[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

本發明公開了一種計算機系統的軟硬件拓撲結構的評估方法及系統，涉及系統請求處理過程的模擬以及系統軟硬件拓撲結構對請求處理的影響機制的建模，通過模擬系統處理請求的過程，統計并估計系統在采用某種軟硬件拓撲結構時，其處理請求所表現出來的系統吞吐量上的各種指標。

技術領域

本發明涉及計算機系統技術，具體涉及一種基于請求處理模擬的系統軟硬件拓撲的評估算法及系統。

背景技術

如今的像數據中心這種大型的計算機系統，盡管為滿足不斷增長的請求處理需求做出了巨大貢獻，但是其往往在網絡利用率、故障恢復能力、增量可擴展性等方面遠未達到其理想的性能。因此，也就涌現出不少新的數據中心網絡拓撲架構，比如基于擴展器的數據中心拓撲(expander-based?data?center?topology)和葉脊網絡拓撲(leaf-spinetopology)，以及與它們相關的網絡拓撲優化方法。基于擴展器的數據中心拓撲有一個名為“擴展圖”的無向圖，使用該拓撲結構的數據中心可以被增量擴充到任意大小而且可以保證其高性能；而葉脊拓撲結構則通過在傳統的三層網絡結構上增加一層平行于主干縱向網絡結構的橫向網絡結構，以在這層橫向結構上增加相應的交換網絡，實現傳統三層網絡結構無法實現的高擴展性和性能。

傳統的用于評估一類網絡拓撲結構的效果的方法，通常是基于一些基準測試程序，對系統的硬件資源的網絡拓撲結構所能帶來的性能進行評估。基準測試程序通過模擬(或真實的運行)各種運算任務和數據傳輸任務，對系統施加指定的測試壓力，測試者就可通過觀察系統在各種測試壓力下的反映，來評估系統的各方面的性能，包括一類新的網絡拓撲結構究竟能夠給系統的性能帶來怎樣的提升。

傳統的運行基準測試程序對網絡拓撲結構進行效果評估的方法，由于需要真實地搭建出一個滿足指定網絡拓撲結構的計算機系統才能進行效果評估，需要耗費大量的資源和時間在真實系統的搭建上，這種時間和資源的高耗費，往往不利于網絡拓撲結構的快速迭代。且由于通用的基準測試程序常常因更新緩慢和種類稀少而不能很好地模擬當下真實系統中所運行軟件帶來的壓力分布，使用其測試得出高性能的系統，未必能夠在部署真實的軟件和接收真實的請求后仍可以達到測試中的高性能。這兩個缺點，使得這種傳統方法難以利用于現實運行的系統的拓撲結構更新所帶來的效果評估。

發明內容

本發明的目：本發明意在解決傳統的利用基準測試程序進行網絡拓撲評估的方法在資源與時間上的高耗費，提出了一種計算機系統的軟硬件拓撲結構的評估方法，涉及系統請求處理過程的模擬以及系統軟硬件拓撲結構對請求處理的影響機制的建模，通過模擬系統處理請求的過程，統計并估計系統在采用某種軟硬件拓撲結構時，其處理請求所表現出來的系統吞吐量上的各種指標。

技術方案：一種基于請求處理模擬的系統軟硬件拓撲評估算法，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。

進一步的，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；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；