Apache Hadoop Goes Realtime at Facebook(译)
分类：Database/Nosql2011-10-01 23:07 230人阅读评论(0) 收藏举报
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https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,/
作者：Dhruba BOrthakur & Joydeep Sen Sarma etc. Facebook Inc 2011-6
原文：https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,/view/5b1f48ef0975f46527d3e18b.html
译者：phylips@bmy 2011-9-11
出处：https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,/blog/static/7097176720118121573597/
摘要
Facebook最近部署了Facebook Messages，这是它的首个构建于Apache Hadoop 平台上的user-facing应用。使用构建于Hadoop之上的类数据库层Apach HBase来对每天数十亿的消息信息进行处理支持。这篇论文描述了Facebook在众多系统中(比如Apache Cassandra，Voldemort)最终选择了Hadoop和HBase的原因，并讨论了应用程序在一致性、可用性、分区容忍性、数据模型及可扩展性上的需求。我们还会探讨一下为了让Hadoop 成为一个更有效的实时性系统所做的那些改进，在配置系统过程中所做的那些权衡，以及这种基于Hadoop的解决方案与Facebook和很多其他互联网公司在很多应用程序中采用的那种分片(sharded)MySQL数据库模式相比所具有的优势。我们还会讨论各种设计选择的背后动机，我们在日常工作中面临的挑战，一些未来的还在开发中的功能和改进。我们提供的这些关于部署中的各种观点可以为那些正在考虑使用基于Hadoop的解决方案取代传统分片RDBMS部署的公司，提供一种参考性的模型。
关键词
数据可扩展性资源共享分布式文件系统Hadoop Hive HBase Facebook Scribe 日志聚合分布式系统
1.导引
Apache Hadoop是一个顶级的Apache开源项目，它包含一个源于Google GFS和MapReduce的分布式文件系统和MapReduce的开源实现。整个Hadoop生态系统还包括像Apache HBase(源于Google BigTable)，Apache Hive(一个构建在Hadoop之上的数据仓库)及Apache Zookeeper(一个用于分布式系统的协商服务)这样的一些项目。
在Facebook，Hadoop早已与Hive结合在一块，进行海量数据集的存储和分析。大部分的分析工作都是离线的批处理式job，侧重点在于最大化吞吐量和效率。典型的工作负载就是从磁盘上顺序读写大量数据。如此一来，对于通过提供对HDFS的低延迟访问而使得Hadoop能够更好的支持随机访问类型的负载缺乏重视。事实上，目前我们是通过将一堆的MySQL数据库集群和使用memcached构建的缓冲层结合起来解决这些问题。很多情况下，来自Hadoop的结果会被上传到MySQL或者是memcached为web层提供服务。
最近，那些需要高度写吞吐率和廉价弹性存储的新一代应用程序在Facebook逐渐兴起，这些应用程序同时还要求低延迟以及高效的硬盘顺序和随机读性能。众所周知MySQL 存储引擎具有非常好的随机读性能，但是只能提供非常低的随机写吞吐率。同时很难在保证良好的负载平衡及高的持续运行时间的情况下，对MySQL进行快速的垂直扩展{!scale up 和scale out，水平扩展和垂直扩展，Scale Out(水平扩展)：根据需求增加服务器，依靠多部服务器协同运算，借负载平衡及容错等功能来提高运算能力及可靠度。Scale Up(垂直扩展)：升级服务器以增加处理器等运算资源进行升级以获得对应用性能的要求。}。对于MySQL集群的管理需要相对较高的管理开销，同时它们通常需要使用更昂贵的硬件。基于对HDFS的可靠性和可扩展性的高度自信，我们开始探索让这样的应用程序采用Hadoop 和HBase。
基本上我们可以将这些应用程序划分为两类。第一种应用程序集需要实时的并发性，对存储在HDFS上的非常大的实时性数据流进行顺序读访问。比如Scribe(由Facebook创建并广泛使用的一个开源的分布式日志聚合服务)就是一个生成和存储这种数据的实例系统。之前，由Scribe生成的数据会被存储在昂贵而难以管理的NFS服务器上。属于这种类
型的应用还有Realtime Analytics和MySQl backups。我们已对HDFS进行了改进，使得它成为一个高性能低延迟的文件系统，通过它已能够减少这种昂贵的文件服务器的使用。
第二种非MapReduce Hadoop应用需要支持快速的随机查找，动态的为一个快速增长数据集建立索引。一个主要的例子就是Facebook Messages。Facebook Messages提供给每个用户一个https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,的电子邮件地址，负责所有的电子邮件、SMS以及两个人的或者是一组用户的聊天信息的展示，需要对用户信息的来源进行强力地控制管理，是Social Inbox的基础。此外，这个新的应用会被超过5亿的用户在茶余饭后使用，需要能够扩展到数PB的数据，同时具有严格的正常运行时间需求。我们决定为这个项目采用HBase。HBase 实际上依赖于HDFS提供可扩展性、容错性存储，依赖于Zookeeper提供分布式一致性。
在下面的章节中，我们会对这些新型应用中的某些进行更详细的介绍，并说明我们决定采用Hadoop和HBase作为这些项目的通用基础技术的原因。我们会描述为了可以适应Facebook的工作负载、运营考虑以及达到在产品系统中的最佳实践，针对HDFS和HBase 进行的具体改进。
2.工作负载类型
在做出是否采用一个特殊的软件系统以及是否从当前的基于MySQL架构上进行迁移的决定之前，我们仔细考察了一些具体应用，对于这应用来说现有解决方案可能会成为一个问题。这些应用可能会由于其工作负载具有非常高的写吞吐量、大规模的数据集、不可预测的增长率、或者某些在一个分片(sharded)RDBMS环境中很难做到或者次优的问题，而导致难以扩展。
2.1Facebook Messaging
最新版的Facebook Messaging整合了现有的e-mail，chat和SMS服务。除了保留了所有这些信息外，新的主题模型还要求为所有的参与者保存信息。作为应用服务器需求的一部分，每个用户将会被绑定到一个数据中心。
2.1.1高的写吞吐量
根据现有的数百万消息产生率及每天数十亿的即时消息量，每天需要导入的数据量是非常巨大的，同时还在持续的增长。各种非规范化的需求还会增加系统的实际写入量，因为每条消息实际中可能会被写入多次。
2.1.2Large Tables
作为产品需求的一部分，消息不能被删除除非用户显示的进行了该操作，这样每个mailbox将会无限增长。与大多数的通讯应用类似，只有那些最近的消息可能会被读取有限的几次，之后就很少会被读取。也就是说，绝大多数的内容都不会再从数据库中读出，但是它们必须是时刻可用的，同时还需要低延迟，因此很难直接进行归档。
存储用户的所有消息意味着我们需要一个包含了日益增长的主题列表和消息内容的按用户进行索引的数据库模式。对于随机写负载类型来说，伴随着表中行数的增加，MySQl 这类系统的写性能会显著的降低。数目众多的新消息也意味着一个沉重的写操作负载，在这种类型的系统中这些写操作会被转换为大量的随机IO操作。
2.1.3数据迁移
新的Messaging产品最具挑战性的方面在于新的数据模型上。这意味着所有现有的消息需要被重新摆弄一遍，以适应新的主题模型，然后进行迁移。能够进行大规模scan、随机访问以及快速的大批量导入将会有助于减少将用户迁移到新系统上的时间开销。
2.2Facebook Insights
Facebook Insights提供给开发者和网站站长访问具有社会化插件、Facebook Pages、Facebook Ads的那些网站的Facebook activity相关的实时分析结果。
通过使用不具名数据，Facebook记录那些诸如广告收视次数、点击率、网站访问量这样的一些数据。这些分析可以帮助人们了解其他人是如何与网站内容进行交互，这样他们就可以对他们的服务进行优化。
域名和URL分析以前是通过我们的Hadoop和Hive以一种离线处理的方式周期性的生成。但是，这产生了比较糟糕的用户体验，因为结果可能需要花几个小时等数据处理完成时才可用。
2.2.1实时性Analytics
Insights团队希望他们的用户可以在几秒内而不是之前的几小时就能看到统计结果。这除了需要一个进行处理、聚合、事件保存的系统外，还需要为用户的请求提供一个大规模的，异步队列系统。这些系统都需要是容错的，并能够支持每秒上百万的事件。
2.2.2High Throughput Increments
为了支持现有的Insights功能，时间和基于人口特征的聚合是必要的。然而，这些聚合操作必须要保证是最新状态，因此它们的处理必须是不落地的(on the fly)，一次一个事件，通过数字型计数器实现。在具有数百万的单一聚合器及数十亿的事件的情况下，意味着大量的计数器都会具有大量的针对它们的操作。
2.3Facebook Metrics System(ODS)
在Facebook，所有的硬件和软件会把统计信息传给一个称为ODS(Operations Data Store)的度量信息(metrics)收集系统。比如，我们可能会收集在给定的某个服务器或者一系列服务器上的CPU使用量，或者我们可能想追踪针对某个HBase集群的写操作数。对于每个或者一组节点，我们会追踪成百上千个不同的metrics，同时工程师可能希望以不同的粒度在时间轴上将它们绘出。该应用对于写吞吐量有很高的需求，现有的基于MySQL的系统在数据的resharding和进行表的扫描时存在很大的问题，时间会不断攀升。
2.3.1Automatic Sharding
大量的被索引的基于时间序列的写操作，以及不可预测的增长率使得一个分片的MySQL配置很难满足这些情况的处理。比如，一个给定的产品可能在很长的时间内只收集10个metrics，但是伴随着大规模的产品推出和发布，相同的产品可能会产生数千个metrics。对于现有的系统来说，一个MySQL服务器的负载可能会突然超出它所能提供的处理水平，这就迫使该产品的团队手动的把数据从这个服务器进行re-shard，以迁移到多个服务器上。
2.3.2近期数据的快速读取及表的扫描
对于metrics系统的绝大部分的读取都是针对那些最近的原始数据，但是所有的历史性数据也必须是可用的。最近写入的数据必须很快就是可见的，此外为了执行基于时间的汇总统计，整个数据集合也需要被周期性地扫描。
3.Why Hadoop And HBase
