[發明專利]一種服務器運行時狀態的跨層度量方法及系統

有效

• 申請號: 201711050056.8
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107957934B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 何慧虹;趙麗;劉謙;王勇;樊冬進;麻志毅
• 申請（專利權）人: 國家計算機網絡與信息安全管理中心
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F18/2321;G06F18/2413
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種服務器運行時狀態的度量技術，具體涉及一種服務器運行時狀態的跨層度量方法及系統。

背景技術

虛擬化技術的不斷成熟以及相關技術的不斷演進，極大提升軟件系統的可靠性和可用性的同時，也為傳統的服務器運維帶來了新的挑戰。從IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)、SaaS(Software as a Service)到容器云引領的CaaS(Container as a Service)和微服務架構，都致力于將基礎設施、中間件等各種軟、硬件資源虛擬成一種服務提供給軟件系統，使得軟件系統與底層運行環境解除綁定，增強了軟件部署的靈活性、可靠性和可用性。為了應對上述高靈活性和高彈性的資源分配架構給大規模服務器運維帶來的新挑戰：服務器的故障引發根源越來越難追溯，服務器故障產生的影響也越來越難以評估。產業界目前普遍采用各種模型以度量服務器的狀態，從而可以評估服務器故障的影響范圍。

然而，注意到目前服務器狀態模型主要著眼于服務器自身，以硬件資源利用率和告警信息作為模型輸入，用以評估當前服務器對外可提供服務的能力和故障、告警的緊急程度，并不支持深入分析服務器內部運行狀態，因此它難以用于追溯引發服務器故障的根本原因，例如服務器內存利用率過高是由于某一虛擬機內的業務處理請求發生異常導致，也難以評估該故障或告警對上層業務造成的影響。這些模型普遍將服務器及其承載的服務(如虛擬機、容器等)割裂對待，忽略了服務器和承載服務之間相互影響的關系，導致不能深入分析服務器內部運行狀態，例如承載服務運行狀態對服務器硬件狀態的影響程度，并還原告警和故障發生的原因。更深遠的說，由于這些服務器狀態模型還停留在服務器表征層面，難以用來探究服務器狀態變化的深層原因，因此難以作為容量規劃決策的依據。

發明內容

為解決上述現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種服務器運行時狀態的跨層度量方法及系統，解決了當前服務器狀態模型主要以當前資源利用率和已發生的告警作為輸入，難以追蹤健康度變化過程，不具備服務器提前預警的能力；解決了當前服務器狀態模型忽略服務器及其承載服務相互影響關系，導致健康度度量還停留在表層，無法深入分析導致健康度變化的根本原因，也難以為容量規劃提出依據的問題。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種服務器運行時狀態的跨層度量方法，其改進之處在于：

將預先采集的目標服務器數據轉換成變化向量，并將變化向量轉換成余弦空間的點；

對余弦空間的點進行聚類，得到所有時刻的分類數，并計算每個分類的類中心位置和邊界；

將余弦空間的點作為輸入計算目標服務器的余弦空間的點所屬類，將類中心位置作為輸入計算目標服務器的變化向量到所屬類的類內距離；

根據目標服務器的余弦空間的點所屬類和類內距離，得出服務器的運行時健康度狀態。

進一步地：所述將預先采集的目標服務器數據轉換成變化向量，并將變化向量轉換成余弦空間的點，包括：

根據預先采集的目標服務器數據計算變化向量；

根據變化向量計算變化向量模；

將變化向量模投射到方向余弦空間中，得到余弦空間的點。

進一步地：所述變化向量用下式表示：

式中：為服務器x在t_i時刻的采集值，為服務器x在t_i-Δt時刻的采集值為，為服務器x從t_i-Δt時刻至t_i時刻的變化向量；分別為基礎設施層指標中關鍵部件資源的利用率，為第w個容器的健康存活率，Jc_w,i為第w個容器ct_i在觀察窗口內接收到的輸入數量，Jc_w,i-Δt為第w個容器ct_i-Δt在觀察窗口內接收到的輸入數量，Jr_w,i為第w個容器ct_i在觀察窗口內符合要求響應的請求數量，Jr_w,i-Δt為第w個容器ct_i-Δt在觀察窗口內符合要求響應的請求數量，i表示第t_i個采集時刻，m為基礎設施層采集的指標總數；h是健康度healthy的縮寫。

進一步地：令l＝m+3，用h統一表示的分量，則服務器x在t_i時刻的變化向量表示為：

所述變化向量模用下式表示：