專利名稱：因特網(wǎng)服務(wù)的模型建立的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及檢測與診斷計(jì)算機(jī)服務(wù)的問題。更具體地，本發(fā)明涉及從計(jì)算機(jī)服務(wù)中自主收集、組織、抽取及提交測量數(shù)據(jù)，使操作員能檢測、隔離及解決故障與服務(wù)質(zhì)量問題，以及制訂服務(wù)與容量計(jì)劃。
在過去幾年中，通常稱作“因特網(wǎng)”的環(huán)球網(wǎng)已經(jīng)爆炸性地增長。主要是，這一增長受到所謂的“網(wǎng)頁”瀏覽器的引入與廣泛使用的促進(jìn)，這些瀏覽器允許對諸如電子郵件、新聞、文件傳送協(xié)議(ftp)、網(wǎng)頁等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行基于簡單的圖形用戶界面(GUI)訪問。許多人與因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)者(ISP)簽訂合同來獲得對因特網(wǎng)的訪問。ISP的用戶通常利用公共交換電話網(wǎng)用個(gè)人計(jì)算機(jī)及調(diào)制解調(diào)器連接到ISP。一旦連通，用戶便能執(zhí)行想要的功能。
除了提供對因特網(wǎng)的連接，ISP或諸如團(tuán)體IT部門等其它計(jì)算機(jī)接入供應(yīng)者(CAP)通常提供擴(kuò)展、增強(qiáng)或改進(jìn)因特網(wǎng)功能的額外服務(wù)、例如。許多CAP提供用戶收發(fā)電子郵件的能力?；蛘逤AP可提供本地域名服務(wù)器(DNS)來加快用戶試圖訪問的域名的分辨力，從而改進(jìn)整體接入速度。
這些服務(wù)的用戶趨向于用簡單的條件來觀察該項(xiàng)服務(wù)的質(zhì)量可達(dá)到性及性能(即速度、響應(yīng)性等)。不幸的是，服務(wù)的可達(dá)到性及性能取決于許多因素。首先是服務(wù)本身及實(shí)現(xiàn)該服務(wù)的服務(wù)器。這些服務(wù)器可包括服務(wù)器軟件、運(yùn)行服務(wù)器軟件的硬件、在硬件上運(yùn)行的操作系統(tǒng)以及支持該服務(wù)的實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)硬件與軟件。最后，服務(wù)器部件的性能與響應(yīng)性可進(jìn)一步取決于其它服務(wù)、硬件、軟件等。例如，電子郵件服務(wù)質(zhì)量首先取決于運(yùn)行電子郵件程序的硬件與軟件。這一電子郵件程序可取決于DNS服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)路由選擇器。DNS可用于在發(fā)送電子郵件之前解決域名，而路由選擇器則可用于將電子郵件從CAP局域網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到因特網(wǎng)主干上。最后，DNS服務(wù)器的性能可能取決于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)服務(wù)器及相同或不同硬件與軟件所提供的若干其它硬件、軟件或服務(wù)的性能。對電子郵件服務(wù)的性能有影響的各部件是互相關(guān)聯(lián)的并可位于相同或不同的網(wǎng)絡(luò)或硬件上，依賴于相同的或不同的軟件與操作系統(tǒng)，或在相同或不同的硬件上運(yùn)行。
從上面的討論中可以看出，簡單的可達(dá)到性及性能的服務(wù)質(zhì)量測定可能取決于配置在復(fù)雜的系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的許多硬件與軟件部件的相互關(guān)系。也有可能各個(gè)CAP會(huì)有獨(dú)一無二的部件配置及它們的相互關(guān)系構(gòu)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致難于構(gòu)造“萬能”的解決方法來進(jìn)行服務(wù)與容量計(jì)劃以及檢測、隔離與解決故障及服務(wù)質(zhì)量問題。
許多CAP在相當(dāng)量體裁衣的基礎(chǔ)上管理他們的網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合在公共域中可獲得的管理數(shù)字的集合及不斷發(fā)展的策略與過程來提供沒有預(yù)見性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)測定與監(jiān)控。通常在CAP人員之間只是在口頭上傳遞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、關(guān)系、測試與測定技術(shù)、策略及過程的詳細(xì)知識(shí)。通常只有最高級的技術(shù)操作人員了解所有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件之間的關(guān)系。最后，只在操作人員內(nèi)部取得了對付故障與服務(wù)質(zhì)量問題的來之不易的經(jīng)驗(yàn)之后，通常才啟動(dòng)操作過程與策略上的變化。帶有相關(guān)故障與低劣服務(wù)的這一內(nèi)部時(shí)段對CAP的聲譽(yù)不利并損失CAP客戶、市場份額及盈利。