上面所描述的工作负载类型对存储系统的需求可以概括如下(排名不分先后)：
l 弹性：我们需要能够在最小化开销及不停机的情况下，增加存储系统的容量。某些情况下我们希望可以快速的增加容量，然后系统可以自动的进行负载平衡同时能够利用起新的硬件。
l 高的写吞吐率：大部分应用会存储(可能还会进行索引)大量的数据，同时需要达到很高的写吞吐率。
l 在单个数据中心内的高效的低延迟的强一致性语义：一些重要的应用比如Messages 需要在单数据中心内的强一致性。这个需求是直接由用户的期望体验决定的。比如，显示在用户主页上的未读消息个数，以及显示在收信框页面的消息在用户之间应该是一致的。现实来看，实现一个全局的分布式强一致性系统是很难的，但是一个至少能在单个数据中心内部提供这种强一致性的系统已经可以提供一种较好的用户体验。我们也意识到(不像其他的Facebook应用)Messages可以很简单的进行联合这就可以让一个用户限制在单个数据中心的服务的范围，这就使得单数据中心的强一致性成为Messages项目的关键需求。类似地，其他的项目比如实时日志聚合，也可以整个地部署在一个数据中心内，如果系统提供了强一致性保证就更容易进行编程。
l 高效的磁盘随机读：尽管应用级cache被广泛使用(要么通过内嵌的要么通过memcached)，在Facebook的应用场景中，会存在大量无法命中cache的操作而需要访问后端的存储系统。MySQL可以高效的执行随机读操作，任何的新系统必须不能比它差。
l 高可用性及灾难恢复：我们的服务需要为用户提供一个高的正常运行时间，即使是面临一些计划或非计划的事件时(有计划的比如软件升级，硬件/容量扩容，非计划的比如硬件错误)。我们还需要能够容忍某个数据中心的失败并最小化数据丢失，同时能够在合理的时间窗口内通过另一个数据中心提供数据服务。
l 故障隔离性：长期运营MySQL数据库的经验表明，故障隔离性是至关重要的。各个数据库肯定会有down掉的情况，但是在这种情况发生时应该只影响到很少的一部分用户。类似地，在我们的Hadoop数据仓库使用中，单个的磁盘故障只会影响到一少部分的数据，同时系统可以很快地从这种故障中恢复。
l 原子性的读-改-写原语：原子性的increments和compare-and-swap API在构建无锁(lockless)并行程序中非常有用，而且也是底层存储系统必须要具备的。
l Range Scans：一些应用需要能够高效地检索在特殊边界中的行集合。比如，针对给定用户的最新的100条消息，或者是给定的某广告客户在最近的24小时的每小时广告投放次数。
指出那些non-requirements也是很有必要的：
n 单数据中心内的网络分区容忍性：不同的系统组件通常具有一些固有的中心化。比如，所有的MySQL服务器会被放置在一些机柜之内，数据中心内的网络分区(network partition)可能会导致其中的大部分都丧失服务能力。因此我们是通过在硬件级别上通过高度冗余的网络设计尽可能地降低这种事件发生的可能性。
n 在单个数据中心故障发生时的零downtime：根据我们的经验，尽管不是不可能的，但是这样的故障很少发生。在一个非理想的现实世界中，系统设计需要做出可以接受的各种折中选择，这个就是我们在这种事件很少发生的给定前提下做出的一个折中。
n 跨数据中心的active-active服务能力{!双工热备，即两个数据中心提供对等的数据服务能力，一个挂了还有另一个可以提供服务}：如前面提到的那样，我们可以方便地对跨越多个数据中心的用户数据进行组合(基于用户的位置)。通过使用一个靠近用户的应用级cache可以掩盖其中的延迟(当用户和data locality不匹配时会产生比较大的延迟)。
某些看起来不是那么明显的因素也会起到作用。我们会更倾向于那些对于Facebook
来说已经具有产品经验或者内部开发经验的系统。{!学习一个新的系统是需要成本的，如果这些系统已经在Facebook使用或研究过，那么当它出了问题时就能更好更快的解决它}。在考虑开源项目时，社区力量也是一个重要的考虑因素。在构建和维护这些系统的工程投入给定的情况下，选择一个更通用的解决方案会更有意义(而不是为不同的工作负载重新改变架构和代码实现)。
经过大量的研究和实验之后，我们选择采用Hadoop和HBase作为我们的新一代应用程序的基础存储技术。这个决定是基于当前针对HBase的评估以及我们相信可以通过自己内部的开发解决它当前缺乏的features。HBase已经提供了一个高一致性的，高写吞吐率的key-value存储。HDFS NameNode存在一个突出的单点失败问题，但是我们相信我们的HDFS团队可以在合理的时间窗口内构建一个高可用的NameNode，这对于我们的数据仓库应用也是有益的。好的磁盘读效率看起来也很容易达到(为HBase的LSM Tree实现添加Bloom filter，优化local的DataNode读取，缓存NameNode元数据)。基于我们在Hive/Hadoop数据仓库上的经验，我们认为HDFS是对磁盘子系统上的故障进行容错和隔离的关键。在大规模的HBase/HDFS集群中出现的失败与我们的故障隔离目标背道而驰，但是它可以通过将数据存储在较小规模的集群上得到明显的缓解。各种replication项目，包括我们自己及整个HBase社区内部，看起来这将会为灾难恢复提供可行的方案。
HBase具有高度的扩展性，除了随机和流式读操作还可以支持快速的随机写。它也提供了一个行级别的原子性保证，但是没有原生的跨行事务支持。从数据模型角度上来看，列式存储在数据存储上提供了高度的灵活性，wide row{!当在传统的关系数据库中设计table 时，典型用“entities（实体）”处理，或一系列描述性的属性。对于row自身的长度无需考虑过多，因为一旦定义了你的table有哪些列组成，row的长度就是确定的了。而一个wide row 意味着一条记录有很多columns（甚至可以是数以百万的）}使得可以在一个table里创建数10亿的indexed value。HBase特别适合于那些写密集型的，需要维护大量数据的，大量索引的工作负载，同时保持了快速进行水平扩展的灵活性。
4.实时性HDFS
HDFS是一个最初设计用于支持离线MapReduce应用的文件系统，作为一种批处理系统，在这种情况下，可扩展性和streaming处理性能才是最重要的。使用HDFS有如下优点：线性的可扩展能力及容错性，可以为公司节省大量花费。那些新式的、更实时性及在线的HDFS应用提出了新的需求，目前我们使用HDFS作为一个通用的低延迟文件系统。在本节内，我们会描述下为支持这些新型的应用我们对HDFS进行的核心改动。
4.1高可用性-AvatarNode
HDFS的设计中有一个中央master--the NameNode。当master down掉的时候，HDFS 集群必须等到NameNode恢复后才可用。这是一个明显的单点失败，也是为什么人们很难
将它部署在一个需要7×24小时运行的应用中的原因之一。在我们的使用过程里，发现软件的升级是我们的HDFS集群停机的首要原因。因为硬件并非是完全的不可靠，而软件在部署到生产集群上之前都进行了严格地测试，在我们管理HDFS集群的四年时间里，只碰到过一次例外，那次是因为事务日志被存储到一个已损坏的文件系统中导致了NameNode的crash。
4.1.1热备份(Hot Standby)-AvatarNode
启动时，HDFS NameNode会从一个叫做fsimage的文件中读取文件系统元数据。元数据包含了HDFS中的每个文件和目录的名称和元数据。然而，NameNode并没有持久化存储每个block的位置信息。因此，一个NameNode的冷启动由两个主要过程组成：首先，读取文件系统image，applying事务日志，将新的文件系统image存回磁盘；其次，处理来自DataNode的block报告以恢复集群中的block的位置信息。我们最大的HDFS集群大概有150 million个文件，我们观察到这两个阶段大概花了相同的时间。总的算下来，一次冷启动花了大概45分钟。
Apache HDFS中提供的BackupNode可以避免在故障恢复的时候从磁盘中读取fsimage，但是它仍然需要从所有的DataNode那收集block报告。因此BackupNode解决方案的故障恢复时间仍可能会高达20分钟。我们的目标是在数秒内进行故障恢复；因此，BackupNode解决方案无法满足我们对于快速的故障恢复的需求。另一个问题是，NameNode在每个事务发生时都需要同步地更新BackupNode，因此整个系统的可靠性甚至低于单个NameNode时的可靠性。于是，HDFS AvatarNode诞生了。
{!Avatar,这里的Avatar应该取自2009年在美国上映的影片<
一个HDFS集群有两个AvatarNode：Active AvatarNode与Standby AvatarNode。它们形成了一个主从热备组合。一个AvatarNode是对一个普通的NameNode的包装。Facebook所有的HDFS集群都是采用NFS来存储一个文件系统image的拷贝以及一个事务日志的拷贝。那个Active的AvatarNode会将它的事务写入到保存在NFS文件系统上的事务日志中。与此同时，Standby 的AvatarNode会打开同一个事务日志文件从NFS文件系统上开始读取，同时开始将事务应用到自己的namespace中，来保证它的namespace 尽可能地接近于primary。Standby 的AvatarNode也负责primary的check-pointing，以及创建新的文件系统image，这样就不再存在一个独立的SecondaryNameNode。
{?SecondaryNameNode又是什么呢?SecondaryNameNode实际上是在hadoop-0.21.0之前才有的，到了0.21.0后SecondaryNameNode已被CheckpointNode和BackupNode取
代。首先来看SecondaryNameNode存在的原因，NameNode在启动时会读取fsimage恢复内存状态然后重放修改日志文件中记录的修改，之后再将新的内存状态写入到fsimage 中，并产生一个新的空的修改日志。由于NameNode只会在启动时才会对fsimage和修改日志进行merge，这样运行很长时间后，修改日志会变得很大，这样再NameNode下次重启时将会花费很长时间进行merge。SecondaryNameNode的目的就是通过周期性的merge，使得修改日志可以保持在一个较小的规模上。更具体细节可以参见Hadoop的官方文档中的说明。Standby 是如何处理primary的check-pointing的?Standby实际上就可以充当SecondaryNameNode的角色，进行check-pointing}
DataNode与Active AvatarNode和Standby AvatarNode都会进行通信，而不是只跟单个NameNode通信。这意味着Standby AvatarNode也具有最新的关于block的位置信息，这样在一分钟内就可以顺利地成为Active的。Avatar DataNode会向这两个AvatarNodes发送心跳，块报告，以及接收到的block。AvatarDataNode会与Zookeeper 进行交互，这样他们就能知道目前哪个AvatarNode是primary的，同时它们只处理那些来自primary的AvatarNode的replication/deletion命令。来自Standby AvatarNode的replication/deletion命令将会被忽略。
