[發明專利]一種面向云計算在線業務的異常負載檢測方法

有效

• 申請號: 201510419286.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105071983B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 周悅芝;劉金釗;張迪;張堯學
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種面向云計算在線業務的異常負載檢測方法，利用在線業務的歷史負載數據，通過小波分析和統計分析來檢測在線業務異常負載的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1)利用固定周期采樣方法，收集承載某個在線業務的所有主機的各負載項的信息數據，主要包括CPU使用率、內存使用率、磁盤I/O速率和網絡I/O速率，記為其中表示某一時間點i的負載統計數據，i＝1,2,….,n；n為正整數；x表示主機的CPU、內存、磁盤I/O或網絡I/O之中任一項使用率；

步驟2)預處理收集到的所有主機的負載項信息數據：對于當前在線業務的每一個負載項的信息數據，將其處理成具有固定時間間隔的時間序列，如果某一時間點數據為空，則對該時間點進行數據插補處理；各負載項的時間序列以元組的形式存儲，記為其中其中k為時間序列周期與采樣周期的比值。將收集到的負載數據處理成具有固定周期的時間序列，之后合并所有主機的負載項的數據，得到當前業務所有負載項數據的時間序列；

步驟3)對在線業務的每一個時間序列進行離散小波變換，得到系數矩陣和細節向量；在得到的系數矩陣中的每一個系數向量上進行統計分析，計算出每一個系數向量存在異常負載的概率；

步驟4)采用加權公式對所有系數向量的概率計算帶權平均值，求得每一個時間序列存在異常負載的概率p，利用如下公式：

其中w_i＝e^logi+1(5)

對于求得的時間序列異常概率，存入在線業務數據庫；

步驟5)對于每一個時間序列，將求得的概率與置信函數給出的置信區間做對比，判斷是否存在異常負載；若求得的概率落入置信區間內，則說明該時間序列不存在異常；

步驟6)綜合當前在線業務的所有負載項的負載信息以及求得的異常負載概率，判斷該在線業務是否存在異常負載；具體包括以下步驟：

步驟6.1)根據步驟5)的結果找出對應在線業務的所有存在異常負載的負載項的時間序列；

步驟6.2)對于所有存在異常的負載項，記錄其時間序列的最后一個點所對應的時間點，作為該項異常發生的時間點，記錄項存入在線業務數據庫中；

步驟7)使用K-均值聚類算法查找出當前在線業務存在異常的承載服務器。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括：

步驟2.1)選出承載某一在線業務的所有主機的所有負載項的信息數據，將該數據處理成具有固定時間間隔的時間序列，時間序列以元組的形式存儲；

步驟2.2)篩選出一個負載項的所有負載信息數據，如果某個主機某一時間點的某項負載的信息數據的值為空，則利用平均值法填充該主機在該時間點的某負載項的信息數據數值；例如，對于序列{C₁,C₂,…,C_i,…,C_k,…,C_n}，其中C_k為缺失項，則先令C_k＝0，然后通過該式(1)將計算C_k的值填充到該時間點：

步驟2.3)合并所有主機的負載項的信息數據，得到該負載項的時間序列，記為合并方法為在時間點t_i，時間序列S的值如式(2)：

其中為主機j在t_i時刻的負載值，m為主機數；

步驟2.4)如果當前在線業務仍有未處理的負載數據，跳轉到步驟2.1)，否則轉步驟3)。