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摘要
为了安全和方便，本文讨论了云中的智能运输服务（Cloud-STS）。 STS在云网络中提供以驱动程序为中心的板服务。 STS由车对WiFi网络（VtoWiFi），车对云网络（VtoCN），车对车（VtoV）和云网络对服务提供商（CNtoSP）组成。想法是利用（启用WiFi的）Smart Highways和启用3Dcamera的仪表板导航设备来增强事故预防/监视和控制。因此，在发生事故的情况下，将使用收集器记录的视频和GPS模块指定的有关位置的信息传输到可靠的云中，以便有关当局可以同时查看存储的证据并提供其他信息。捕获和共享实时事故/交通画面的服务。
关键字：云计算；智能交通；安全;车载网络。
一、引言
我们的技术日新月异，已经在各种类型的事件管理的事故，管理，数据收集和存储领域取得了许多技术进步[1]。根据美国国家标准技术研究院（NIST）的说法，云计算为按需网络访问提供了可共享的可配置计算资源池的便利[2]。云计算是基于Internet的计算，其中应用程序软件，基础架构和平台在云中可用，并且最终用户（商人，开发人员）可以作为客户端访问它。云计算是IT安全领域中快速增长的领域，因为云架构不断涌现。领先的市场领域中出现的主要动态思想云提供商是Amazon，Microsoft，Google，IBM，Oracle，Eucalyptus，VMware，Eucalyptus，Citrix，Salesforce和Rackspace，还有许多提供不同Cloud服务的不同供应商[3]。
在本文中，我们正在考虑将云计算系统用于智能交通系统（STS），这是未来交通系统的领域。这是即将到来的技术的先进技术，例如更先进的无线传感器网络，分布式系统架构，云计算，道路上多种类型的汽车的感测和致动，控制和检测，以提高乘客的安全性，优化运输系统的服务和实时交通情况。STS正在朝着在运输领域集成虚拟技术的方向快速发展。我们正在尝试探索将STS框架增强为有价值的云计算系统的新可能性。云计算具有非常广阔的应用领域，包括机器端和客户端。因此，来自不同技术领域的人们可以为这个不断发展的研究领域做出贡献。但是，在云平台上进行应用程序开发的愿景仍处于起步阶段。提出的技术考虑了启用Internet的STS系统，该系统可以通过使用云计算来增强事故预防、监视和控制功能，发挥非常关键的作用。
动机:
今天，每个国家的经济都以惊人的速度增长。世界各地的人们都有旅行的交通工具。一些人购买它作为身份象征，而另一些人则根据需要购买它。
图1 现有的运输系统
我们经常可以看到每条街道上的车辆越来越多。另一方面，越来越多的灾难性车辆事故已成为司空见惯的事故。图1示出了本运输系统的路向图。我们搜索了一些经济稳定的国家，并根据最新报告列出了发生的事故数量。由于事故的数量不断增加，事故发生后，发生了有关车祸的争论或道路狂暴的案例。我们在这方面也进行了分析，并给出了一些统计数据：事故发生后，车祸辩论或道路狂躁是常见现象，地点有时情况不佳，并导致人员死亡。在图2我们提供了一些有关几个国家发生的交通事故的统计数据[5]。
图2事故频率统计
本文的其余部分安排如下。第二节简要介绍了云计算及其安全性问题以及可能的解决方案。第三节介绍了新颖的基于安全云的STS模型。最后，我们在第四节中总结了本文。
二、云计算中的安全问题
云计算已被许多行业广泛采用。随之而来的是安全问题。随着全球各个地区的迅速采用，云计算正经历着巨大的增长。云计算的基本特征是广泛的网络访问，按需自助服务，快速弹性，资源池和可衡量的服务。广泛的网络访问是指从提供在线访问的广泛位置访问云网络中托管的各种资源。按需自助服务是云供应商在需要时提供服务和资源的可用性。快速弹性是在需要时由供应商提供可扩展的服务。资源池通过可扩展的临时服务为最大的客户和客户提供服务。衡量的服务是对供应商提供给客户的服务的监视，其中包括计费和对资源的充分使用。
云计算中的三个构建块或众所周知且常用的服务模型是软件即服务（SAAS），平台即服务（PAAS）和基础架构即服务（IAAS），其中SAAS提供软件和服务。互联网上的按需应用程序，从而降低了软件，维护和运营成本。 PAAS通过Internet提供按需提供的平台，用于使用提供商提供的工具或/和库来开发软件。它还支持软件部署和配置设置。 IAAS为处理，存储和网络资源的基础架构提供了Internet上随需应变的基础架构[1]。
图3 云计算构件