4.1.2针对HDFS 事务日志机制的改进
HDFS只有在文件关闭或者调用sync/flush时才会将新分配的block-ids记录到事务日志中。由于我们想让故障恢复尽可能地透明，那Standby AvatarNode就需要在故障发生时能够知道所有的block分配，因此我们在每次块分配时都向事务日志中写入一个新的事务。这就允许一个客户端可以向它在故障恢复之前正在写的那个文件继续进行写入。
在Standby AvatarNode从Active AvatarNode正在写入的那个事务日志中读取事务时，存在只读取到事务的一部分内容的可能性。为了解决这个问题，我们需要修改日志格式使它具有一个事务长度，事务id以及写入到文件中的每个事务的校验和。
4.1.3透明化的故障恢复：DAFS
我们开发了分布式的Avatar文件系统(DAFS)，一个提供给客户端使之可以透明地跨越故障恢复事件访问HDFS的上层文件系统。DAFS与Zookeeper进行协作。Zookeeper持有一个包含了给定集群的关于Primary的AvatarNode的物理地址的zNode。当客户端尝试
连接HDFS集群(比如https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,)时，DAFS会查看Zookeeper中持有实际Primary AvatarNode(dfs-0. https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,)的物理地址的zNode，并将所有的后续调用指向该Primary AvatarNode。当一个调用碰到一个网络错误时，DAFS会检查Zookeeper看primary是否发生了改变。假设现在发生了一个故障恢复事件，那么zNode现在应该包含新的Primary AvatarNode的物理地址。DAFS会向这个新的Primary节点重试当前调用。我们没有使用Zookeeper订阅模型，因为它会占用Zookeeper服务器上更多的资源。如果一个故障恢复正在进行，那么DAFS会自动阻塞直到故障恢复完成。这样，一个故障恢复事件对于那些访问HDFS数据的应用来说就是完全透明的。
4.2Hadoop RPC兼容性
从一开始，就很清楚我们会为我们的Message应用运行多个Hadoop集群。我们需要那种能够在不同的时间点在不同的集群上部署新软件的能力。这就需要我们改进Hadoop Client，使得它们能够同运行了不同版本的Hadoop软件的Hadoop服务器进行交互。同一个集群内部的不同服务器运行的是相同版本的软件。我们增强了Hadoop RPC软件来自动确定运行在它所通信的服务器上的软件版本，然后在与服务器会话时选择合适的协议。
4.3块可用性：Placement策略
默认的HDFS块放置策略，虽然是机柜感知的，但限制仍然是最小化的。对于一个非local的放置决定是随机的，它可以被放置在任意的机柜上，以及机柜内的任意节点上。为了降低在多个节点同时出错时的数据丢失概率，我们实现了一个可插拔的块放置策略：将块副本的放置限制在比较小的，可配置的节点组内。这就使得我们如果选择合适的组大小，就可以将数据丢失概率降低几个数量级。我们的策略是使用一个逻辑的机柜环，每个机柜又包含一系列的机器，为原始的block确定一个可放置的机柜和机器窗口。更细节地内容比如用于计算这些数字的数学函数和脚本可以参考HDFS-1094。我们发现随着节点组大小的上升，块丢失的概率会也会增加。在我们的集群中，我们使用一个(2,5)的节点组，即机柜的窗口大小是2，机器的窗口大小是5。我们这样选择的原因是此时的数据丢失概率大概比默认的块放置策略小了100倍。
4.4针对实时性负载的性能改进
HDFS最初是为像MapReduce这样的高吞吐率系统设计的。它的很多原始设计都是为了提高吞吐率而不是着重于响应时间。比如，在处理错误时，它喜欢进行重试或者进行等
待。为了支持实时性应用，在出错的情况下提供合理的响应时间成为HDFS面临的主要挑战。
4.4.1RPC超时
一个例子是Hadoop如何处理RPC超时。Hadoop使用TCP发送Hadoop-RPCs。当一个RPC客户端检测到一个tcp-socket超时时，不是直接声明一个RPC超时，而是向RPC 服务器发送一个ping请求。如果该服务器仍然是活动的，客户端会继续等待响应。这样做的出发点是，一个RPC服务器可能正在经历一个通信风暴、一个临时的高负载、GC产生的停顿，客户端应该等待同时减少到发给服务器的流量。与之相反的，如果是抛出一个超时异常或者是重试该RPC请求可能会导致任务不必要地失败或者给RPC服务器增加额外的负载。
然而，无限等待会给那些具有实时性需求的应用带来负面的影响。一个HDFS客户端间或地向某个Datanode发起一个RPC请求，如果该Datanode不能及时响应就会很糟糕，该客户端会卡在该RPC调用上。一个更好的策略是快速的失败，然后为读或写操作尝试另一个DataNode。因此，我们在启动与服务器的RPC调用时，提供一个可以指定PRC超时时间的设置选项。
4.4.2Recover File Lease
另一个改进是可以快速撤销写者租约。HDFS支持一个文件只有一个写者，NameNode 会维护一个租约来保证该语义。存在很多情况，一个应用程序想打开一个之前未被干净地关闭地文件进行读取{?租约会阻塞读者？那么下文中的并发读者又是如何处理的呢，或者说能否用并发读者解决这个问题？是否是笔误呢，感觉读取应该换成写入，根据HDFS最新的论文内容，实际上HDFS是支持对于一个正在写入的文件的读取的。也可能针对的是不同版本。}在此之前，可以通过重复地在该文件上调用HDFS-append直到成功来实现地{!即可以通过append空内容来首先使它的软租约过期，之后就可以读取了。关于这点也有疑问。参见HDFS-1142，HADOOP-1700 }。Append操作会触发文件的软租约过期。这样应用程序在HDFS NameNode释放该文件租约前，就必须要等待一个最小的软租约过期周期(默认是一分钟)。其次，HDFS-append操作引入了一些不必要的开销，比如建立write pipeline 通常涉及到不止一个地DataNode。当错误发生时，一个pipeline的建立可能会高达10分钟。
为了避免HDFS-append开销，我们增加了一个轻量级的HDFS API调用recoverLease，通过它可以显式地释放一个文件的租约。当NameNode接受到一个recoverLease请求，它会立即将文件的租约持有者改变成它自己。然后开始租约恢复过程。recoverLease rpc返回一个状态值表示租约恢复是否成功。应用程序在尝试读取文件之前需要等待来自recoverLease成功的返回码。
4.4.3本地副本读取
有时应用程序可能会因为扩展性和性能的原因而想把数据存储在HDFS上。然而，一个HDFS文件上的读写会比本地文件的读写具有数量级上的高延迟。为了缓和这个问题，我们对HDFS客户端进行了一个改进，如果检测到本地包含数据的一个副本，就直接对本地副本进行读取而不再通过DataNode进行传输。这个改进为使用HBase的某个工作负载带来了双倍的性能提升。
4.5新Features
4.5.1HDFS sync
Hflush/sync对于HBase和Scribe来说都是一个重要的操作。它将缓存在客户端的写入数据推送到write pipeline中。使得数据对于新的读者都是可见地，同时增强了在客户端或者pipeline中的DataNode出错时的数据持久性。Hflush/sync是一个同步性的操作，这就意味着如果没有收到write pipeline的接收确认它就不会返回。由于该操作被频繁调用，因此提高它的效率就是至关重要的。我们已经进行的一个优化是，在Hflush/sync操作等待响应地同时允许后面的写操作继续进行。这就大大提高了在HBase和Scribe中当某个特定线程周期性调用Hflush/sync时的写吞吐率。
4.5.2并发读者
有些应用需要能够读那些正在被写入的文件的能力。读者首先与NameNode通信得到文件的元数据信息。由于NameNode没有该文件的最后那个block的长度的最新信息，客户端可以从持有其中的一个副本的DataNode处获取该信息。然后它开始读取该文件。并发读者和写者的挑战之处在于如何提供最后一个chunk的数据，因为它的数据内容和校验和是动态变化的。我们通过按需重新计算最后一个chunk数据的校验和来解决该问题。
5.HBase产品化(Production HBase)
在本节中，我们会描述我们在Facebook的对HBase进行的某些重要改进，这些改进主要涉及到正确性、持久性、可用性及性能。
5.1ACID保证
应用开发者会期望它们的数据库系统能提供ACID保证，或者是某些近似于它的保证。事实上，强一致性保证也是我们对HBase的早期评估中，所认为的一个优势之处。现有的类MVCC的读写一致性控制(RWCC)提供了足够的隔离性保证，同时HDFS的HLog(write ahead log)提供了足够的持久性保证。然而，还需要进行一些改动以保证HBase可以实现我们需要的ACID保证中的行级别的原子性及一致性。
5.1.1原子性
第一步就是需要保证行级别的原子性。RWCC提供了大部分的保证，然而在节点失败的情况下有可能丧失这些保证。最初，一个单行事务中的多个entires会被按顺序写入HLog。如果一个RegionServer在写入时挂掉，这个事务就有可能只被部分地写入了。通过使用一种新的日志事务(WALEdit)，可以保证每个写入事务要么完整完成要么根本不写入。
5.1.2一致性
HDFS为HBase提供备份机制，因此针对我们的应用的HBase的大多数强一致性需求也是由它处理的。在写的时候，HDFS建立一个连接每个副本的pipeline，所有的副本必须对发送给它的数据进行确认。在得到一个响应或者失败通知之前HBase不会进行下一步的操作。通过使用序列号，NameNode可以识别出任何行为异常的副本同时排除掉它们。在方便的时候，NameNode会花一些时间进行文件的恢复。对于HLog来说，在它不断增长的情况下维护它的一致性和持久性是绝对必需的，一旦检测到即使仅是一个HDFS副本写入失败HBase也必须立即获取新的blocks重新进行写入。
HDFS也针对数据损坏提供一些保护。在读取一个HDFS block时，会执行校验和验证，在校验失败时，整个block会被丢弃。数据丢弃很少会成为问题，因为对于这份数据还
有其他两个副本。需要添加一些额外的功能来保证当所有的3份副本都包含损坏数据时，这些blocks依然可以被用于事后的检查分析{!不能被简单的删除丢弃，应该保留它们并记录一些必要的信息，以保证事后能够方便地找到它们进行分析}。
5.2可用性改进
5.2.1重写HBase Master
