[發明專利]一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法

有效

• 申請號: 201811255155.4
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109446641B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 莫毓昌;蔡紹濱;張昭;高振國;龔玉環
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 泉州市眾創致遠專利代理事務所(特殊普通合伙) 35241
• 代理人: 曾金鳳

本發明公開了一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法，包括以下步驟：請求階段：用戶的服務請求首先到達CMS，被劃分為多個子任務，如果此時調度系統的任務隊列有足夠的空間，即請求未被阻塞的情況下，CMS接收用戶請求；調度階段：子任務排隊等候調度系統的調度。本發明解決了現有的基于解析的建模技術難度大、現場實測費用昂貴、周期長和錯誤不可重現的問題，該云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法，具備建模技術難度小、現場實測費用便宜、周期短和錯誤可重現的優點，采用解析建模的方法，以概率論為數學基礎，從時間的維度，同時兼顧了云計算本身的容錯技術，建立了云計算服務系統的可靠性模型，值得推廣使用。

技術領域

本發明涉及云計算技術領域，具體為一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法。

背景技術

云計算是目前的新技術之一，它融合了網格計算、效用計算、互聯網計算和SOA等，有效地整合并實現多層次虛擬化與抽象各種計算、存儲、數據和應用等資源，以服務的形式按需提供給用戶，將用戶從復雜的底層硬件邏輯、網絡協議、軟件架構中解放出來，是服務模式的創新，但近幾年亞馬遜、谷歌、微軟和Saleforce.com等主流供應商陸續發生服務中斷、用戶無法訪問云服務、郵件服務延遲和數據丟失、數據備份丟失等事故，云計算的安全、可靠性受到多數用戶的質疑，可靠性成為目前限制其大規模應用的關鍵因素之一，但目前未見對云計算服務的系統運行過程的任務可靠性模型，因此，作為云計算的基礎性和共性技術，對云計算服務系統可靠性建模技術的研究具有重要意義，鑒于現有的基于解析的建模技術存在著難度大、現場實測費用昂貴、周期長和錯誤不可重現等問題，為此，我們提出了一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法，以解決上述存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法，具備建模技術難度小、現場實測費用便宜、周期短和錯誤可重現的優點，解決了現有的基于解析的建模技術難度大、現場實測費用昂貴、周期長和錯誤不可重現的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種云計算服務系統的多階段可靠性建模分析方法，包括以下步驟：

步驟1：請求階段：用戶的服務請求首先到達CMS，被劃分為多個子任務，如果此時調度系統的任務隊列有足夠的空間，即請求未被阻塞的情況下，CMS接收用戶請求；

步驟2：調度階段：子任務排隊等候調度系統的調度，調度系統按照某種調度算法將子任務調度到各個計算節點；

步驟3：執行階段：各個計算節點根據子任務的具體情況，按照一定的執行順序或者鏈路通信交換約束處理子任務，最終完成用戶的服務請求。

優選的，所述在整個服務過程中，可能存在很多故障導致服務任務無法完成，主要包括有隊列溢出、請求超時、數據源丟失、計算資源不可用、軟件故障、數據庫不可達、硬件故障和網絡故障等。

優選的，所述任務請求階段的建模用戶向CMS提交服務請求(分解為m個子任務)，CMS中的調度系統(S個調度器)負責接受子任務，根據上文的假設可得該階段為多服務的排隊系統，從系統的角度來看，運行一段時間后必將到達一個穩定狀態，即在任務隊列中等待的子任務個數和在調度系統中正在被調度的子任務個數之和總是為k，被稱為狀態k，該穩定狀態的穩態概率1≤k≤N，其中P_i^-到達的服務請求i發現系統中有i(i＝1，2，3…N)個任務的概率為一般情況下當服務請求的到達服從泊松分布，可通過求解以下方程組求得其中P_i,j一步轉移概率，若當前云計算系統的調度系統隊列有足夠長的空間容納該用戶服務請求的子任務，則所有的子任務進入隊列，否則所有的子任務將被阻塞，從而導致整個用戶服務請求失敗，因此用戶請求被CMS阻塞的概率為由此可得一個被分解為m個子任務的用戶服務請求被阻塞的概率為