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)分析，假設(shè)在網(wǎng)絡(luò)中潛在風(fēng)險(xiǎn)的信任度。上述風(fēng)險(xiǎn)控制函數(shù)可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以信息、資源、時(shí)序等約束參量協(xié)調(diào)運(yùn)作，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。

2潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型改進(jìn)實(shí)現(xiàn)

由于產(chǎn)業(yè)集群鏈中節(jié)點(diǎn)的容錯(cuò)性能的差異性容易導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的生存周期。傳統(tǒng)方法采用分塊聚類算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，隨著風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)隨機(jī)增長(zhǎng)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)控制性能不好。為了克服傳統(tǒng)方法的弊端，本文提出一種基于集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型。給出計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群鏈的骨干節(jié)點(diǎn)分布模型如圖2所示。通過(guò)上述算法設(shè)計(jì)和模型構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型設(shè)計(jì)。

3仿真實(shí)驗(yàn)與性能分析

為了測(cè)試本文設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型在實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制中的性能，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的硬件環(huán)境為IntelCore2Duo1.80GHz，1G內(nèi)存，采樣Matlab7構(gòu)建Hadoop計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集鏈路結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)置為1024個(gè)，按實(shí)際的產(chǎn)業(yè)量分布結(jié)果，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的骨干節(jié)點(diǎn)分布在在2000m×2000m的正方形區(qū)域中，產(chǎn)業(yè)鏈中的節(jié)點(diǎn)信息覆蓋半徑為10km，每個(gè)類別的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)分別為94875、13994和20033，潛在分享代價(jià)序列為基頻為100Hz，采樣頻譜為10Hz的線性高斯時(shí)間序列，基于上述仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群的潛在風(fēng)險(xiǎn)控制仿真，得到計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群控制模型仿真系統(tǒng)界面如圖3所示。從圖可見(jiàn)，采用本文方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群控制，能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)參量進(jìn)行融合分析和特征提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)聚類處理，提高了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制能力，最后以計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群鏈的容錯(cuò)性能和生存周期兩個(gè)指標(biāo)為對(duì)比，與傳統(tǒng)方法進(jìn)行性能對(duì)比分析，得到不同算法下計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群鏈的容錯(cuò)性能和生存周期這指標(biāo)的仿真結(jié)果如圖4所示。從圖可見(jiàn)，采用本文算法進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)控制后，能有效提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群鏈的容錯(cuò)性能，提高了產(chǎn)業(yè)集群鏈的生存周期，具有較好的性能。

4結(jié)論

計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群中分布有大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，由于產(chǎn)業(yè)集群鏈中節(jié)點(diǎn)的容錯(cuò)性能的差異性容易導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的生存周期。傳統(tǒng)方法采用分塊聚類算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制，隨著風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)隨機(jī)增長(zhǎng)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)控制性能不好。提出一種基于集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化控制模型。首先構(gòu)建了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)模型，然后對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)特征進(jìn)行信息模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)分析，構(gòu)建潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目標(biāo)函數(shù)，以此為基礎(chǔ)，采用集群網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)機(jī)制提升和鏈路失效估計(jì)算法，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了性能驗(yàn)證，展示了本文模型在進(jìn)行計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群潛在風(fēng)險(xiǎn)控制，提高計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能和生存周期方面的優(yōu)越性能。

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作者：李冰 潘曉萌 單位：河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系