在通过kill testing进行HBase regions下线测试时，我们发现了很多问题。很快我们意识到问题的根源：整个集群的瞬时状态仅仅保存在了HBase master的内存中。在失去该master的同时，这个状态也丢失了。于是，我们着手去进行HBase master的重写工作。此次重写的关键部分在于将region分配信息从master的内存状态中移到Zookeeper中。因为Zookeeper会至少写入到半数以上的节点中，这样这个瞬时状态在master发生故障恢复时也不会丢失，同时也允许多个服务器的失败。
5.2.2在线升级
导致集群停机的最大原因不是随机的服务器失败，而是系统维护。为最小化停机时间我们碰到了很多问题。
首先，随着时间的推移RegionServers在一个停机请求产生后间歇性地出现需要几分钟才能关闭的情况。这种间歇性的问题是由长的compaction周期造成的。为了解决这个问题，我们让compaction变成可中断的，这样就能及时结束然后做出响应。这使得RegionServers的停机时间降低到秒级别，同时对于整个集群的停机时间给出了一个合理可接受的上界。
另一个可用性改进是滚动式重启。最初，HBase只能停下整个集群然后启动升级。我们添加了滚动式的重启脚本一次对一个服务器执行软件升级。因为master可以在某个RegionServer停机的情况下自动地重新分配它上面的regions，这就可以用来最小化用户能感受到的停机时间。顺便提一下，在滚动式重启过程中，发现很多与region离线及重分配相关的bug，而我们因与Zookeeper集成进行的master重写帮助解决了这里的很多问题。
5.2.3分布式的日志切分
当一个RegionServer挂掉的时候，它上面的regions在可以被重新打开及读写之前，该server上的HLog必须被切分然后进行replay。在日志在剩余的RegionServers上replay 之前，会由Master负责对日志的切分。这是整个恢复过程中最慢的一部分，因为每个server 通常有很多的HLog文件，但实际上它是可以并行进行的。利用Zookeeper进行管理，可以在多个RegionServers进行切分，master现在只是负责协调一个分布式的日志切分任务。这将恢复时间降低了一个数量级，同时也允许RegionServers可以保留更多的HLogs而不用担心会影响故障恢复的性能。
5.3性能改进
HBase中的数据插入针对写性能进行了专门优化，通过以可能的冗余读为代价将写操作转化为顺序写。一个数据事务会首先被写入一个commit log中，然后应用到一个称为MemStore的内存cache中。当MemStore达到一定阈值后，会以HFile的格式写出去。HFile是不可变的HDFS文件，内部包含一系列有序的key-value对。不是修改现有的HFile，而是在每次flush时写出新的HFile并且将其加入到以region为单位的列表中。读请求需要并行地在多个HFile上进行，通过对它们进行归并聚合得到最终结果。为了提高效率，这些HFile需要进行周期性地compact，或者归并到一块以减少读性能的降低。
5.3.1Compaction
读性能与一个region内的文件数相关，因此关键在于要有一个良好优化的compaction 算法。更严重的是，如果compaction算法没有进行合理的调整，网络IO性能也会受到严重的影响。最重要的是我们需要保证为我们的使用场景选择了一个有效的compaction算法。{!HBase最新的compaction算法可以参考HBASE-3209}
最初的compactions根据它们是minor还是major分成了两个独立的代码路径。Minor compactions会基于大小选择所有文件中的一个子集进行，而基于时间的major compactions则无条件地对所有文件进行compactions。在此之前，只有major compactions 会处理删除、覆盖，进行过期数据的清洗，这就意味着minor compactions会使得HFile具
有不必要地大小，这会降低block cache的效率，同时也会影响未来的compactions效率。通过整合代码路径，实现了代码的简化，同时也让文件尽量地小。
下一个任务就是要提高compactions算法性能了。在发布之后，我们注意到put和sync 延迟非常高。我们发现存在一种异常情况，在这种情况下，一个1GB的文件会与其他3个5MB的文件进行合然后生成了一个稍微大些的文件。实际上着浪费了大量的网络IO。该问题的产生是由于现有的compactions算法在3个HFile达到minor compactions的触发条件后，会无条件地对前4个HFile进行minor compactions。解决方案就是对那些达到一定大小的文件停止这种无条件地compacting，同时在候选文件不足时跳过compaction。之后，我们的put延迟从25毫秒降到了3毫秒。
我们也在致力于改进决定是否启动compaction算法ratio参数的大小{!HBase中有个参数https://www.doczj.com/doc/f416110950.html,paction.ratio 用于决定某文件是否进行compaction}。最初的时候，compaction算法会根据文件年龄从老到新进行排序，然后比较相邻的文件。如果较老的那个文件小于较新的那个文件的2倍大小，那么compaction算法就会将该文件包含在内，然后继续迭代。然而，该算法在HFile文件数目和大小增长很快的情况下表现出次优的行为{!在这种情况下，新产生的文件的大小可能都是差不多的，这样它们可能就没法满足上面的compaction条件，而无法参与compaction}。作为改进，如果某个文件大小，小于比它新的所有文件的总大小的2倍，我们就把它包括进来。这可能产生一种不平稳的状态，因为一个老的文件可能会是下一个比它新的文件的4倍，因此即使是维持在50%的compaction 率的情况下，仍可能得到一个比较陡峭的compaction执行曲线。
5.3.2读操作优化
正如讨论的那样，读操作性能需要通过保持region内的文件数在一个较低的水平上来降低随机的IO操作。除了利用compaction来保证磁盘上的文件数，对于某些查询来说跳过某些特定的文件也是可能的，这也能减少IO操作。
Bloom filters提供了一种具有高效地空间利用率及常数级时间开销的方法，来检查某个给定的行或者行列是否存在于某给定的HFile中。因为每个HFile的那个元数据块(可选的)是被顺序地写入到文件尾部，额外的bloom filters可以很容易地添加到里面而无需太大的变
更。通过在写回磁盘及缓存在内存的时候使用folding{!folding本意是折叠，实际上是对bloom filter所占用的空间进行的一种优化，比如我们可以把一个具有2N个bit的bloom filter 折叠成N个bit的，只需要按位进行或操作，同时在判断时注意做一个转换，就可以了。这样我们就可以比如看看当前的bloom filter的位使用状况是否很稀疏，如果很稀疏我们完全可以进行折叠以降低它占用的空间。具体实现可以参考ByteBloomFilter.java}，可以让每个bloom filter的空间开销尽量地小。对于那些特定行或/和列的查询，通过检查每个HFile的bloom filter就可以完全地跳过那些不包含它们的那些文件。
对于存储在HBase的某些基于时间序列或者包含一个特定的已知时间戳的数据来说，可以添加一个特殊的时间戳文件选择算法。因为时间总是在向前流动，因此数据的插入时间通常要比它的时间戳还要晚，每个HFile将会自动生成那些处于某个固定的时间间隔内的值。这些信息可以保存在HFile的元数据中，在进行特定的时间戳或者时间区间内的查询时，就可以检查文件的时间窗口与之是否相交，就可以直接跳过那些与之没有重叠区间的文件。
通过HDFS 本地文件读显著地提高了读操作性能，因此让那些regions驻留在它们的文件本身所在的物理节点上是至关重要的。我们已经进行了一些改进来保证这种集群上的region的分配策略，同时在节点重启时也尽量去维护这种locality。
6.部署及运维经验
在过去的这些年里，我们从最初运行的一个具有10节点的HBase测试集群到很多运行着数千个节点的集群。这些部署已经为数百万的用户提供实时在线的产品服务。在此期间，我们也对核心软件(HBase/HDFS)及运行在HBase之上的应用程序逻辑进行了快速地迭代改进。在这样一个充满流动性的环境中，我们的驾驭高质量软件、正确地部署、运行系统监控以及检测异常和在最小停机时间下进行fix的能力，都是至关重要的。这一节我们会深入到我们在这些演化过程中的实践经验及相关工具。
6.1测试
在我们最初设计HBase解决方案时，就担心过代码的稳定性。我们首先需要测试开源代码的稳定性和耐用性，以保证我们未来进行变更时的稳定性。最终，我们写了一个HBase 测试程序。该测试程序可以为HBase写入生成确定性的或者是随机性的数据。该测试程序
会将数据写入到HBase集群以及并行地读取及验证它所添加的数据。我们还会继续对该测试程序进行改进以支持在集群中随机选择以及kill掉进程，验证那些成功返回的数据库事务是否已被真地写入。这帮助我们发现了很多问题，也是我们测试变更的首要方法。
尽管我们的集群环境由很多具有分布式行为模式的服务器组成，我们的local开发验证环境通常是由单元测试和单机版环境组成。我们会关注那些在单机版与真实的集群环境中不一致的地方。我们建立了一个称为HBase Verify的工具来在单个服务器上运行简单的CRUD{!即增删改查，create、retrieve、update、delete}工作负载。这使得我们在几分钟内就可以执行一些简单的API调用实验及运行一些负载测试。这个工具甚至对于我们的dark launch集群(算法在这些集群上首次进行大规模的评估)来说都是非常重要的。
6.2监控及工具
当我们具有了很多的HBase产品化使用经验之后，很明显地我们面临的首要问题是在对regions的分配上RegionServers间的产生不一致性。两个RegionServers最终可能会负责同一个region的服务，或者是某个region可能会处于未分配的状态。这些问题是由存储在不同位置上的，关于regions状态的元数据的不一致性导致的：存储在HBase以及ZooKeeper的META region，存储在HDFS上以及RegionServers的内存中的region对应的那些文件。尽管很多的这类问题都可以系统化地解决，同时可以作为HBase Master重写(见5.2.1节)的一部分进行进一步的测试，我们仍然担心某些在产品环境下暴露出的边界问题。最终，我们建立了HBCK作为一种验证这些不同的元数据来源的一致性的数据库级的FSCK{!FileSystemCheck,在linux中fsck是一种检查文件系统一致性的工具}工具。对于普通的不一致性，我们添加一个HBCK …fix?配置项来清空内存状态，让HMaster来重新分配不一致的region。目前，我们几乎每天都在我们的生产机器上持续运行HBCK以尽快地发现问题。