随着云越来越流行，越来越多的组织希望向云迁移，但是向云迁移的关键问题一直是安全性。如今，每个部署模型都需要安全性。根据NIST [1]，云模型由主要的四个部署模型组成，例如公共云，私有云，社区云和混合云。采购公共云基础结构以供公众开放使用。它可以由企业，学术机构或政府组织或它们的某种组合来持有，管理和操作。私有云基础架构是由包括众多用户的单个组织获得特权使用的。从具有共同利益（例如，使命，安全要求，策略和合规性考虑事项）的组织的特定消费者社区中购买社区云基础结构以供特权使用，并且混合云基础结构是两个或多个不同云基础结构（私有，社区或公共场所），它们具有独特的存在性，但由促进数据和应用程序可移植性的标准化或专有技术绑定在一起。
因此，云服务提供商的透明度低于其他信息安全策略。造成这种差异的原因是政策。因此，它可能与企业信息产生冲突。企业需要对需要由云服务提供商提供的所需安全级别的服务级别协议有详细的了解。
三，云计算中的安全问题
存在各种安全问题，包括数据安全性，数据机密性以及对政府法规的遵守，信任，身份管理，体系结构，软件隔离性和可用性。通常，安全性是云客户端和提供商的共同责任。但是，组织本身要对云上的所有资源负责。尽管云计算提供了许多好处，例如低成本，但是数据安全性和隐私问题引起了人们的严重关注。因此，大多数云用户都不知道在共享环境中存储和传输私有信息的风险。因此，关键技术限制，例如透明度，多租户，攻击速度，信息保证，数据隐私和所有权，合规性，加密，完整性小心处理。
图4 云计算中的安全问题
透明性是当前企业面临的最大挑战，因此，他们不愿意转向云计算环境。一旦云变得透明，云用户就可以轻松地进行访问控制，并且可以轻松地管理其数据，从而建立起社会信任。因此，软件隔离，数据保护，信任，身份管理，体系结构和可用性是与云计算相关的主要安全问题。对于云客户端，将多台虚拟机并置在一台服务器中并共享相同的资源以增加攻击面，多租户是一个重要的安全问题。攻击速度威胁在云基础架构中迅速放大并传播，而云基础架构中的平台/组件相对较大，这也可以提高攻击速度。信息保证涉及云用户，真实性和授权使用，涉及云客户端的数据所有权，该云客户端属于属于有权访问该数据但不是其合法拥有者的客户端的数据。这引起了对潜在的未经授权的数据访问和滥用的担忧。应该使用加密和访问控制机制来保护数据。数据隐私可能会导致未经授权泄露云客户端的私有数据。私人数据可能包括客户的个人身份，客户请求的服务的详细信息以及客户的专有数据。为了信息的安全，云提供商和客户端均应承担相应责任。
四、智能运输系统（STS）
现在，STS技术的进步提供了预防/监视车辆和行人事故以及快速找到目的地的功能。此外，它还借助云网络将事故信息传递给关心的人。拟议系统的主要优势是常规云，它可以支持可持续的永久性服务，例如计算，业余无线电，航空等。
算法：STS中的车辆绕行路线程序
图5 STS系统的云计算架构
在图5中描述了为STS提出的云计算架构，其中从云计算到最终用户（车辆）呈现了四个层次。通信层包含一个传输层，用于在发生事故时通过ad hoc网络或到云服务器在最终用户之间共享信息。在运输层中，如果我们有一个Wi-Fi模块和Bluetooth模块使用它们各自的接口连接到处理器。在这里，有两个用于处理数据的处理器。第一个是主处理器，第二个是辅助处理器。主处理器将仅将数据（视频，音频，使用GPS / WiFi等有关位置的信息）共享给ad hoc网络范围内的客户端或使用Internet服务的基于云的服务器。最后一部分是常规云，它负责数据收集器层。它包括用于收集和传输数据和信息的各种模块，例如前后摄像头模块，LCD模块，GPS模块，用于事故检测的压力传感器，用于保护可能因温度过高而损坏的数据的温度传感器，用于车辆的接近传感器车道变化检测和速度传感器。
五、可靠的云网络
任何技术的强项都取决于其可靠性和可用性。可靠性表示如何定期无故障地使用资源（数据丢失，执行期间重置代码）以及资源失败的频率。停机时间是造成云计算可靠性严重问题的重要方面之一。为了了解云网络中的路由性能，我们评估了三种路由策略：车辆巡回，随机巡回和车辆巡回。通过仅使用类似于[9]的本地信息，对于每种策略，我们设置节点选择节点作为邻居之间的转发节点的概率如下：
车辆旅行：（1）
随机旅行：（2）
车辆绕行：（3）
其中，节点的度数（一跳邻居数）。
图6 基于云的智能交通系统