從而，在本技術(shù)中存在著獲取高級技術(shù)操作人員的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)并使廣大用戶能利用這些信息的系統(tǒng)的需求。這一系統(tǒng)應(yīng)能從各種來源與測試基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)元件的工具收集數(shù)據(jù)，從SNMP MIB及日志文件采集數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)成使操作人員中較不熟練的成員能檢測、隔離及解決故障與服務(wù)質(zhì)量問題所需的信息。本技術(shù)中存在著對包含在潛在問題產(chǎn)生故障之前，或者在造成服務(wù)質(zhì)量問題之前由用戶進(jìn)行檢測的系統(tǒng)的需求。本領(lǐng)域中存在著對使操作人員中較不熟練的成員不咨詢高級技術(shù)操作人便能診斷、隔離與解決故障及服務(wù)質(zhì)量問題的系統(tǒng)的需求。最后，如果這一系統(tǒng)能自動(dòng)自我配置及調(diào)度問題檢測、隔離與解決所需的工具與測試元件更為理想。
本發(fā)明的用于建模、顯示及采集關(guān)于計(jì)算機(jī)服務(wù)的信息的方法與裝置滿足這些與其它需求。從配置信息開始工作，構(gòu)造計(jì)算機(jī)服務(wù)的分層模型。這一模型是基于計(jì)算機(jī)服務(wù)的顯式模型。該模型定義服務(wù)及其部件的結(jié)構(gòu)與相關(guān)性、測定值、基線與閾值、健康狀態(tài)、報(bào)警及服務(wù)部件的控制。該模型能做到較容易的故障檢測與隔離，系統(tǒng)的自動(dòng)布署與配置，專業(yè)知識(shí)的傳播、基本原因分析以及服務(wù)與其部件的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性的直觀化。
在一個(gè)實(shí)施例中，該模型可表示為非循環(huán)圖。在模型的根上是服務(wù)本身。下一級為實(shí)現(xiàn)該服務(wù)本身的服務(wù)器。各服務(wù)器又由支持該服務(wù)的實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器軟件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、其它服務(wù)等構(gòu)成。在層次的各級上將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的其它元件結(jié)合到模型中。最后，在這一服務(wù)的葉節(jié)點(diǎn)上為監(jiān)控層次中較高層上所表示的每個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件的健康和性能的基本特征的實(shí)際測定值。層次模型建立各服務(wù)如何依賴于其它服務(wù)、軟件、硬件與網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)的部件可以有其自己的模型。這一部件的模型可例示在服務(wù)的模型中。這些模型及它們協(xié)助達(dá)到的功能可以用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的程序?qū)崿F(xiàn)。
分層模型表示提供觀察基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)元件的復(fù)雜關(guān)系及表示各建模的基礎(chǔ)元件的健康的測定值的容易理解的方法。這一表示可用圖形用戶界面(GUI)顯示?？蓪y定值以及各基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的健康指示顯示在模型表示上。
分層模型還提供用于自動(dòng)布署軟件代理的模板來取得影響服務(wù)的健康與性能的基本特征的測定值。將這些測定值向分層模型上方傳播以提供該服務(wù)的整體健康與性能的指示?？梢詸z測單個(gè)測定值并且根據(jù)從基線與/或閾值的偏離的定義認(rèn)為是異常的。通過將測定值信息在模型層次中向上傳播，然后應(yīng)用算術(shù)或作為替代的模糊邏輯測試，也可以檢測出由若干相關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)元件的累積效應(yīng)引發(fā)的異常。當(dāng)檢測到異常時(shí)，模型中也可包含控制定義。這些控制定義可定義采取什么行動(dòng)來解決異常。
