【導讀】作品報告書旨在能夠清晰準確地闡述。（或圖示）該參賽隊的參賽項目（或方案）。除標題外，所有內(nèi)容必需為宋體、小四號字、。

　　

【正文】 figuration conf = new Configuration()。 9. FileSystem fs = ((dst), conf)。 10. OutputStream out = (new Path(dst), new Progressable() { 第 21 頁 共 71 頁 11. public void progress() { 12. (.)。 13. } 14. })。 15. 16. (in, out, 4096, true)。 17. } 18. } 容崩自檢機制 沒有名稱節(jié)點，文件系統(tǒng)將無法使用 。因此，名稱節(jié)點能夠經(jīng)受故障是非常重要的， 本系統(tǒng)通過在 Hadoop上 運行一個二級名稱節(jié)點 的機制來保證系統(tǒng)的可靠性與可用性。 對于二級名稱節(jié)點，其 不能作為名稱節(jié)點使用。這個二級名稱節(jié)點的重要作用就是定期的通過編輯日志合并命名空間鏡像，以防止編輯日志過大。 該 節(jié)點一般在其他單獨的物理計算機上運行，因為它也需要占用大量 CPU和內(nèi)存來執(zhí)行合并操作。它會保存合并后的命名空間鏡像的副本，在名稱節(jié)點失效后就可以使用。 但是，二級名稱節(jié)點的狀態(tài)是比主節(jié)點滯后的，所以主節(jié)點的數(shù)據(jù)若 全部丟失，損失仍在所難免。在這種情況下，一般把存在 NFS上的主名稱節(jié)點元數(shù)據(jù)復制到二級名稱節(jié)點上并將其作為新的主名稱節(jié)點運行。 容災備份技術(shù) HDFS文件塊的概念 與普通的文件系統(tǒng)中分塊的概念基本相同 ，不過是更大的單元，默認為 64 MB，這樣的一個好處是減少尋址時間開銷。與單一磁盤上的文件系統(tǒng)不同的是， HDFS中小于一個塊大小的文件不會占據(jù)整個塊的空間。 在分布式文件系統(tǒng)中使用抽象塊會帶來很多好處。最明顯的好處是，一個文件可以大于網(wǎng)絡(luò)中任意一個磁盤的容量。文件的分塊不需要存儲在同一個磁盤上，因此它們可以利用集群上的任意一個磁盤。 云存儲最大的問題是數(shù)據(jù)完整性和保密性。由于本系統(tǒng)采用虛擬磁盤技術(shù)，每個映像文件都是加密后的密文，因而可以保證數(shù)據(jù)的保密性。另外，對于完整性，由于所有映像文件分塊存儲在云端，而數(shù)據(jù)分塊副本機制為實現(xiàn)容錯、容災和備份奠定了 第 22 頁 共 71 頁 基礎(chǔ)。 圖 38 文件分塊存儲索引 上圖 38是 NameNode上文件分塊存儲索引。從索引表中， NameNode可以知道哪些文件塊在哪些 DataNode上，通過 MapReduce對 HDFS進行管理。 為了恢復 損壞的塊以及 應對 磁盤或機器的故障，每個塊都將自己 的另外兩個副本放在其它數(shù)據(jù)結(jié)點上，并保證副本數(shù)目的恒定。這個工作由設(shè)立在名稱結(jié)點上的監(jiān)控程序完成。 如果一個塊發(fā)生損壞或機器故障，系統(tǒng)會在其他地方讀取另一個副本，并將此副本復制一份，通過查看文件塊分配索引表，根據(jù)負載均衡原則，將新的副本存放在選定的數(shù)據(jù)結(jié)點上，以保證副本的數(shù)量回到正常水平，這個過程 對用戶是完全透明的。 當然，對于非常熱門的 文件塊，我們可以給其設(shè)置更高的副本數(shù)量以提高集群的讀取負載量。 DLL 注入技術(shù) 本系統(tǒng)還為 移動辦公提供了支持。包括兩大版塊，一是安全策略的實施，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)操作 進行安全控制。