图6显示了基于云计算的智能运输系统（STS）的概述。我们可以看到的信息是使用收集器收集的，即前后摄像头模块，用于记录事故前后的数据。使用处理器处理收集的信息。信息会同时发送到ad-hoc网络附近的最终用户，而无需第三方电子设备的任何干预，以便他们可以接收有关附近车辆的新闻，然后驾驶员自行决定是否超车或驶过不。万一发生事故，使用采集器录制的视频和GPS模块指定的位置信息将传输到基于Wi-Fi的服务器，以便有关当局查看存储的证据。因此，可靠性是冗余的资源利用，并且可用性可以理解为在需要这些资源时考虑到提供这些资源所花费的时间而获得资源的可能性。无论采用具有高可靠性和可用性的属性的体系结构，云计算中的服务都会遭受拒绝服务攻击，性能下降，设备中断和自然灾害。为了消除FUDD（恐惧，不确定性，怀疑和虚假信息），可靠性，可用性和安全性可能很重要。在组织计划建立云基础架构以向消费者提供有效服务的计划中，必须将云资源的可靠性和可用性水平视为一个严重问题。
六、性能分析和最后备注
我们已经分析了拓扑交替周期的路由性能。随着交替时间越来越短，性能差距变得越来越小。在快速动态拓扑中，车辆频繁变化，因此，车辆角色的一部分减少了。我们认为，移动性或不稳定的链路质量有助于更改内部网络拓扑，从而最大程度地减少了特定车辆的依赖性。即使我们研究了这种解释，我们也会发现车辆绕行可以保持最佳的性能。结论是，适应车辆绕行策略以充分利用可用的网络资源并使特定车辆对整个网络的不良影响最小化是有益的。除了车辆绕行的负载平衡功能外，我们还回顾了以前的工作，这些工作涉及车辆的脆弱性及其对整个网络的影响。
图7 不同拓扑交替周期的网络流量状态
在本文中，我们主要将重点放在基于可靠云网络的STS上，尤其是在高速公路上驾驶的驾驶员的车辆安全方面。该系统将支持各种服务，例如经济，交通拥堵，污染和舒适的驾驶。此外，调查端更容易从云服务器收集事故的信息统计信息（如果有）。该系统将避免道路骚动，因为人们会优先了解交通统计信息。因此，该系统将为旅行者提供警示。因此，云计算为端到端用户提供了高度可扩展的按需计算平台，并为智能交通服务提供了高弹性和可用性。
致谢
该研究得到了教育科学技术部资助的韩国国家研究基金会（National Research Foundation）的基础科学研究计划的支持。（授权号：NRF-2011-0023076）。釜山广域市的BB21计划和2015年的韩国国立外国语大学研究基金也为其提供了支持。
英文原文附下：
V. RELIABLE CLOUD NETWORKS
Any technologyrsquo;s strong point is measured by its degree of reliability and availability. The reliability denotes how regularly resources are available without trouble (loss of data, code reset during execution) and how commonly they fail. One of the important aspect that creates serious problems for the reliability of cloud computing is down time. To understand routing performance in a cloud network, we assess three routing strategies: vehicle-touring, randomtouring, and vehicle-detouring. By using only local information similarly to [9], for each strategy, we set the probability that node chooses node as a forwarding node among neighbors as follows: Vehicle-touring: (1)
Rrandom-touring: (2)
Vehicle-detouring: (3)
where is the degree of node (number of one-hop neighbors).
Fig.6. Cloud based Smart Transportation System.
Fig.6 shows the
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