CN101299758A - 一种大规模事件处理的规则群组系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种大规模事件处理的规则群组系统及处理方法，本发明以提高规则处理效率本发明不采用将事件顺次递交给规则进行判断的传统方式执行，而是采用规则主动索取事件的方式，系统让每条规则都能自行决定自己的判断过程，并且让众多的规则形成不同的群组，每个群组处理事件的负载基本相同，调度模块不仅保证事件能够经过每条规则的判断，同时还将串行化的规则处理过程并行化，极大地提高了规则的处理效率。
Description
技术领域
本发明是一种大规模事件处理的规则群组系统及处理方法，属于计算机系统集成及应用技术，涉及网络安全集中管理平台软件中事件规则处理的软件应用技术。
背景技术
随着网络环境规模的日益扩大，网络中各种设备的数量也急剧增加，这包括各种路由交换设备，存储设备和众多的安全设备，比如防火墙，IDS，还有越来越多的无线互联设备等等。
即时甄别网络设备产生的各种问题状况变得越来越复杂，各种设备会通过标准协议不断的向管理中心报告自身状况和发生的各种事件，这些严重程度不同的事件交织混杂在一起，管理中心的系统平台对这些事件要尽可能快地作出反应，并分别采取措施，这其中涉及到的一个重要环节就是对全网各种各样的设备事件进行关联分析，分析的主要途径就是通过安全管理平台的规则对接收到的事件进行判断，以发掘问题并触发动作。
由于涉及到的事件内容形式各异，因此需要很多不同的规则对他们进行检验。当规则数量比较多时，对管理中心的系统平台就提出了较高要求，高效协调这些规则对事件的判断过程就成为提升管理中心系统性能的重要环节。
规则主要由条件和动作两部分组成，条件主要是逻辑判断组成的布尔表达式。以往的多规则处理，大都采用规则被动接受事件的方式，也就是管理中心对每条接收到的事件依次交给这些排成一队的规则进行处理，直到有成功匹配的为止。由于事件都是并发来到管理中心服务器的，规则处理却是线性队列的过程，因此这种方式在事件量非常大的时候，往往会导致管理中心的负载过重，甚至停机。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种大规模事件处理的规则群组系统及处理方法，它是以提高规则处理效率为目的。群组系统可以提升规则处理的并发性能。
本发明的目的是通过以下措施来实现的：
本发明技术方案提供了一种大规模事件处理的规则群组系统，该系统属于网络设备集中管理平台，其特征在于：该系统包括：
A.规则服务单元，完成与其连接的单元的创建和初始化，并保留这些单元在内存中的地址，以便在撤销这些单元时能够执行相应的从内存中清除指定单元的命令；
B.事件缓冲区单元，由规则服务单元对其进行创建和初始化，接收外部系统提供的各种网络事件，事件缓冲区单元采用双向循环队列的结构形式，队列中的每一个节点由一块内存缓冲区构成，每块这样的内存缓冲区都将存放接收到的若干条事件信息；
C.规则管理单元，由规则服务单元对其进行创建和初始化，用于从事件缓冲单元中获取事件并交给内部的规则进行判断，对于满足某条逻辑规则的判断，将触发动作响应单元中的指定动作，包括：
内存管理单元，由规则管理单元对其进行创建和初始化，用于规则在内存中的存储管理，包括：
规则机器人单元，是具体规则在内存管理单元中的表现形式，用于具体的事件逻辑判断；
过滤器插件单元，是内存管理单元的功能模块，功能是加载各种过滤判断条件，并以哈希表的方式将各个过滤条件保存在内存中，并提供给规则机器人单元访问；
执行群组单元，功能是组织规则判断的负载管理，由规则管理单元对其进行创建和初始化，包括：
关联线程组单元，以数组的方式组织于执行群组单元，用于保存不同的规则群组；
关联线程执行单元，作为关联线程组单元的数组元素，用于为自身执行单元内的所有规则机器人单元提供事件来源并交给规则机器人单元处理，其中该关联线程执行单元含有被管理的规则机器人单元在内存管理单元中的地址信息，关联线程组单元的元素由分别独立运行的线程组成，每个线程由关联线程执行单元控制；
外部访问单元，提供以JMX为标准协议的对外访问接口，调用内存管理单元提供的访问内存中已加载规则的方法，包含加入、变更、删除、获取指定规则、变更规则状态。
本发明技术方案还提供了一种用于上述大规模事件处理的规则群组系统的处理方法，其特征在于：该方法的步骤是：
A规则分配的过程
