[發明專利]一種基于請求處理模擬的系統軟硬件拓撲的評估方法及系統

有效

• 申請號: 202010064200.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111274109B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 儲誠貴;董清泉
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司信息通信公司;全球能源互聯網研究院有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

1.一種基于請求處理模擬的系統軟硬件拓撲評估方法，其特征在于：包括以下步驟：

通過模擬系統處理請求的過程，得到系統吞吐量指標；

根據系統吞吐量指標，得到系統當前采用的軟硬件拓撲結構的評估結果；

所述通過模擬系統處理請求的過程，得到系統吞吐量指標的步驟為：

以請求分布信息、系統的硬件資源拓撲圖、系統的軟件資源圖、軟件部署信息和請求對應的軟件資源調用概率信息為輸入，以系統每秒處理請求數目、平均響應時間和請求并發數為輸出；

所述硬件資源拓撲圖為由內存資源、外存資源、運算資源、帶寬資源這四類硬件資源作為頂點，以及這四類硬件資源之間的數據連接作為邊形成的無向圖，每個頂點都有一個用以表明它擁有的資源的量的屬性值，該硬件資源拓撲圖記為H＝〈V_H，E_H，其中，v_H表示頂點集合，E_H表示邊集合，通過對硬件資源拓撲圖的頂點進行編號獲取硬件資源圖中的頂點硬件資源信息；

所述軟件資源圖包括軟件資源拓撲圖和軟件資源的硬件資源占用信息；所述軟件資源拓撲圖為由構成軟件的組件和數據集作為頂點、由組件與組件、組件與數據集之間的數據連接作為邊形成的無向圖，記為S＝〈V_S，E_S，其中v_S為頂點集合，E_S為邊集合，通過對軟件資源編號獲取軟件資源拓撲圖S中的軟件資源信息；

所述軟件資源的硬件資源占用信息包括處于靜止狀態的硬件資源占用信息和處于運行狀態的硬件資源占用信息；

所述處于靜止狀態的硬件資源占用信息記為：

其中，分別表示編號為i的軟件資源處于靜止狀態占用的計算、內存、外存、帶寬資源的量；

所述處于運行狀態的硬件資源占用信息記為：

其中，記編號為i的軟件資源占用計算資源的數目為時長為占用內存資源的數目為時長為占用外存資源的數目為時長為占用帶寬資源的數目為時長為服從二維正態分布，對K∈{C，M，E，N}，為對應的二維正態分布的參數；

所述軟件部署信息D記為D＝(d₁，...，d_h)，其中為編號i的軟件資源的部署信息，分別表示該軟件資源所占用的運算、內存、外存、帶寬資源在硬件資源拓撲圖中的頂點編號，h＝|V_S|+|E_S|為軟件資源拓撲圖中軟件資源的數目；

所述軟件資源調用概率信息為P＝(p₁，...，p_m)，其中，m為請求的類別數目，為第k類請求對應的軟件資源調用概率向量，其中表示處理第k類請求時，軟件資源圖S中編號為i的軟件資源被調用概率；

具體包括以下步驟：

步驟1：初始化變量；所述變量包括請求、available、processingList、waitingList、processedNumber、requestNumber、requestList、time、totalResponseTime；

available表示可用硬件資源向量；

processingList表示盛放所需硬件資源已分配完全的請求列表，初始值為空列表；

waitingList表示盛放所需硬件資源未分配完全的請求列表，初始值為空列表；

processedNumber表示當前系統已處理的請求數目，初始值為0；

requestNumber表示記錄當前時間步所需申請的各類請求的數目，初始值為0；

requestList表示盛放當前時間步新生成的請求列表，初始值為空列表；

time表示系統運行時間，初始值為0；

totalResponseTime表示系統當前處理的所有請求的響應時間總和，初始值為0；

所述請求包括以下屬性：req.startTime、req.softwareRscList和req.hardwareRscList；

req.startTime表示請求被系統接收的時間；

req.softwareRscList表示盛放該請求被處理時需要調用的軟件資源列表；

req.hardwareRscList表示盛放該請求申請到的硬件資源列表；

步驟2：檢查processingList中是否存在待處理的請求，若不存在待處理的請求，則執行步驟3；若存在待處理的請求，則判斷請求中的req.hardwareRscList中是否存在占用到期的硬件資源，若存在占用到期的硬件資源，則釋放該硬件資源至available上，并從processingList上刪除req.hardwareRscList中所有硬件資源被釋放的請求，執行步驟3；若不存在占用到期的硬件資源，則執行步驟3；

步驟3：processedNumber＝processedNumber+1

totalResponseTime＝totalResponseTime+(time-req.startTime)；

步驟4：根據請求分布信息，隨機取樣生成本周期需處理的各種類別請求的數目：

步驟5：針對每種類別請求的數目，根據請求對應的軟件資源調用概率信息和軟件資源圖，對應生成指定數目的新請求，并將新請求隨機插入requestList中；

步驟6：判斷waitingList中是否為空，若為空，則執行步驟7，否則，對waitingList中的請求分配硬件資源，并將分配成功的請求放入processingList中，將分配不成功的請求繼續留在waitingList中等待下次分配；

步驟7：對requestList中的新請求分配硬件資源，將分配成功的新請求從requestList中剔除并放入processingList，將分配不成功的請求從requestList中剔除并放入waitingList；

步驟8：維護循環步數和運行時間：n＝n+1，time＝time+stepSize，timeSize表示每個時間步的步長；若n＜N，N為算法迭代次數，返回步驟2，否則表示達到循環次數，執行步驟9；

步驟9：統計得到每秒請求處理數目、平均響應時間和負載量：

concurrency＝avarageResponseTime×transactionPerSecond。