对于集群监控来说，一个很重要的组件就是操作指标(operational metrics)。尤其是与HMaster和Zookeeper metrics相比，RegionServer metrics对于评估集群健康状况更有用处。HBase已经通过JMX导出了大量的metrics。然而这些metrics基本上都是面向短期运行的那些操作比如日志写，RPC请求。我们需要添加一些长期运行的一些事件比如compactions，flushes，log splits。另一个比较关键的监控信息就是版本信息。通常我们的多个集群具有不同的版本。在一个集群出现了crash时，我们需要知道它所特有的那些功能。
网络工程“专业导论” 考试（课程论文）（题目对网络信息安全的认识）
摘要：该论文是我通过电子，网络的安全与效率，威胁网络的手段，网络信息安全的常用手段来阐述我对网络信息安全的认知。 关键词：安全电子Security and efficiency 1．安全电子解决方案 随着计算机技术和通信技术的飞速发展，信息化的浪潮席卷全球。运用信息化手段，个人、企事业或政府机构可以通过信息资源的深入开发和广泛利用，实现生产过程的自动化、管理方式的网络化、决策支持的智能化和商务运营的电子化，有效降低成本，提高生产效率，扩大市场，不断提高生产、经营、管理、决策的效率和水平，进而提高整个单位的经济效益和竞争力。在这之中，电子起到越来越重要的作用。 然而，电子作为当前和未来网络使用者的重要沟通方式，不可避免地涉及到众多的敏感数据，如财务报表、法律文件、电子订单或设计方案等等，通过传统电子方式的工作方式，由于互联网的开放性、广泛性和匿名性，会给电子带来很多安全隐患： ?用户名和口令的弱点：传统的系统是以用户名和口令的方式进行身份认证的，由于用户名和口令方式本身的不安全因素：口令弱、明 文传输容易被窃听等造成整个系统的安全性下降。 ?信息的XX性：内容包括很多商业或政府XX，必需保证内容的XX 性。然而，传统的系统是以明文的方式在网络上进行流通，很容易 被不怀好意的人非法窃听，造成损失；而且是以明文的方式存放在 服务器中的，管理员可以查看所有的，根本没有任何对XX性的保护。 ?信息的完整性：由于传统的发送模式，使得中的敏感信息和重要数
据在传输过程中有可能被恶意篡改，使得接受者不能收到完整的信 息而造成不必要的损失。 ?信息的不可抵赖性：由于传统的工作模式（用户名＋口令、明文传输等），对没有任何的保护措施，使得发送和接受的双方都不能肯定 的真实性和XX完整性，同时双方都可以否认对的发送和接受，很难 在出现事故的时候追查某一方的责任。 针对普通存在的安全隐患，天威诚信电子商务服务XX（iTruschina）推出了基于PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施）技术的、易于实施的、完善的安全电子解决方案。采用天威诚信的产品和服务，构架客户的CA认证系统（CA：Certification Authority，认证中心）或为客户提供证书服务，为电子用户发放数字证书，用户使用数字证书发送加密和签名，来保证用户系统的安全： ?使用接收者的数字证书（公钥）对电子的内容和附件进行加密，加密只能由接收者持有的私钥才能解密，只有接收者才能阅读，确保 电子在传输的过程中不被他人阅读、截取和篡改； ?使用发送者的数字证书（私钥）对电子进行数字签名，接收者通过验证的数字签名以及签名者的证书，来验证是否被篡改，并判断发 送者的真实身份，确保电子的真实性和完整性，并防止发送者抵赖。 天威诚信安全电子解决方案考虑用户的使用习惯，提供两种不同的解决方案： ?在采用传统的客户端软件（如Outlook、Outlook Express、Netscape messenger和Notes等）收发电子时，客户端已经集成了安全的应用，
网络信息安全的现状及防护 摘要:随着现代网络信息技术的发展,计算机网络逐渐成为人们生活和工作中不可或缺的组成部分。人们越来越依赖网络,信息安全问题日益突显,大量的信息存储在网络上,随时可能遭到非法入侵,存在着严重的安全隐患。因此,计算机网络的信息安全防护也变得越来越重要。本文简单介绍了网络信息安全的现状及其防护措施。 关键词:计算机网络、信息安全、现状、防护措施 1.网络信息安全的简介 1.1 网络信息安全的概述 信息安全是指为建立信息处理系统而采取的技术上和管理上的安全保护,以实现电子信息的保密性、完整性、可用性、可控性和不可否认性。当今信息时代,计算机网络已经成为一种不可缺少的信息交换工具。然而,由于计算机网络具有开放性、互联性、连接方式的多样性及终端分布的不均匀性,再加上本身存在的技术弱点和人为的疏忽,致使网络易受计算机病毒、黑客或恶意软件的侵害。面对侵袭网络安全的种种威胁,必须考虑信息的安全这个至关重要的问题。 网络信息安全分为网络安全和信息安全两个层面。网络安全包括系统安全,即硬件平台、操作系统、应用软件;运行服务安全,即保证服务的连续性、高效率。信息安全则主要是指数据安全,包括数据加密、备份、程序等。 1.2 网络信息安全的5大特征 (1完整性 指信息在传输、交换、存储和处理过程保持非修改、非破坏和非丢失的特性,即保持信息原样性,使信息能正确生成、存储、传输,这是最基本的安全特征。 (2保密性
指信息按给定要求不泄漏给非授权的个人、实体或过程,或提供其利用的特性,即杜绝有用信息泄漏给非授权个人或实体,强调有用信息只被授权对象使用的特征。 (3可用性 指网络信息可被授权实体正确访问,并按要求能正常使用或在非正常情况下能恢复使用的特征,即在系统运行时能正确存取所需信息,当系统遭受攻击或破坏时,能迅速恢复并能投入使用。可用性是衡量网络信息系统面向用户的一种安全性能。 (4不可否认性 指通信双方在信息交互过程中,确信参与者本身,以及参与者所提供的信息的真实同一性,即所有参与者都不可能否认或抵赖本人的真实身份,以及提供信息的原样性和完成的操作与承诺。 (5可控性 指对流通在网络系统中的信息传播及具体内容能够实现有效控制的特性,即网络系统中的任何信息要在一定传输范围和存放空间内可控。除了采用常规的传播站点和传播内容监控这种形式外,最典型的如密码的托管政策,当加密算法交由第三方管理时,必须严格按规定可控执行。 2. 网络信息安全的现状 我国的网络信息技术发展相对国外而言,起步晚、技术落后、人才缺乏,这就导致我国网络信息的安全处于相对脆弱的阶段。但网络信息安全问题依旧突出,其所带来的危害和损失是不容忽视的。 (1在近几年中,网络威胁呈现出多元化,且进行网络攻击的最大诱惑力是经济利益。网络攻击的组织严密化、目标具体化以及行为趋利化已经成为目前网络攻击的一大趋势。网络欺骗手段不断升级,在目前网络欺骗中到处都存在着勒索软件、网游盗号及网银盗号木马等,充分说明某些不法分子进行网络攻击是经济利益的驱
摘要： 随着计算机网络的普及和发展，我们的生活和工作都越来越依赖于网络。与此相关的网络安全问题也随之凸现出来，通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据，这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。利用非法手段获得的系统讯问权去闯入运程机器系统、破坏重要数据，网络黑客的攻击、网络病毒的泛滥和各种网络业务的安全威胁。计算机犯罪率的迅速增加，使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁，并成为严重的社会问题之一，从而构成了对网络安全的迫切需求。 本文就从“攻击”和“防范”这两个方面来对网络进行研究。阐述目前计算机网络中存在的安全问题及计算机网络安全的重要性。对现有网络安全的威胁以及表现形式做了分析与比较，对为加强安全应采取的应对措施做了较深入讨论，并描述了本研究领域的未来发展走向。让人们明白各种网络攻击的原理与防范的方法。从而减少因网络安全问题所产生的损失。以期能最大限度地减少计算机病毒所带来的危害。 关键词：网络攻击网络防范计算机病毒 绪论 1、课题背景 随着计算机网络技术的飞速发展，网络的开放性、共享性、互连程度随之扩大。信息网络已经成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域，存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息，甚至是国家机密，所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击(例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等)。网络的安全性和可靠性已成为不同使用层次的用户共同关心的问题。人们都希望自己的网络系统能够更加可靠地运行，不受外来入侵者干扰和破坏。所以解决好网络的安全性和可靠性问题，是保证网络正常运行的前提和保障。 无论是有意的攻击，还是无意的误操作，都将会给系统带来不可估量的损失。所以，计算机网络必须有足够强的安全防范措施。无论是在局域网还是在广域网中，网络的安全防范措施应是能全方位地针对各种不同的威胁和脆弱性，这样才能确保网络信息的保密性、完整性和可用性。 所以本文就从网络的“攻击”与“防范”这两个方面来进行研究。让人们明白各种网络攻击的原理与防范的方法。从而减少因网络安全问题所产生的损失。 2、计算机网络安全威胁及表现形式 计算机网络具有组成形式多样性、终端分布广泛性、网络的开放性和互联性等特征，这使得网络容易受到来自黑客、恶意软件、病毒木马、钓鱼网站等的攻击。 攻击者可以听网络上的信息，窃取用户的口令、数据库的信息;还可以篡改数据库内容，伪造用户身份，否认自己的签名。更有甚者，攻击者可以删除数据库内容，摧毁网络节点，释放计算机病毒等等。这致使数据的安全性和自身的利益受到了严重的威胁。 3、常见的计算机网络安全威胁 (1) 信息泄露 信息被透漏给非授权的实体。它破坏了系统的保密性。能够导致信息泄露的威胁有网络监听、业务流分析、电磁、射频截获、人员的有意或无意、媒体清理、漏洞利用、授权侵弛、物理侵入、病毒、木马、后门、流氓软件、网络钓鱼等。 (2) 完整性破坏 通过漏洞利用、物理侵犯、授权侵犯、病毒、木马、漏洞等方式文现。
（信息技术）网络信息安全 技术论文
网络信息安全技术 引言 于人类认知的有限范围内，信息被定义为人类社会以及自然界其他生命体中需要传递、交换、存储和提取的抽象内容。这样的所谓信息存于于现实世界的壹切事物之中，被人类利用来认识世界和改造世界。自从人类开始利用信息来为自己服务后，信息安全问题就自然而然地凸现出来，且随之出现了众多相应的解决办法，不过于当时，这个问题且不显得非常重要。但随着人和人、人和自然交流的日益频繁，信息数量的急剧膨胀，且且当其影响到各个相对独立主体重要利益的时候（无论大到国和国之间的战争，或小到个人和个人之间的秘密隐私），信息安全问题就显得特别重要。多年以来，虽然人们总是不自觉地利用信息安全技术来保证我们的秘密，可是只有当计算机网络出现以后，全球最大的互连网Internet连接到千家万户时，信息安全才成为普通百姓也关注的话题。本文从信息安全理论以及实现技术俩个方面来加以讨论，让读者对信息安全有壹个比较全面的认识，同时对信息安全理论的发展以及实现技术有更深入的了解。 1信息安全概念 理解信息安全的概念有利于人们更容易地了解各种名目繁多及 众多延伸出来的信息安全理论及其方法技术。问题就是：什么样的信息才认为是安全的呢？壹般认为： （1）信息的完整性（Integrity） 信息于存储、传递和提取的过程中没有残缺、丢失等现象的出现，这就要求信息的存储介质、存储方式、传播媒体、传播方法、读取方
