[发明专利]面向航空机场运行信息系统(AOIS)协同式的应急响应方法

权利要求书

1.面向航空机场运行信息系统(Airpot Operational Information System，AOIS)协同式的应急响应方法，其特征在于：是通过以下步骤来实现的：

(1)提出了AOIS协同式应急响应体系结构；

(2)AOIS自适应的随机自治调度算法；

(3)基于AOIS服务的主动漂移及代偿互助机制。

2.根据权利要求1所述的面向AOIS协同式的应急响应方法，特征在于：

其中：步骤(1)是根据AOIS应急响应服务的需求，建设一个AOIS组成主体(航空机场、航空公司和空中交通管理机构)间协作响应的对等P2P网络(Peer-to-Peer Networks，即P2P)，并以此为基础构造应急响应关键应用服务系统；首先要构造AOIS及全国航空机场、航空公司和空中交通管理机构的前端系统，利用对等网络技术来构造协同式的应急响应服务系统；对等网络允许组织间通过分布式结构的应用共享信息和协同工作；AOIS的物理网络和协同式应急响应服务对等网络形成了两层结构，两层之间通过网络线路连接，并不需要改变AOIS原有的网络拓扑结构和任何路由策略；协同式的AOIS应急响应系统利用P2P技术构造特点，结合AOIS的工作模式，可以很好的实现其主要功能，表现在：

①在P2P网络中对等实体间的信息共享、协同方式，与AOIS组织间应急响应工作的协作模式非常相似，以此可以很好适应AOIS组织的管理模式；

②利用网络冗余的信息资源和连接关系实现可靠的AOIS信息数据共享；

③利用P2P网络可以实现快速的AOIS故障恢复信息的分发；在AOIS出现故障的时候，利用P2P网络中各实体间自主的通信方式是AOIS故障恢复信息的一种快速的传播途径；

AOIS应急响应服务的P2P网络满足针对应急响应各项应用服务公共的需求，提供的功能包括：事件通告、灾备切换、故障地址、状态监测、故障诊断、系统更新、容错校验、应急预案、安全更新、入侵检测、审计日志和处置流程等；

步骤(2)AOIS在工作时由提供服务的航空机场、航空公司和空中交通管理机构行使管理功能，并以等时布点，随机取样的方式产生随机的任期时段；一旦任期到期，就必须交出服务权限，实现主动漂移；如果任期结束前出现灾难情况或安全事件，则进入应急漂移；在主动漂移过程中或灾难发生时由逻辑关联的航空机场自由竞争产生新的服务节点；

步骤(3)采用基于P2P的服务发布、定位和访问算法实现AOIS服务的动态漂移，将AOIS服务和数据动态的分布于多个航空机场、航空公司和空中交通管理部门节点；当出现大规模攻击和灾难情况，根据AOIS的载荷情况，对系统资源需求的变化做到动态增减容量，当服务需求变大时，AOIS基础架构服务提供商可以自动增加服务器数量和网络带宽；AOIS的航空机场、航空公司和空中交通管理机构前端能够采用P2P的确定性定位算法定位动态漂移的服务方，在AOIS上实现多个航空机场或航空公司同时出现旅客高峰情况下的节点服务漂移，利用节点相互的动态冗余实现高效、可靠的服务；根据AOIS的层次结构，其采用的负载均衡系统主要由3部分组成，分别为：①AOIS公共数据传输CDT(Common Data Transport)层的AOIS平台实现对共享航空飞行资源数据的采集；②AOIS公共信息管理CIM(Common Information Management)层实现AOIS承载业务负载均衡策略；③AOIS共享数据应用SDA(Shared Data Application)层实现Web客服端发出订阅请求；在AOIS弹性机制中采用动态负载均衡算法，监控到各个AOIS业务数据服务器的资源的情况，动态的调整各个AOIS节点上的载荷；为了保证各种AOIS服务器的载荷均衡，采用改进的加权最小链接算法，为不同处理能力的AOIS服务器赋予不同的权值，假设有一组服务器S＝{S0，S1，...，Sn-1}，W(Si)表示服务器Si的权值，考虑到实际情况下处理器使用效率、网络带宽使用效率和内存使用效率等因素均能反映出集群节点负载情况，选取三个负载因子：处理器使用效率、网络带宽使用效率、内存使用效率；这三个作用因子的取值均在[0，1]中；在真实节点中这三个作用因子对集群系统的作用效果不同，按照三个在服务器中的作用大小，设置三个系数：L_cpu、L_men、L_net；

K＝L_cpu*P_CPU+L_men*P_MEM+Lnet*P_NET

W_新＝W+A(K-L)

公式中的A是一个调节参数，是反映了权值更改的敏感系数；C(Si)表示服务器Si的当前连接数，统计每台服务器的当前连接数，计算当前所有服务器的连接数的总数，所有服务器当前连接数的总和：

C_SUM＝∑c(Si) (i＝0，1，..，n-1)

当前的新连接请求被发送服务器Sm，Sm需要满足如下条件：

(C(Sm)/C_SUM)/W(Sm)＝min{(C(Si)/C_SUM)/W(Si)}(i＝0，1，.，n-1)

其中W(Si)是非零值，由于C_SUM为常量，因此Sm的判定条件可以简化为：

C(Sm)/W(Sm)＝min{C(Si)/W(Si)}(i＝0，1，.，n-1)

根据每台服务器的性能不同，提出加权轮转均衡算法，采用权值来表示每个服务器的处理性能，当服务器的各种配置较高，具有较强的处理能力时，给该服务器分配比较大的权值。