二是操作環(huán)境的記錄與跟蹤審計。其中，安全策略有三項：保存與打印控制 、 文字拷貝控制 、 屏幕拷貝控制 。 頁面保存與打印控制 對于業(yè)務(wù)上的文檔，大部分為 word文檔和 pdf文檔，因此對這兩種主流文檔的保 第 23 頁 共 71 頁 存和打印控制是非常必要的。 控制的前提是 捕獲事件 ， 該過程 主要通過系統(tǒng)鉤子模塊完成。 鉤子實際上是一段用來處理系統(tǒng)消息的程序 ， 通過系統(tǒng)調(diào)用 ， 將其掛入到系統(tǒng) ，它是 Windows的消息處理機制中的一個監(jiān)視點。在設(shè)置鉤子的情況下 ， Windows的消息傳遞過程會發(fā) 生改變 ， 鉤子可以在系統(tǒng)中的消息流到達目的窗口過程前監(jiān)控它們。鉤子函數(shù)可以監(jiān)視指定窗口的某種消息 ， 而且所監(jiān)視的窗口可以是其他進程所創(chuàng)建的。當消息到達后 ， 鉤子機制允許應用程序截獲處理窗口消息或特定事件。這時鉤子函數(shù)既可以加工處理 （ 改變 ） 該消息 ， 也可以不進行處理而繼續(xù)傳遞該消息 ， 還可以強制結(jié)束消息的傳遞。 文字拷貝控制 文字拷貝主要是實現(xiàn)當用戶在操作敏感業(yè)務(wù)系統(tǒng)時候，需要禁止用戶通過拷貝方式將重要數(shù)據(jù)保存下來。其關(guān)鍵技術(shù)是對剪貼板的監(jiān)控。如果發(fā)現(xiàn)剪貼板在用戶操作過程中發(fā)現(xiàn)變化，則說明用戶已經(jīng)實施了 拷貝行為。 Windows剪貼板是一種開銷比較小的 IPC(InterProcess Communication,進程間通訊 )機制。 Windows系統(tǒng)支持剪貼板 IPC的基本機制是由系統(tǒng)預留一塊全局共享內(nèi)存 ， 用來暫存在各進程間 需要 交換的數(shù)據(jù) ： 提供數(shù)據(jù)的進程創(chuàng)建一個全局內(nèi)存塊 ， 并將要傳送的數(shù)據(jù)移到或復制到該內(nèi)存塊 ； 接受數(shù)據(jù)的進程 （ 也可以是提供數(shù)據(jù)的進程本身 ）獲取此內(nèi)存塊的句柄 ， 并完成對該內(nèi)存塊數(shù)據(jù)的讀取。為了實現(xiàn)上述功能 ， Windows提供了存放于 USER32. dll中的一組 API函數(shù)、消息和預定義數(shù)據(jù)格式等 ， 并通過對這些函數(shù)、消息的使用來管理在進程間進行的剪貼板數(shù)據(jù)交換。 系統(tǒng)調(diào)用剪貼板的簡化步驟為 :首先通過調(diào)用 OpenClipboard函數(shù)打開剪貼板 ， 如果是獲取剪貼板的內(nèi)容則調(diào)用 GetClipboardData函數(shù) ， 如果是設(shè)置剪貼板內(nèi)容則先通過調(diào)用 EmptyClipboard函數(shù)清空剪貼板 ， 然后調(diào)用 SetClipboardData設(shè)置剪貼板內(nèi)容（ 在獲取和設(shè)置剪貼板內(nèi)容的函數(shù)的參數(shù)中都要有相應的數(shù)據(jù)格式 ） 。 屏幕拷貝 控制 屏幕拷貝主要通過對用戶鍵盤操作進行控制完成，一方面禁用屏幕拷貝按鈕，另外 一方面禁止具有屏幕拷貝功能的進程出現(xiàn)。鍵盤控制主要 也 通過系統(tǒng)鉤子模塊完成。 Win32系統(tǒng)會為鉤子建立一個鉤子鏈 (HookChain),一個鉤子鏈實際上是一個指針 第 24 頁 共 71 頁 列表 ， 其指針指向鉤子的各個處理函數(shù) ， 這些函數(shù)是一種特殊的回調(diào)函數(shù)。