1.规则服务单元初始化事件缓冲区单元，规则管理单元和动作响应单元；
2.在规则管理单元的关联线程组单元中设定群组数目；
3.依照每组负载均等原则，将新规则分配到负载最小的组；
4.对于在系统运行的动态时刻新增的规则也按照3的方式分配；
B事件判断过程
5.关联执行单元将事件交给自身管理的规则机器人进行判断；
6.规则机器人如果处于活动状态则进行下面的判断；
7.判断时首先查找本规则使用到的变量符号表，然后从事件对象中取得相应的值，交给规则含有的逻辑判定树进行运算；
8.如果涉及到引用过滤器插件的运算还要通过前文所述的过滤器哈希表找到过滤器插件的运行对象，并交给它进行验证；
9.对于满足判定条件的事件，交给动作响应单元执行相应的动作。
群组系统在执行事件的判断过程中，不同群组的判断过程在不同关联线程执行单元中并发运行，同时每个关联线程执行单元又按所有事件本身的发生时序交给规则机器人进行判断
本发明通过提供一种集中管理平台规则调度的系统结构及处理方法来解决上述问题。本发明不采用将事件顺次递交给所有规则进行判断的传统方式执行，而是采用规则主动索取事件的方式，系统让每条规则都能自行决定自己的判断过程，并且让众多的规则形成不同的群组，每个群组处理事件的负载基本相同，调度模块不仅保证事件能够经过每条规则的判断，同时还将串行化的规则处理过程并行化，极大的提高了规则的处理效率。
本发明在管理中心的系统平台中引入了规则调度的结构和规则自治以及引入规则插件的方法。
集中管理平台规则调度的系统结构是由规则群组系统实现的。规则群组系统由规则服务单元、事件缓冲管理单元、规则管理单元、动作响应单元四个部分组成。
规则服务单元是规则群组系统的基础模块，主要职责是负责其他三个单元的创建和初始化工作。同时规则服务单元在创建完其他单元后，将保留其它单元在内存中的地址，以便在撤销其他单元时能够执行相应的从内存中清除指定单元模块的命令。
事件缓冲区单元提供给外部系统使用，外部系统通过事件缓冲区单元对外公开的添加事件的程序方法，接收事件。事件缓冲区采用双向循环队列的方式组织，队列中的每一个节点由一块内存缓冲区构成，每块这样的内存缓冲区都将存放接收到的若干条事件信息。
规则群组系统四个部分中的规则管理单元是规则调度结构的主体，它由内存管理单元、执行群组单元、外部访问单元三部分组成。内存管理单元还包括分组的规则机器人单元和过滤器插件单元。执行群组单元包含关联线程组单元和关联线程执行单元。
其中内存管理单元主要负责规则在内存中的存储管理，它含有一个规则机器人单元。规则机器人单元是一种计算机可执行的代码模块，每个规则机器人单元表示一条判断规则在内存中的代理形式，主要由已编译规则内容组成的逻辑判定树，变量符号表，当前规则机器人单元运行状态几部分组成，每个规则机器人单元可以独立的对接收到的事件进行逻辑判断。规则机器人单元的分组由执行群组单元的关联线程组单元决定。
内存管理单元的过滤器插件单元负责管理加入系统的各种逻辑判断插件。
执行群组单元负责组织规则判断的负载管理。其中关键的关联线程组单元负责将系统所有的规则按照指定策略分配到不同组中，每个组含有若干个规则机器人单元，并且每个组在单独的线程中运行。它们共享事件缓冲区。
每个组都有一个关联线程执行单元负责安排本组内所有规则机器人单元对事件的判断过程。
内存管理单元的外部访问单元负责对外提供访问内存中已加载规则的一系列方法，包含加入、变更、删除、获取指定规则、变更规则状态等内容。
规则群组系统通过将原始规则内容转化为内存中的规则机器人单元形式，并将规则机器人单元分配到不同群组，让每个群组处理自己的事件判断过程的方法就是规则机器人群组方法-Rule Robot Group称为RRG技术。
规则群组系统的初始化过程主要由规则群组的分配过程组成。
系统支持两种规则群组的分配过程，在系统启动之前指定。系统可分配群组的最大数目为计算机CPU内核数目的整倍数计为MaxG。系统平衡每个组中规则处理事件时间的总和。如果规则数目超过MaxG，则第一种分配法是简单的分配，找到包含规则数目最少的组，将下一条等待分配的规则加入该组，最终当规则足够多的时候，每个组中的规则数目接近相等。并且在初始化分配完成后，系统运行中如果外部系统通过存储管理单元的外部访问单元添加新的规则时，也按照此方式进行。
