[發明專利]一種基于復雜網絡理論的SOA系統可靠性評價方法

有效

• 申請號: 201410490283.2
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104298593B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李大慶;王飛龍;王世海;劉斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

1.一種基于復雜網絡理論的SOA系統可靠性評價方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一：進行SOA系統的結構與功能特征分析，獲得系統建模需要的相關拓撲結構信息，建立拓撲結構模型；此外利用網絡可視化技術，給出網絡的拓撲結構圖；

步驟二：由于系統的結構往往會對發生在系統中的動力學行為即故障的傳播產生重要影響，所以在進行系統的故障行為分析之前需要分析系統的靜態結構特征；基于復雜網絡理論，對建立的可靠性模型的基本靜態拓撲屬性進行統計分析，包括節點入度分布、節點出度分布、軟件共用分析；

步驟三：在建立的系統拓撲結構的基礎上，基于復雜網絡理論，建立針對SOA系統的級聯失效模型，得到系統的可靠性模型，設計出適用于SOA系統可靠性評價的仿真實驗方案，并完成SOA系統可靠性仿真實驗；

步驟四：利用步驟三中可靠性仿真實驗中的結果，對系統開展脆弱性分析和可靠性計算，給出對系統可靠性影響較大的關鍵軟件列表并分析原因，同時給出系統的可靠性量化評估結果，為高可靠性系統的設計、規劃管理和優化控制提供依據；

其中，步驟一中所述的“獲得系統建模需要的相關拓撲結構信息”，具體方法如下：

系統中的節點信息以及軟件與服務之間連邊信息的獲得：整個SOA系統根據使用方的配備分為若干子系統；用戶根據需求給出服務列表，由SOA系統設計單位設計出基于用戶需求的服務-軟件編配表，編配表中包括SOA系統要實現的所有服務，以及實現各個服務需要調用的復數個軟件；從服務-軟件編配列表中提取所有的軟件、服務信息，同時軟件被服務調用這一信息被抽象成軟件與服務之間的連邊；由于一個服務的實現往往需要多個軟件的共同協作，一個服務常與多個軟件存在連邊；

同一子系統中不同服務之間的連邊信息：同一子系統中不同服務之間的連邊由服務之間數據傳遞關系建立，并且這種連邊是有向的，即如果服務A需要接收來自服務B的數據，那么服務A與服務B之間就存在一條有向邊B→A；同樣的一個服務需要接收來自多個其它服務的數據，所以指向該服務的邊有多條；不同子系統間服務間的連邊信息：不同子系統間，由于相同服務之間存在信息數據交互，所以相同服務間建立連邊。

2.根據權利要求1所述的一種基于復雜網絡理論的SOA系統可靠性評價方法，其特征在于：步驟二中所述的“對建立的可靠性模型的基本靜態拓撲屬性進行統計分析”，具體內容與方法如下：系統軟件共用次數分析：考慮到系統中相同的軟件資源被配置到各個子系統中的各個部門中去，并且由于各部門職能的差異，系統各部門所需的服務存在巨大差別，這最終導致了系統中各個軟件的使用頻率或者說配置份數不同；對各個軟件被不同部門的共用次數的統計，構成了系統軟件共用次數分析；分析輸出三個結果：各個軟件的共用次數、各軟件根據共用次數頻率的高低排序結果、具有n次共用次數的軟件的個數統計結果，其中利用第二個結果得到基于軟件共用次數的關鍵軟件列表；

服務節點軟件度分布統計：根據用戶的需求，每項服務會使用數目不等的軟件；一個服務的軟件度k_soft指為該軟件配置的可供調用的不同軟件的數目；

服務節點的入度分布統計：一個服務的入度k_in指的是，服務作為k_in個其它服務的數據接收方，即系統中有多少個其它服務即上游服務向它發送數據；k_in越大代表這個服務對外界的依賴性越大；

服務節點的出度分布統計：一個服務的出度k_out指的是，服務需要向其它k_out個服務發送數據；一個服務的出度k_out越大，說明這個服務當前的工作狀態越容易對系統中其它服務的工作狀態造成影響，換句話說，該服務的故障是容易傳播開的。