式等要完全可靠，因为信息总是以壹定的方式来记录、传递和提取的，它以多种多样的形式存储于多样的物理介质中，且随时可能通过某种方式来传递。简单地说如果壹段记录由于某种原因而残缺不全了，那么其记录的信息也就不完整了。那么我们就能够认为这种存储方式或传递方式是不安全的。 （2）信息的机密性（Confidentiality） 就是信息不被泄露或窃取。这也是壹般人们所理解的安全概念。人们总希望有些信息不被自己不信任的人所知晓，因而采用壹些方法来防止，比如把秘密的信息进行加密，把秘密的文件放于别人无法拿到的地方等等，均是实现信息机密性的方法。 （3）信息的有效性（Availability） 壹种是对信息的存取有效性的保证，即以规定的方法能够准确无误地存取特定的信息资源；壹种是信息的时效性，指信息于特定的时间段内能被有权存取该信息的主体所存取。等等。当然，信息安全概念是随着时代的发展而发展的，信息安全概念以及内涵均于不断地发展变化，且且人们以自身不同的出发点和侧重点不同提出了许许多多不同的理论。另外，针对某特定的安全应用时，这些关于信息安全的概念也许且不能完全地包含所有情况，比如信息的真实性（Authenticity）、实用性（Utinity）、占有性（Possession）等，就是壹些其他具体的信息安全情况而提出的。 2网络信息安全所要解决的问题 计算机网络安全的层次上大致可分为：物理安全、安全控制、安
网络信息安全（毕业论文） 目录 前言 摘要 第1章计算机网络的概述 1.1 计算机网络系统的定义，功能，组成与主要用途 第2章网络信息安全概述 2.1 网络信息安全的定义 2.2 网络信息安全问题的产生与网络信息安全的威胁 第3章实例 3.1 网络信息应用中字符引发的信息安全问题 参考 结束语 前言 随着计算机技术的不断发展，计算机网络已经成为信息时代的重要特征，人们称它为信息高速公路。网络是计算机技术和通信技术的产物，是应社会对信息共享和信息传递的要求发展起来的，各国都在建设自己的信息高速公路。我国近年来计算机网络发展的速度也很快，在国防、电信、银行、广播等方面都有广泛的应用。我相信在不长的时间里，计算机网络一定会得到极大的发展，那时将全面进入信息时代。 正因为网络应用的如此广泛，又在生活中扮演很重要的角色，所以其安全性是不容忽视的，它是网络能否经历考验的关键，如果安全性不好会给人们带来很多麻烦。网络信息交流现已是生活中必不可少的一个环节，然而信息安全却得不到相应的重视。本文就网络信息的发展，组成，与安全问题的危害做一个简单的探讨 摘要
本文就网络信息安全这个课题进行展开说明，特别针对字符引发的信息安全问题。第1章计算机网络的概述简要说明计算机网络的发展，网络的功能，网络的定义，网络系统的组成以及网络的主要用途。第2章对网络安全做一个概述。第3章简单探讨一下字符过滤不严而引发的网络信息威胁 第1章 1.1计算机网络系统的定义，功能，组成与主要用途 计算机网络源于计算机与通信技术的结合，其发展历史按年代划分经历了以下几个时期。 50-60年代，出现了以批处理为运行特征的主机系统和远程终端之间的数据通信。 60-70年代，出现分时系统。主机运行分时操作系统，主机和主机之间、主机和远程终端之间通过前置机通信。美国国防高级计划局开发的ARPA网投入使用，计算机网处于兴起时期。 70-80年代是计算机网络发展最快的阶段，网络开始商品化和实用化，通信技术和计算机技术互相促进，结合更加紧密。网络技术飞速发展，特别是微型计算机局域网的发展和应用十分广泛。 进入90年代后，局域网成为计算机网络结构的基本单元。网络间互连的要求越来越强，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。 迅速崛起的Internet是人们向往的"信息高速公路"的一个雏形，从它目前发展的广度和应用的深度来看，其潜力还远远没有发挥出来，随着21世纪的到来，Internet必将在人类的社会、政治和经济生活中扮演着越来越重要的角色。 计算机网络的发展过程是从简单到复杂，从单机到多机，从终端与计算机之间的通信发展到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程。其发展经历了具有通信功能的批处理系统、具有通信功能的多机系统和计算机网络系统三个阶段。 1.具有通信功能的批处理系统 在具有通信功能的批处理系统中，计算机既要进行数据处理，又要承担终端间的通信，主机负荷加重，实际工作效率下降；分散的终端单独占用一条通信线路，通信线路利用率低，费用高。 2.具有通信功能的多机系统
毕业论文 课题名称：网络信息安全与防范专业及班级：计算机应用技术 学号：201251210112260 姓名：何荣星 指导教师：刘老师 继续教育学院 2013年04月20 日
摘要 网络发展的早期，人们更多地强调网络的方便性和可用性，而忽略了网络的安全性。当网络仅仅用来传送一般性信息的时候，当网络的覆盖面积仅仅限于一幢大楼、一个校园的时候，安全问题并没有突出地表现出来。但是，当在网络上运行关键性的如银行业务等，当企业的主要业务运行在网络上，当政府部门的活动正日益网络化的时候，计算机网络安全就成为一个不容忽视的问题。 随着技术的发展，网络克服了地理上的限制，把分布在一个地区、一个国家，甚至全球的分支机构联系起来。它们使用公共的传输信道传递敏感的业务信息，通过一定的方式可以直接或间接地使用某个机构的私有网络。组织和部门的私有网络也因业务需要不可避免地与外部公众网直接或间接地联系起来，以上因素使得网络运行环境更加复杂、分布地域更加广泛、用途更加多样化，从而造成网络的可控制性急剧降低，安全性变差。 随着组织和部门对网络依赖性的增强，一个相对较小的网络也突出地表现出一定的安全问题，尤其是当组织的部门的网络就要面对来自外部网络的各种安全威胁，即使是网络自身利益没有明确的安全要求，也可能由于被攻击者利用而带来不必要的法律纠纷。网络黑客的攻击、网络病毒的泛滥和各种网络业务的安全要求已经构成了对网络安全的迫切需求。 本文对现有网络安全的威胁以及表现形式做了分析与比较，特别对为加强安全应采取的应对措施做了较深入讨论，并描述了本研究领域的未来发展走向。 关键词：网络安全；信息网络；网络技术；安全性
计算机网络信息安全论文 随着科技的发展，计算机已经成为人们生活中不可缺少的一部分了。伴随着互联网的诞生，人与人之间的交流变得更加的方便，由于计算机技术的逐渐成熟，信息网络已经成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域，存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息，甚至是国家机密，所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击（例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等）。通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据，这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。计算机犯罪率的迅速增加，使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁，并成为严重的社会问题之一。在我还没有学计算机网络信息安全这门课前，我一直认为计算机给我带来了很大的便利，但是学了这门课之后，我才意识到其实计算机在给我们带来便利的同时，也可能随时随地的泄露我们的隐私。 因特网是一个信息极其丰富的百科全书式的世界，信息量大，信息交流速度快，自由度强，实现了全球信息共享，中学生在网上可以随意获得自己的需求，在网上浏览世界，认识世界，了解世界最新的新闻信息，科技动态，极大地开阔了中学生的视野，给学习、生活带来了巨大的便利和乐趣。 网络创造了一个虚拟的新世界，在这个新世界里，每一名成员可以超越时空的制约，十分方便地与相识或不相识的人进行联系和交流，讨论共同感兴趣的话题，由于网络交流的“虚拟”性，避免了人们直面交流时的摩擦与伤害，从而为人们情感需求的满足和信息获取提供了崭新的交流场所。 由于计算机已经成为人们交流的主要方式，也成为一个国家的经济、军事等的重要工具，因此给很多想窃取隐私的人有了可乘的机会，很多人想从中窃取隐私，因此大量的病毒就产生了，病毒出现不久，杀毒软件也产生了，病毒的不断出现以及病毒库的不断更新，为网络营造一个良好的网络环境。 其实，互联网并不安全，因此才给了一些人有了有机可乘的机会。 互联网的脆弱性体现在设计、实现、维护的各个环节。设计阶段，由于最初的互联网只是用于少数可信的用户群体，因此设计时没有充分考虑安全威胁，互联网和所连接的计算机系统在实现阶段也留下了大量的安全漏洞。一般认为，软件中的错误数量和软件的规模成正比，由于网络和相关软件越来越复杂，其中所包含的安全漏洞也越来越多。互联网和软件系统维护阶段的安全漏洞也是安全攻击的重要目标。尽管系统提供了某些安全机制，但是由于管理员或者用户的技术水平限制、维护管理工作量大等因素，这些安全机制并没有发挥有效作用。比如，系统的缺省安装和弱口令是大量攻击成功的原因之一。 随着互联网的发展，攻击互联网的手段也越来越简单、越来越普遍。目前攻击工具的功能却越来越强，而对攻击者的知识水平要求却越来越低，因此攻击者也更为普遍。对于刚刚接触计算机的人们带来了很大的不便。因此网络信息安全也更加的重要了。 首先，我们要了解基本的网络安全知识。比如说，如何使用杀毒软件，如何设置防火墙。如果你有重要的数据要在网络上传输的话，怎么进行数据加密，如何设置密码保护等。 攻击者一般是利用系统漏洞来进行攻击的。网络中的安全漏洞无处不在。即便旧的安全漏洞补上了，新的安全漏洞又将不断涌现。网络攻击正是利用这些存在的漏洞和安全缺陷对系统和资源进行攻击。
努力造就实力，态度决定高度。 网络、信息安全专业毕业设计（论文）参考课题 课题类型 序 号 参考题目 设计要求 网 站 建 设 类 1 **学校计算机系网站 设计一个B/S（浏览器/服务器）交互式动态网站 要求网站不要脱离数据库而独立存在 要体现出交互性 比如说要有用户注册、登录、不同的用户授予不同的权限、聊天室、留言板、论坛、搜索引擎等其中的几项内容 并能够在网络上发布 要求网站结构合理 具有LOGO、Banner的设计 主题鲜明 导航和超链接清晰 形式与内容统一 页面布局合理美观 风格统一 首页主题明确 要有二级网页 2 **精品专业宣传网站 3 **旅游网站 4 **示范院校宣传网站 5
