[發明專利]數據中心網絡設備健康度的自適應評價方法

有效

• 申請號: 201410690233.9
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104468200B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 陳琳;王寶生;張曉哲;黃峰;黃杰;陶靜;劉亞萍;王斌鋒;南洋;張飛朋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

本發明公開一種數據中心網絡設備健康度的自適應評價方法，該方法步驟為：1)建立設備的健康度模型，將設備的各項性能參數與性能參數對應權值的加權和作為健康度值，將健康度值轉換為健康指數；2)獲取網絡拓撲描述信息并根據設備在網絡中的位置采集各設備所有網絡接口的狀態信息，計算設備報文接收狀況、掉線狀況的各項性能參數；3)設置參數權值并根據性能參數發生的概率進行調整，根據健康度模型計算設備的健康指數，再根據計算得出的健康指數調整參數權值，直至健康度指數調整至預設范圍內。本發明具有實現方法簡單，能夠對大規模網絡中設備健康度進行有效、全面的評估并能夠根據網絡結構進行自適應動態調節的優點。

技術領域

本發明涉及網絡健康評價技術領域，尤其涉及一種數據中心網絡設備健康度的自適應評價方法。

背景技術

大規模數據中心通常是使用數量眾多的核心交換機、匯聚交換機和接入交換機組成層次式高速以太網，并分別與數據中心計算服務器集群和大容量存儲系統連接，負責為計算服務器之間、計算服務器與存儲系統之間提供高速信息傳輸支持，因此數據中心網絡的可用性和傳輸性能是影響數據中心外部服務能力的重要因素。在數據中心網絡的實際運維中，由于大規模網絡中設備規模龐大、鏈路結構復雜，使得網絡出現故障的概率也相當高。

網絡的健康度是指通過健康指數來評價網絡及設備的性能狀況，以下是目前幾種主要的網絡健康度評估方法以及其優缺點：

1)通過跟蹤大量的TCP會話交互過程，發現不同網絡路徑的端到端性能指標，并且在匯聚的基礎上完成對不同網絡域之間網絡連接的健康度評估。該方法的優點是能夠比較準確的得到端到端之間的鏈路情況；缺點是需要通過模擬每個TCP會話雙方的協議棧行為指標進行測量，當網絡規模龐大時健康度評估的指標將難以獲得；

2)將網絡劃分為幾個網絡域，通過不同網絡域間鏈路的空閑率、時延數據結果進行分析而得到網絡的健康度，在時間、位置不同的情況下比較RTT的各項指標，以此完成判定。該方法的優點是可以快速粗略評估整個網絡的運行狀況；缺點是無法按照設備的重要程度區分不同鏈路對整個網絡的影響程度；

3)基于網絡QoS參數的模糊評價方法，該方法可以根據用戶的應用體驗、網絡的傳輸質量來判斷網絡健康度，并根據認知算法調整使用的QoS參數的權重來計算網絡健康度。該方法的優點是能夠從應用層的角度評價網絡的健康狀況，獲得較好的用戶體驗；缺點是在數據中心網絡中采用QoS參數并不能全面反應網絡設備的健康情況；

4)將影響網絡運行的單元分層，每層都有若干的設備或鏈路，當每層的所有設備或鏈路都大于閾值時才判斷該層網絡情況為正常，然后逐層進行判斷，最終得到整個網絡的健康度情況。這種方法的優點通過將復雜的網絡問題劃分成簡單的局部的模塊，能夠快速評價數據中心網絡設備的整體狀況；缺點是沒有考慮網絡設備部署的層次結構，無法根據網絡設備的層次結構進行動態的調整。

5)通過對網絡中硬件，服務，傳輸等各種因素分類和逐個分析，來判斷網絡是否故障，優點是這種方法簡單快捷，缺點是只能非常粗略的判斷網絡是否正常，無法對網絡的健康情況進行分級判定。

通過對十余個美國數據中心的日志進行挖掘分析得出：網絡故障主要包括設備故障、鏈路故障和接口故障，其中設備故障中軟件類故障占比約75％、硬件類故障為25％，且其中接入交換機單設備故障率約為0.045，而匯聚交換機單設備故障率更是高達0.111；在鏈路故障中，接入交換機和匯聚交換機之間鏈路故障的比例最高，達到58％，且這些鏈路故障會有18％左右的概率影響到網絡的連通性。

綜上所述，需要有一個網絡新的評估體系，能夠考慮數據中心巨大的設備規模與復雜的網絡結構，并能夠通過設備指標對網絡設備性能進行預測，幫助進行網絡的優化。

發明內容