第二种群组分配是基于时间估计的分配，每种规则的运算量不同，通过规则机器人单元的逻辑判定树的结点数目的多少结合每个结点运算的预估时间量求和可以估算出该规则运算的估算时间，选择加入新的规则到群组时，总是选择群组总运算时间最小的组加入新的规则。估算的时间量和实际运行的时间量会存在一定出入，系统每隔一段时间都会核实每组的真实运算时间，选择运算时间最长和最短的组，将最长组中的一部分规则移入最短时间的组中，调整至每个组的运算时间基本一致为止。
规则群组系统的事件判断过程由规则管理单元的关联线程的执行单元完成。首先执行单元从事件缓冲管理单元中取得下一个事件的内存指针位置，然后将其依次交给本组中的规则机器人进行判断，如果事件缓冲管理单元中的下一个事件还没有到来，则等待；
规则机器人接收到事件对象后，首先判断自身状态，如果处于可以进行规则判断的活动状态则进行判断，否则不判断，规则机器人的活动状态可以通过规则管理单元的外部访问单元来改变；判断时机器人首先查找规则使用到的变量符号表，然后从事件对象中取得相应的值，交给逻辑判定树进行运算，如果涉及到引用过滤器插件的运算还要通过前文所述的过滤器哈希表找到过滤器插件的运行实体，并交给它进行验证。
如果事件满足规则判断，则将下一步操作转移到动作响应单元执行相应的动作。动作响应单元采用队列的方式接收所有规则机器人将要执行的动作，并通过线程池的方式并发执行这些动作。
最后规则机器人将保留成功匹配规则的事件的时间属性，以便于统计同一条规则两次成功匹配之间的时间间隔。
附图说明
图1是本发明规则群组系统的结构示意图
图2是本发明规则群组系统的规则管理单元的结构示意图
图3是本发明规则群组系统的实施部署示意图
图4是本发明规则群组系统的事件判断过程的流程图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～2所示，该种大规模事件处理的规则群组系统，该系统属于网络设备集中管理平台，其特征在于：该系统包括：
A.规则服务单元1，完成与其连接的单元的创建和初始化，并保留这些单元在内存中的地址，以便在撤销这些单元时能够执行相应的从内存中清除指定单元的命令；
B.事件缓冲区单元2，以JAVA类的方式作为规则服务单元1的成员属性，由规则服务单元1对其进行创建和初始化，接收外部系统提供的各种网络事件，事件缓冲区单元2采用双向循环队列的结构形式，队列中的每一个节点由一块内存缓冲区构成，每块这样的内存缓冲区都将存放接收到的若干条事件信息；
C.规则管理单元3，以JAVA类的方式作为规则服务单元1的成员属性，由规则服务单元1对其进行创建和初始化，用于从事件缓冲单元2中获取事件并交给内部的规则进行判断，对于满足某条逻辑规则的判断，将触发动作响应单元7中的指定动作，包括：
内存管理单元4，由规则管理单元3对其进行创建和初始化，以JAVA类的方式作为规则管理单元3的成员属性，用于规则在内存中的存储管理，包括：
规则机器人单元41，以JAVA类的方式体现在内存中，是具体规则在内存管理单元中的表现形式，用于具体的事件逻辑判断；
过滤器插件单元42，以JAVA类的方式体现在内存中，是内存管理单元4的功能模块，功能是加载各种过滤判断条件，并以哈希表的方式将各个过滤条件保存在内存中，并提供给规则机器人单元41访问；
执行群组单元5，以JAVA类的方式作为规则管理单元3的成员属性，功能是组织规则判断的负载管理，由规则管理单元3对其进行创建和初始化，包括：
关联线程组单元51，以JAVA类的方式作为执行群组单元5的成员属性，以数组的方式组织于执行群组单元5，用于保存不同的规则群组；
关联线程执行单元52，以JAVA类的方式作为关联线程组单元51的数组元素，用于为自身执行单元内的所有规则机器人单元41提供事件来源并交给规则机器人单元41处理，其中该关联线程执行单元52含有被管理的规则机器人单元41在内存管理单元4中的地址信息，关联线程组单元51的元素由分别独立运行的线程组成，每个线程由关联线程执行单元52控制；
外部访问单元6，以JAVA类的方式作为规则管理单元3的成员属性，提供以JMX为标准协议的对外访问接口，调用内存管理单元4提供的访问内存中已加载规则的方法，包含加入、变更、删除、获取指定规则、变更规则状态。
参见附图3所示，上述单元均采用Java语言的软件方式实现，作为安全管理平台系统的一个服务模块出现，管理平台最终安装于高性能硬件主机内，以服务器的方式运行于网络中。
规则群组系统使用安全管理平台服务器作为宿主。配制防火墙，IDS，主机，应用系统，网络设备向规则群组系统所在机器发送事件日志信息，规则群组系统便可以根据设定的规则判断收到的事件是否满足触发动作的要求。