**精品课程宣传网站 6 **公司或企事业单位的宣传网站 7 **学校学生档案管理网站 8 **企业网上留言管理网站 9 **学校网上查分网站 10 **学校教育论坛网站 11 **学校同学录管理网站 12 **网上考试系统的设计与实现 13 **网上考试系统的论坛实现 14 **企业合同管理网站 网 络 管 理 类 1
**企业无线网络设计与实现 应用网络连接技术及管理功能 开发设计、构建出技术先进、实用性强的网络连接系统、网络应用服务系统、网络管理系统、相关设计作品可在真机、仿真软件或虚拟机中实现 也可用视频记录整个过程 2 **学校DHCP服务器规划与实现 3 **学校**服务器规划与实现（要求实用性） 4 **企业**服务器规划与实现（要求实用性） 5 防火墙技术在**企业网络中的应用 6 病毒查杀在**企业网络中的设计与实现 7 常见网络故障诊断与解决方案 网 络 工 程 类 1 **会议室无线局域网系统部署； 根据网络设备不同的特点设计出校园网、企业网的整体方案 设计出布线系统 网络系统及相应的施工图纸 2
关于网络信息安全的论文 随着计算机技术的不断发展，计算机网络已经成为信息时代的重要特征，人们称它为信息高速公路。网络是计算机技术和通信技术的产物，是应社会对信息共享和信息传递的要求发展起来的，各国都在建设自己的信息高速公路。我国近年来计算机网络发展的速度也很快，在国防、电信、银行、广播等方面都有广泛的应用。我相信在不长的时间里，计算机网络一定会得到极大的发展，那时全面的进入信息时代。正因为网络应用的如此广泛，又在生活中扮演很重要的角色，所以其安全性是不容忽视的，它是网络能否经历考验的关键，如果安全性不好会给人们带来很多麻烦。网络信息交流现已是生活中必不可少的一个环节，然而信息安全却得不到相应的重视。本文就网络信息的发展，组成，与安全问题的危害做一个简单的探讨。互联网的兴起带动了整个经济的发展，网络构建起来的信息化高速通路，为全球信息的交换与获取提供了最便捷的手段，但也使信息安全受到严重威胁。据资料显示，全球由于信息安全漏洞造成的损失每年为150亿美元。因此，信息系统安全与否已经成为企业能否正常运行的重要因素。在此情况下，网络安全产品的研制与开发已成为不少国内外厂商竞争的目标。“有矛就有盾”，近几年来，网络安全产品也随着网络的发展而得到广泛的普及应用。如防火墙、防病毒、虚拟专网、身
份认证、入侵检测等网络安全产品在确保网络信息安全方面起着重要作用。如防火墙——用于实施网络访问控制，准确拦截各种入侵企图，堵住系统漏洞，防止各种病毒的侵害等。BlackICE 防火墙软件是由监测和分析引擎构成，因此能检测所有网络端口。当发现黑客的攻击行为时，会自动记录攻击类型等情况， 并拦截相应数据包进行处理；身份认证——是基于信息监别的产品；虚拟专用网——利用密码技术和公共网络构建专用网络设备，该设备集成了网络技术、密码技术、远程管理体制技术、监别技术等于一体；加密产品——主要提供信息加密功能：如链路加密、网络加密、应用加密等。信息安全产品种类繁多，花样翻新，如何选购又成为用户必须考虑的问题了。即首先要十分清楚自己信息系统的特点、重要性、可能受到的攻击，选择哪类安 全产品才能使自己的信息系统受到最大的保护，损失降到最低限度，服务质量受到保证。为此，必须选择功能强、保护范围宽的利于管理、维护、价格便宜、可操作性强等信息安全产品。但是，这只是从软件加密防范的角度考虑。另方面还要从硬件方面对系统进行保护，这就是说涉及国家机密的计算机系统，不能直接或间接联网，需要进行物理隔离措施。如网络安全隔离卡，在实现双网隔离功能过程中起着重要作用。利用自身的开关电路和控制，能使两个硬盘分别独立地作为内部网或外部网主硬盘启动。当一个硬盘工作另一个待命时，就保证了内部网数据系统与外部网数据系统不存在电路通道，从而达到物理上完全隔绝之目的。
2020网络与信息安全技术题库及答案 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1．信息安全的基本属性是＿＿＿。 A. 保密性 B.完整性 C. 可用性、可控性、可靠性 D. A，B，C都是 2．假设使用一种加密算法，它的加密方法很简单：将每一个字母加5，即a加密成f。这种算法的密钥就是5，那么它属于＿＿＿。 A. 对称加密技术 B. 分组密码技术 C. 公钥加密技术 D. 单向函数密码技术 3．密码学的目的是＿＿＿。 A. 研究数据加密 B. 研究数据解密 C. 研究数据保密 D. 研究信息安全 4．A方有一对密钥（K A公开，K A秘密），B方有一对密钥（K B公开，K B秘密），A方向B方发送数字签名M，对信息M加密为：M’= K B公开（K A秘密（M））。B方收到密文的解密方案是＿＿＿。 A. K B公开（K A秘密（M’）） B. K A公开（K A公开（M’）） C. K A公开（K B秘密（M’）） D. K B秘密（K A秘密（M’）） 5．数字签名要预先使用单向Hash函数进行处理的原因是＿＿＿。 A. 多一道加密工序使密文更难破译 B. 提高密文的计算速度 C. 缩小签名密文的长度，加快数字签名和验证签名的运算速度 D. 保证密文能正确还原成明文 6．身份鉴别是安全服务中的重要一环，以下关于身份鉴别叙述不正确的是＿＿。 A. 身份鉴别是授权控制的基础 B. 身份鉴别一般不用提供双向的认证 C. 目前一般采用基于对称密钥加密或公开密钥加密的方法 D. 数字签名机制是实现身份鉴别的重要机制 7．防火墙用于将Internet和内部网络隔离＿＿＿。 A. 是防止Internet火灾的硬件设施 B. 是网络安全和信息安全的软件和硬件设施 C. 是保护线路不受破坏的软件和硬件设施 D. 是起抗电磁干扰作用的硬件设施 8．PKI支持的服务不包括＿＿＿。
网络信息与安全——EIGamal数字签名方法的研究与分析 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 时间：
EIGamal数字签名方法的研究与分析 【摘要】在实际生活和工作中，许多事物的处理需要当事人的签名。尤其在现代通信中，签名更是起到了认证、核准、有效和负责等功效。数字签名是现代密码学的一个重要组成部分，自从Diffie和Hellman于1976年首次提出数字签名以来，数字签名就在学术界和计算机网络界得到了迅猛的发展。ElGamal就是一种原理简单，应用广泛的数字签名方法，它的成功很大程度上取决于求解离散对数问题的困难。本文介绍了这种数字签名方法，阐述了实现的方法，分析了其安全性及可能的攻击方法，并分析了EIGamal改进型算法及其证明。 【关键词】EIGamal体制数字签名计算机网络 一、前言 众所周知，一个人在一份文件的最后想证明自己身份可以用他的印章或手写签名，而一个单位可以用公章。在信息高度电子数字化的今天，很多文件，数据都不是纸质的，难道我们可以在一份数据文件上盖印章吗？回答是肯定的，这就是要使用数字签名技术。数字签名技术作为计算机数据安全的一项重要手段，现在正被广泛应用，电子邮件（E—mail）、电子资金转账（EFT）、电子数据交换（EDI）和软件分发等方面，都要使用数字签名技术。随着计算机网络的应用普及，网络对等实体的识别、通信保密和数据完整性显得越来越重要，而确实解决这一问题则必须要使用数字签名技术。 在1976年公钥密码体制没有发明以前，人们使用传统的密码技术解决数据交换中的安全问题，一个人能使用密码加密一个文件给另外一个人，那么另外的那个人必须要利用解密密钥才能读懂加密过的文件，这时通信双方的身份和文件的
我觉得,顾及对方的利益是最重要的,不能把目光仅仅局限在自己的利上,两者是相辅相成的,自己舍得让利,让对的不会有朋友,这是我小的时候我母亲就告诉给我的道理,经商也是这样. 少为失败找理由 多为成功找方法 大多数人想要改革这个世界 却不晓得即时从小事做起 网络、信息安全专业毕业设计（论文）参考课题 课题类型 序 号 参考题目 设计要求 网 站 建 设 类 1 **学校计算机系网站 设计一个B/S（浏览器/服务器）交互式动态网站 要求网站不要脱离数据库而独立存在 要体现出交互性 比如说要有用户注册、登录、不同的用户授予不同的权限、聊天室、留言板、论坛、搜索引擎等其中的几项内容 并能够在网络上发布 要求网站结构合理 具有LOGO、Banner的设计 主题鲜明 导航和超链接清晰 形式与内容统一 页面布局合理美观 风格统一 首页主题明确 要有二级网页 2 **精品专业宣传网站 3 **旅游网站
4 **示范院校宣传网站 5 **精品课程宣传网站 6 **公司或企事业单位的宣传网站 7 **学校学生档案管理网站 8 **企业网上留言管理网站 9 **学校网上查分网站 10 **学校教育论坛网站 11 **学校同学录管理网站 12 **网上考试系统的设计与实现 13 **网上考试系统的论坛实现 14 **企业合同管理网站
网 络 管 理 类 1 **企业无线网络设计与实现 应用网络连接技术及管理功能 开发设计、构建出技术先进、实用性强的网络连接系统、网络应用服务系统、网络管理系统、相关设计作品可在真机、仿真软件或虚拟机中实现 也可用视频记录整个过程 2 **学校DHCP服务器规划与实现 3 **学校**服务器规划与实现（要求实用性） 4 **企业**服务器规划与实现（要求实用性） 5 防火墙技术在**企业网络中的应用 6 病毒查杀在**企业网络中的设计与实现 7 常见网络故障诊断与解决方案 网 络 工 程 类 1
网络信息安全技术论文范文 如今，伴随着信息化技术的快速发展，计算机网络的影子出现 在生活中的每一个角落。下面由出的网络信息安全技术论文范文，一起来看看吧。 1、计算机网络信息安全问题的存在形式 1.1计算机软件的bug 计算机软件在开发、使用的过程中需要经过编程开发、编码架 构形成等一系列环节，计算机编码程序上的漏洞就会给不法分子带来可乘之机，进而给用户信息带来风险。 因此软件开发需要在相应的规范化的工作标准上进行，从而防 止非法人员通过不正规途径窃取信息，降低使用者信息丢失和数据受损等一系列风险。 在现阶段，随着手机APP的使用越来越普及，其安全性也引起 了人们的充分关注，因此在软件开发过程中，数据安全的保障范围也要扩大到手机等移动端领域上。 1.2计算机病毒的入侵 计算机网络具有多元化的特点，也就是在信息的产生、传播、 利用的过程中，可能会在某一个环节受到计算机病毒的攻击，从而对计算机系统的整体性能造成一定的影响。不同的国家有不同的网络法律法规，国外不法分子往往通过翻越网络墙将网络病毒植入其他国家。 再者，由于缺乏网络监管部门的监督管理，计算机软件会受到 各类病毒的侵害，严重危害网络环境。网络病毒由于其传播速度非常
快，带来的影响也是很大的，产生的数据流失等一系列安全问题可能会造成严重的计算机系统应用方面的后果。 2、引起计算机网络安全问题的原因 2.1电脑病毒 电脑病毒具有多样性、潜伏性、超强的传播性，因此在电脑病毒的预防和处理的过程中，要对其传播途径加以控制。其传播途径和类型呈现多样化趋势，计算机网页、优盘等都是其传播的渠道，在其潜伏的过程中可能会对计算机系统的稳定性和安全性等造成长期的 影响而不被察觉。 首先，它潜入计算机系统，然后等待机会进而破坏计算机的核心系统。严重时，甚至会导致计算机系统瘫痪，使其无法正常运行。 2.2网络环境 开放的网络环境，在给人们的生活带来极大便利的同时，带来的信息安全问题也是不容忽视的。目前保障我国网络环境安全运行的方式主要有防火墙和网闸、安全认证等，使用时需要提前设定网络运行参数，然后对信息进行控制和筛选。 但是在信息化和大数据飞速发展的今天，这种方法难以满足目前的防控需求，且容易受到外界大数据的冲击。 2.3欠缺合理的人才培养机制 信息技术和网络技术属于新兴技术，发展速度非常快，因此在人才培养方面需要紧跟时代的步伐。技术能力提升是网络信息安全工作的重点。在计算机高端人才培养方面，我国欠缺健全的人才发展体