鉤子鏈的運作方式類似于棧 ， 在鉤子鏈中最后安裝的鉤子放在鉤子鏈的最前面 ， 最先安裝的鉤子則放在鉤子鏈的最底層 ， 所以最后加入的鉤子優(yōu)先獲得控制權(quán)。 通過掛接系統(tǒng)鍵盤鉤子，即可完成對屏幕打印鍵的 控制 。 客戶端實現(xiàn) 磁盤管理 用戶登錄后，客戶端的程序接下來要完成的是進行初始 化的工作。 首先，服務(wù)器會依據(jù)該用戶的用戶名對數(shù)據(jù)庫表 userFileTable執(zhí)行一個 SQL查詢語句，查詢結(jié)果即為該用戶在服務(wù)器端存放的所有映像文件的相關(guān)信息，包括文件所有者、映像文件名、映像文件大小、屬性、是否自動加載。 接著，服務(wù)器端的程序?qū)⑦@些信息傳給客戶端，客戶端成功接收到這些信息后，將這些信息顯示在磁盤管理界面上。 然后，客戶端程序檢查參數(shù)是否自動加載，如果為 “ 是 ” ，則向服務(wù)器發(fā)送加載該映像文件的請求。 服務(wù)器 接收 到加載請求后，首先將映像文件傳送到客戶端，然后從數(shù)據(jù)庫中獲取該映像文件的密鑰，并用 密鑰 M2（管理員用戶名和登錄密碼的 Hash值，用戶名和登錄密碼在管理員登陸服務(wù)器端程序的時候獲?。┻M行解密。 解密之后，再用會話密鑰 M1進行加密，并傳給客戶端。 客戶端接收到加密后的密鑰后，用 M1進行解密，得到 M3，然后用 M3對映像文件進行解密。 解密完成后，調(diào)用 filedisk的 mount命令 ，將 該映像文件 加載為本地磁盤。 最后，更新用戶界面，將該映像文件這一行的狀態(tài)列置為 “ 已加載 ” ，將磁盤名置為本地加載完成后的磁盤號。如果自動加載這一欄為 “ 否 ” ，則將對應的狀態(tài)值置為 “ 未加載 ” 。 該功能給用戶的體驗是 ， 本 地憑空多出來了一個磁盤，這個 磁 盤可以像其它本地磁盤一樣進行格式化、添加文件、刪除文件等操作。 除此之外，用戶可以右鍵，更改映像文件的名稱、將映像文件的自動加載狀態(tài) 第 25 頁 共 71 頁 置為 “ 是 ” 從而在下次登錄的時候能自動加載該映像文件。還可以對未加載的映像文件進行加載。 創(chuàng)建虛擬映像、加載、卸載虛擬磁盤 圖 39 虛擬磁盤界面 ? 創(chuàng)建映像文件：用戶選擇待創(chuàng)建的映像文件所在的盤符、文件名以及文件大小（本作品映像文件的擴展名為 .vdk），點擊確定后，客戶端程序首先向服務(wù)器進行映像創(chuàng)建的申請，服務(wù)器端程序接受到后，為待創(chuàng) 建的映像文件分配一個隨機密鑰 M4，并用 M1進行 加密然后 傳給客戶端的對應用戶。磁盤卸載和客戶端程序退出的時候所用的加密密鑰就是 M4。 ? 加載映像文件：對于新創(chuàng)建的映像文件，直接用 filedisk加載成本地磁盤。對于先前創(chuàng)建的映像文件，由于它是加密了的，所以先要向服務(wù)器申請獲取對應的解密密鑰進行解密，然后才能用 filedisk進行加載。由映像文件加載后的磁盤的截圖見圖 35。 ? 卸載虛擬磁盤：將創(chuàng)建的虛擬磁盤從資源管理器中卸載，系統(tǒng)將磁盤里面的內(nèi)容更新到映像文件中去，并用對應的密鑰進行加密，并自動將其上傳到服務(wù)器上 。 第 26 頁 共 71 頁 相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)見下面的 Filedisk— 文件驅(qū)動源碼分析。 圖 310 由映像文件加載而成的本地磁盤 M 第 27 頁 共 71 頁 用戶空間 圖 311 用戶空間瀏覽映像文件里面的信息 客戶端的用戶在通過身份驗證后， 代理 服務(wù)器會自動將用戶在 云 端保存的所有映像文件的信息傳送給用戶 ， 映像文件內(nèi)容 將實時 顯示在 用戶空間中。 用戶可以查看映像文件里面保存的內(nèi)容，并可將映像文件下載到本地并加載為本地磁盤。 