该种用于上述大规模事件处理的规则群组系统的处理方法，该方法是通过软件编程来实现的，该软件的流程如图4所示，该软件被打包成jar文件，被java虚拟机加载，作为系统的应用进程运行。
该方法的步骤是：
1.java虚拟机构建规则服务单元的java类实例，并由规则服务单元初始化其他单元；
2.关联执行单元将事件交给自身管理的规则机器人单元表示的java类实例进行判断，如流程图的a-c；
3.规则机器人单元如果处于活动状态则进行下面的判断，如流程图的d；
4.判断时首先查找本规则使用到的变量符号表，然后从事件对象中取得相应的值，交给规则含有的逻辑判定树进行运算如流程图的e-f；
5.如果涉及到引用过滤器插件的运算还要通过前文所述的过滤器哈希表找到过滤器插件的运行对象，并交给它进行验证，如流程图g-l；
6.对于满足判定条件的事件，交给动作响应单元表示的java类实例执行相应的动作，如流程图的m-n。
本发明采用规则主动索取事件的方式，系统让每条规则都能自行决定自己的判断过程，并且让众多的规则形成不同的群组，每个群组处理事件的负载基本相同，调度模块不仅保证事件能够经过每条规则的判断，同时还将串行化的规则处理过程并行化，提高了规则的处理效率，并极大的减轻了集中管理平台的工作负载。
Claims (2)
1.一种大规模事件处理的规则群组系统，该系统属于网络设备集中管理平台，其特征在于：该系统包括：
A.规则服务单元(1)，完成与其连接的单元的创建和初始化，并保留这些单元在内存中的地址，以便在撤销这些单元时能够执行相应的从内存中清除指定单元的命令；
B.事件缓冲区单元(2)，由规则服务单元(1)对其进行创建和初始化，接收外部系统提供的各种网络事件，事件缓冲区单元(2)采用双向循环队列的结构形式，队列中的每一个节点由一块内存缓冲区构成，每块这样的内存缓冲区都将存放接收到的若干条事件信息；
C.规则管理单元(3)，由规则服务单元(1)对其进行创建和初始化，用于从事件缓冲单元(2)中获取事件并交给内部的规则进行判断，对于满足某条逻辑规则的判断，将触发动作响应单元(7)中的指定动作，包括：
内存管理单元(4)，由规则管理单元(3)对其进行创建和初始化，用于规则在内存中的存储管理，包括：
规则机器人单元(41)，是具体规则在内存管理单元中的表现形式，用于具体的事件逻辑判断；
过滤器插件单元(42)，是内存管理单元(4)的功能模块，功能是加载各种过滤判断条件，并以哈希表的方式将各个过滤条件保存在内存中，并提供给规则机器人单元(41)访问；
执行群组单元(5)，功能是组织规则判断的负载管理，由规则管理单元(3)对其进行创建和初始化，包括：
关联线程组单元(51)，以数组的方式组织于执行群组单元(5)，用于保存不同的规则群组；
关联线程执行单元(52)，作为关联线程组单元(51)的数组元素，用于为自身执行单元内的所有规则机器人单元(41)提供事件来源并交给规则机器人单元(41)处理，其中该关联线程执行单元(52)含有被管理的规则机器人单元(41)在内存管理单元(4)中的地址信息，关联线程组单元(51)的元素由分别独立运行的线程组成，每个线程由关联线程执行单元(52)控制；
外部访问单元(6)，提供以JMX为标准协议的对外访问接口，调用内存管理单元(4)提供的访问内存中已加载规则的方法，包含加入、变更、删除、获取指定规则、变更规则状态。
2.一种用于上述权利要求1所述的大规模事件处理的规则群组系统的处理方法，其特征在于：该方法的步骤是：
A规则分配的过程
1.规则服务单元初始化事件缓冲区单元，规则管理单元和动作响应单元；
2.在规则管理单元的关联线程组单元中设定群组数目；
3.依照每组负载均等原则，将新规则分配到负载最小的组；
4.对于在系统运行的动态时刻新增的规则也按照3的方式分配；
B事件判断过程
5.关联执行单元将事件交给自身管理的规则机器人进行判断；
6.规则机器人如果处于活动状态则进行下面的判断；
7.判断时首先查找本规则使用到的变量符号表，然后从事件对象中取得相应的值，交给规则含有的逻辑判定树进行运算；
8.如果涉及到引用过滤器插件的运算还要通过前文所述的过滤器哈希表找到过滤器插件的运行对象，并交给它进行验证；
9.对于满足判定条件的事件，交给动作响应单元执行相应的动作。
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