网络信息安全及防护策略探析-信息安全论文-计算机论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：计算机的产生是人类历史上一项重大发明。现在，计算机网络技术已经比较成熟，它的普及和发展极大地改变了人们生产和生活方式，在各方面提高了人们的工作效率。它渗透到我国农业、工业和服务行业的各个方面，使整个人类社会都发生了巨大的改变，向社会文明迈出了具有历史意义的一步。即便如此，我国的计算机网络信息安全还存在一些安全故障。虽然一些防护措施已经被研究出来，但是人不能满足计算机网络发展的需求。本文主要通过介绍计算机网络信息安全的现状及网络安全威胁，并为网络安全的防护措施进行一定的研究。 关键词：计算机；网络；信息安全；防护措施；研究
近年来，计算机网络技术实现了快速发展，它已经渗透到了社会的各个领域，被运用到各种行业，发挥着不可替代的作用。计算机网络技术的不断进步，影响着人们的生活，给人们带来便利的同时，也给人们带来很多。计算机网络安全频频发生，给人民群众的生活造成严重威胁。所以，相关人员必须制定计算机网络信息安全措施来解决这些问题。 1计算机网络信息安全的现状 计算机网络安全包含不同的技术项目，它在各种领域发挥着不同的作用。如今，我国主要研究计算机网络的安全技术、系统软件、以及硬件的建设和数据的维修等等。这些技术在一定程度上减低了计算机被威胁个概率。但是扔影响着计算机的安全运行。计算网络信息技术的从业人员涉及面必须非常广范。现阶段，我国的计算机网络系统软件、系统数据的维护以及硬件的建设都要不断完善，在系统中设置计算机检测、响应以及安全评估环节，保障计算机网络信息的安全。
网络信息安全技术 引言 在人类认知的有限范围内，信息被定义为人类社会以及自然界其他生命体中需要传递、交换、存储和提取的抽象内容。这样的所谓信息存在于现实世界的一切事物之中，被人类利用来认识世界和改造世界。自从人类开始利用信息来为自己服务后，信息安全问题就自然而然地凸现出来，并随之出现了众多相应的解决办法，不过在当时，这个问题并不显得非常重要。但随着人与人、人与自然交流的日益频繁，信息数量的急剧膨胀，并且当其影响到各个相对独立主体重要利益的时候（无论大到国与国之间的战争，或小到个人与个人之间的秘密隐私），信息安全问题就显得特别重要。多年以来，虽然人们总是不自觉地利用信息安全技术来保证我们的秘密，但是只有当计算机网络出现以后，全球最大的互连网Internet连接到千家万户时，信息安全才成为普通百姓也关注的话题。本文从信息安全理论以及实现技术两个方面来加以讨论，让读者对信息安全有一个比较全面的认识，同时对信息安全理论的发展以及实现技术有更深入的了解。 1 信息安全概念 理解信息安全的概念有利于人们更容易地了解各种名目繁多及 众多延伸出来的信息安全理论及其方法技术。问题就是：什么样的信息才认为是安全的呢？一般认为： （1）信息的完整性（Integrity） 信息在存储、传递和提取的过程中没有残缺、丢失等现象的出现，
这就要求信息的存储介质、存储方式、传播媒体、传播方法、读取方式等要完全可靠，因为信息总是以一定的方式来记录、传递与提取的，它以多种多样的形式存储于多样的物理介质中，并随时可能通过某种方式来传递。简单地说如果一段记录由于某种原因而残缺不全了，那么其记录的信息也就不完整了。那么我们就可以认为这种存储方式或传递方式是不安全的。 （2）信息的机密性（Confidentiality） 就是信息不被泄露或窃取。这也是一般人们所理解的安全概念。人们总希望有些信息不被自己不信任的人所知晓，因而采用一些方法来防止，比如把秘密的信息进行加密，把秘密的文件放在别人无法拿到的地方等等，都是实现信息机密性的方法。 （3）信息的有效性（Availability） 一种是对信息的存取有效性的保证，即以规定的方法能够准确无误地存取特定的信息资源；一种是信息的时效性，指信息在特定的时间段内能被有权存取该信息的主体所存取。等等。当然，信息安全概念是随着时代的发展而发展的，信息安全概念以及内涵都在不断地发展变化，并且人们以自身不同的出发点和侧重点不同提出了许许多多不同的理论。另外，针对某特定的安全应用时，这些关于信息安全的概念也许并不能完全地包含所有情况，比如信息的真实性（Authenticity）、实用性（Utinity）、占有性（Possession）等，就是一些其他具体的信息安全情况而提出的。 2 网络信息安全所要解决的问题
《信息安全技术》课程论文 论文题目：网络信息安全技术 学院(系)：信息工程学院 专业：信息与通信工程 班级： 学生姓名： 学号： 教师：艾青松 2013年 6月 1 日
武汉理工大学硕士论文--《信息安全技术》 网络信息安全技术 XXX （武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉 430070） 摘要：随着网络和计算机技术日新月异地飞速发展，网络安全越发的与人们的日常生活的各个方面联系到了一起，随之而来的引起了越来越多的重视。尽管新的安全问题不断产生和变化，但保证其安全性还是奋斗的终极目标。因此网络信息的安全必须依靠不断创新的技术进步与应用、自身管理制度的不断完善和加强、网络工作人员素质的不断提高等措施来保障。同时要加快网络信息安全技术手段的研究和创新，从而使网络的信息能安全可靠地为广大用户服务。那么本文主要介绍了网络安全技术的基本概念及其所要解决的问题，还有网络安全技术的常用技术以及未来的发展趋势。 关键字：网络信息安全，服务，防火墙
1绪论 在人类认知的有限范围内，信息被定义为人类社会以及自然界其他生命体中需要传递、交换、存储和提取的抽象内容。这样的所谓信息存在于现实世界的一切事物之中，被人类利用来认识世界和改造世界。自从人类开始利用信息来为自己服务后，信息安全问题就自然而然地凸现出来，并随之出现了众多相应的解决办法，不过在当时，这个问题并不显得非常重要。但随着人与人、人与自然交流的日益频繁，信息数量的急剧膨胀，并且当其影响到各个相对独立主体重要利益的时候（无论大到国与国之间的战争，或小到个人与个人之间的秘密隐私），信息安全问题就显得特别重要。多年以来，虽然人们总是不自觉地利用信息安全技术来保证我们的秘密，但是只有当计算机网络出现以后，全球最大的互连网Internet 连接到千家万户时，信息安全才成为普通百姓也关注的话题。 随着计算机网络技术的发展和普及应 用，全球信息化已成为人类发展的大趋势。 由于网络具有连接形式多样性、终端分布不 均匀性和网络的开放性、互联性等特征，致 使网络极易受黑客、恶意软件和其他不轨行 为的攻击，使得计算机网络的安全问题日益 突出。网络安全成为涉及社会生活各个领域 的一个核心问题。 我国的网络安全技术在近几年得到快速的发展，这一方面得益于从中央到地方政府的广泛重视，另一方面因为网络安全问题日益突出，网络安全企业不断跟进最新安全技术，不断推出满足用户需求、具有时代特色的安全产品，进一步促进了网络安全技术的发展。从技术层面来看，目前网络安全产品在发展过程中面临的主要问题是：以往人们主要关心系统与网络基础层面的防护问题，而现在人们更加关注应用层面的安全防护问题，安全防护已经从底层或简单数据层面上升到了应用层面，这种应用防护问题已经深入到业务行为的相关性和信息内容的语义范畴，越来越多的安全技术已经与应用相结合。 2 网络信息安全基本概念及其所要解决的问题 信息安全是指为建立信息处理系统而采取的 技术上和管理上的安全保护，以实现电子信息的保密性、完整性、可用性和可控性。当今信息时代，计算机网络已经成为一种不可缺少的信息交换工具。然而，由于计算机网络具有开放性、互联性、连接方式的多样性及终端分布的不均匀性，再加上本身存在的技术弱点和人为的疏忽，致使网络易受计算机病毒、黑客或恶意软件的侵害。面对侵袭网络安全的种种威胁，必须考虑信息的安全这个至关重要的问题。 2.1基本概念 （1）信息的完整性（Integrity） 信息在存储、传递和提取的过程中没有残缺、丢失等现象的出现，这就要求信息的存储介质、存储方式、传播媒体、传播方法、读取方式等要完全可靠，因为信息总是以一定的方式来记录、传递与提取的，它以多种多样的形式存储于多样的物理介质中，并随时可能通过某种方式来传递。简单地说如果一段记录由于某种原因而残缺不全了，那么其记录的信息也就不完整了。那么我们就可以认为这种存储方式或传递方式是不安全的。 （2）信息的机密性（Confidentiality） 就是信息不被泄露或窃取。这也是一般人们所理
信息安全论文 论信息安全的重要意义与措施 课程名称,电子信息技术导论 班级,2012级电子信息工程2班 论信息安全的重要意义与措施 摘要:自人类文明以来，有了信息交流、商贸和战争，就有了信息安全问题。本片论文主要介绍信息安全的大体概况，对国家发展的重要性，以及确保信息安全的主要措施。从中得出结论国家必须加快信息安全建设，个人必须确保个人信息的安全。 关键词:信息安全信息保密网络信息安全计算机病毒防火墙什么是信息安全,信息安全的目标,以及信息安全可分为哪两大类, 信息的安全是指信息在储存、处理、和传输状态下能够保证其完整、保密和可用，即保持完整性、机密性、和可用性。无论在计算机上储存、处理、和应用，还是在通信网络上传输，信息都有可能被非法授权访问而导致泄密，被篡改破坏而导致不完整，被假冒替换而导致否认，也可能被拦截而导致无法存储。有些破坏是有意的，也有可能是无意的，如误操作、程序错误等。信息安全的目标就是保护信息的机密性、完整性和可用性以及抗否认性。信息安全可分为信息保密和网络信息安全。 信息安全的重要性 信息安全是一个关系国家安全和主权、社会稳定、民族文化继承和发扬的重要问题。其重要性正随着全球信息化步伐的加快越来越重要。我个人认为保证信息的安全必须遵从信息的特性
(1)保密性:保密性是指数据不泄露给未授权的用户、实体和过程或利用其特性。系统本身很难保证数据在传输过程中被非授权的访问所以，我们就对于一些重要的文件进行保密设置。对于外单位人员登陆我们内部系统都是要报备各级领导。只能有领导授权才可以登陆。登陆上后也只有部分权限，即便用非法手段获取了一些文件数据，没有密钥也是无济于事的。其次对于内部员工也要有权限的限制，还要签订负法律责任的保密协议。 (2)完整性: 完整性是数据未经授权就不能进行改变的特性.存储器中的数据或经网络传输后的数据,必须与传输前的数据在内容与形式上保持一致.保证信息系统上的数据保持完整、未受损的状态，使数据不会因为有意或无意的事件所改变和破坏。(3)可用性:可用性是指非授权访问的攻击者不能占用所有资源而阻碍授权者的工作.需要时就可以取得数据,访问资源,是网络设计和安全的基本目标.我们员工有各自的账号、密码、在登陆系统是都是需要自己手机短信验证码。确保密码遗失，他人无短信验证码无法登陆，同时也确保了账号的安全性。(4)可控性:可控性指可以控制授权范围内的信息流向及行为方式,首先员工的岗位不同所拥有的系统访问操作 权限就有所不同这就通过访问控制和授权来实现的。其次，每个员工都有固定的 工离职后就会立即收回此工号的所有权限防止资料外泄。信息保密的措施信息保密的措施就是通过信息加密(DES、RSA、AES、ECC算法)数字水印技术来保障信息的机密性，通过数字签名、认证技术来保证信息的完整性、以及可以防止抵赖。 网络信息安全的防治措施 (1)计算机病毒防止措施通过移动设备来传播尽量避免通过这种方式传输资料，如若非要使用，一定要先保证存储设备是安全的。比如，利用杀毒软件查杀一