加載磁盤后， 用戶對該磁盤的修改會在用戶客戶端程序 退出時， 自動更新到服務(wù)器端的映像文件中。 用戶 除了查看 自己在 云 端的映像文件 的內(nèi)容之外，還可以查看 其他用戶授予 該 用戶瀏覽或 加 載權(quán)限的映像文件里面的內(nèi)容。同時 該 用戶 還可以 下載 該 用戶有 加載 權(quán)限的映像文件，并可在本地進行加載。 用戶 對 本地 加載 的映像文件 進行操作后，可以手動 上傳到 云 端 或者在退出系統(tǒng)后自動上傳 。 第 28 頁 共 71 頁 權(quán)限控制 圖 312 權(quán)限控制界面 用戶對其它用戶的映像文件 默認的權(quán)限是不可 加 載且不可瀏覽。當用戶由于某些需要將該用戶的數(shù)據(jù)和其他某用戶進行共享時，可以通過權(quán)限控制來實現(xiàn)其他用戶瀏覽或下載該用戶在服務(wù)器端的映像文件，從而達到數(shù)據(jù)共享的目的 。 本系統(tǒng)定義的 權(quán)限有 三 種： （ 1）瀏覽：如果用戶 A將該權(quán)限授予用戶 B，那么用戶 B用自己的賬號登錄本系統(tǒng)后，可以在用戶空間里面查看到用戶 A在服務(wù)器端存放的映像文件里面的文件信息，但是不可以下載該映像文件。 （ 2） 加載： 如果用戶 A將該權(quán)限授予用戶 B，則用戶 B不僅可以在他的用戶空間里面看到用戶 A在服務(wù)器端存放的映像文件 I里面的信息，還可以下載該映像文件 I，并可將下載后的映像文件 I在用戶 B的本地加載為本地磁盤，從而使用里面的文件，但用戶 B對該本地磁盤的修改不會更新到服務(wù)器端對應的映像文件 I中。 （ 3） 加載受限： 對用戶訪問映像文件時拷貝、截屏 、另存為和打印都進行了限制。通過對文檔內(nèi)容級的安全保護，實現(xiàn)機密信息分密級且分權(quán)限的內(nèi)部安全共享機制。 加載受限主要通過在文件操作上進行 安全策略的實施， 從而 對業(yè)務(wù)系統(tǒng)操作進行 第 29 頁 共 71 頁 安全控制。安全策略有三項：保存與打印控制 、 文字拷貝控制 、 屏幕拷貝控制。 如圖 。 圖 313 加載受限安全策略 權(quán)限審批 對于一般的企業(yè)文件管理系統(tǒng)，內(nèi)部文件共享的機制并不完善。一個文件所有者或負責人可以將其具有訪問權(quán)限的文件共享給任何人，包括部門外業(yè)務(wù)人員以及潛在的泄密者，并且這種共享行 為沒有日志記錄，因而無法確保文件共享行為的合法性，容易導致機密信息的擴散和泄露。 第 30 頁 共 71 頁 圖 314 共享審批示意圖 基于云計算的網(wǎng)絡(luò)虛擬磁盤系統(tǒng)，采用嚴格的共享審批機制，對用戶的共享行為進行審計，該審計由相關(guān)負責人完成，通過審批通過的文件共享行為才能夠順利進行，并且系統(tǒng)對所有的共享行為及審批結(jié)果進行了詳細的日志記錄，在一定程序上對相關(guān)負責人的行為進行了監(jiān)控，防止出現(xiàn)如前面提到的公司高管泄露機密的隱患。該系統(tǒng)采用的共享審批與日志審計相結(jié)合的訪問控制技術(shù)，確保了文件共享行為的合法性和安全性。 如圖 314. 代理服務(wù)端實現(xiàn) 第 31 頁 共 71 頁 圖 315 服務(wù)器端主界面 用戶管理 服務(wù)器端程序在初始化的時候，通過訪問數(shù)據(jù)庫表 userInfoTable將所有注冊了的用戶信息顯示出來，方便管理員進行管理。管理員可以將這些用戶進行刪除、加入黑名單的操作，刪除后的用戶的該賬戶從此無法使用，只能重新注冊，而被加入黑名單的用戶賬號會被屏蔽，無法登錄和注冊。這些操作會引起服務(wù)器端程序?qū)?shù)據(jù)庫表userInfoTable和 userBlackTable的相應修改。除此之外，管理員還可以設(shè)置每個用戶在服務(wù)器端