可以通過在有問題的服務(wù)的層次中遞降，利用該分層模型所建立的依賴性來診斷計(jì)算機(jī)服務(wù)的問題。隨著從有問題的服務(wù)到層次的較低級穿過模型，檢測有問題的其它服務(wù)。很快地排除健康的元件及與它們相關(guān)的服務(wù)。通過將搜索收縮到只有少數(shù)元件方便了根本原因確定。這一搜索可以自動(dòng)地或在顯示該模型的表示、各基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件的健康的指示與測定數(shù)據(jù)的GUI的協(xié)助下進(jìn)行這一搜索。


圖1為代表性CAP的示意圖。
圖2為圖1的電子郵件服務(wù)的分層模型的一部分的示意圖。
圖1示出計(jì)算機(jī)接入供應(yīng)者(CAP)的示意圖。用戶通過電話網(wǎng)連接到連接在調(diào)制解調(diào)服務(wù)器110上的調(diào)制解調(diào)器112之一上。調(diào)制解調(diào)器服務(wù)器110連接在至少一個(gè)局域網(wǎng)120上。網(wǎng)絡(luò)120允許在CAP內(nèi)也連接到該網(wǎng)絡(luò)120的其它計(jì)算機(jī)(102、104、106、108、128與114)之間通信。該網(wǎng)絡(luò)還通過一些裝置連接在因特網(wǎng)126上。在這一代表性圖中，該連接示出為通過路由選擇器116、CSU/DSU 118及租用線路124。
服務(wù)可由在連接到網(wǎng)絡(luò)120上的計(jì)算機(jī)(102、104、106、108、128與114)上運(yùn)行的軟件提供。圖1中，電子郵件是由運(yùn)行在計(jì)算機(jī)106與108上的進(jìn)程提供的。將圖1的CAP配置成將電子郵件服務(wù)請求分布在計(jì)算機(jī)106與108之間。在計(jì)算機(jī)104與128上運(yùn)行的進(jìn)程提供域名服務(wù)(DNS)。在計(jì)算機(jī)102上運(yùn)行的進(jìn)程提供USENET新聞服務(wù)。最后，計(jì)算機(jī)114用來提供總體管理。
圖2示出圖1的示意性CAP的電子郵件服務(wù)的分層模型200。在模型200的根上是用框202表示的電子郵件服務(wù)。如上面所討論的，圖1的CAP的電子郵件服務(wù)依賴于在兩臺(tái)分開的計(jì)算機(jī)106、108上運(yùn)行的兩個(gè)電子郵件前端進(jìn)程。這兩個(gè)進(jìn)程構(gòu)成層次的下一級并表示為框204與206。電子郵件系統(tǒng)對這兩個(gè)前端處理器的依賴性用從框202到框204與206的實(shí)線表示。指示這些進(jìn)程的性能的測定值為響應(yīng)時(shí)間與可利用性。模型的這些葉節(jié)點(diǎn)示出為饋入框204與206中箭頭。
用框206表示的電子郵件前端處理器#2的性能取決于網(wǎng)絡(luò)、DNS與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108的性能。它們是依次用框208、210與212表示的。電子郵件前端處理器#2對這些服務(wù)的依賴性用從框206到框208、210與212的實(shí)線表示。用框204表示的電子郵件前端處理器#1的性能取決于與電子郵件前端處理器#2相同的網(wǎng)絡(luò)與DNS、但不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這一依賴性用從框204到框208、210與228的虛線表示。電子郵件前端處理器#1的性能取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)106的性能，而電子郵件前端處理器#2的性能取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108，因此在模型中它們具有不同的連通性。
指示用框228與212表示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能的測定值為存儲(chǔ)器與進(jìn)程統(tǒng)計(jì)。模型的這些葉節(jié)點(diǎn)分別示出為饋入框228與212中的箭頭。指示用框208表示的網(wǎng)絡(luò)的性能的測定值為連通性、吞吐量與延時(shí)。連通性測量是否能進(jìn)行某些連接或是否可以到達(dá)某些計(jì)算機(jī)，吞吐量測量通過網(wǎng)絡(luò)每秒能傳送多少數(shù)據(jù)，而延時(shí)測量數(shù)據(jù)到達(dá)其目的地花去多長時(shí)間。模型的這些葉節(jié)點(diǎn)示出為饋入框208中的箭頭。
用框210表示的DNS服務(wù)取決于在兩臺(tái)分開的計(jì)算機(jī)104、128上運(yùn)行的兩個(gè)DNS進(jìn)程的性能。這些進(jìn)程構(gòu)成分層結(jié)構(gòu)的下一級并表示為框216與218。DNS服務(wù)對這兩個(gè)進(jìn)程的依賴性用從框210到框216與218的實(shí)線表示。指示這些進(jìn)程的性能的測定值為響應(yīng)時(shí)間與可利用性。模型的這些葉節(jié)點(diǎn)示出為分別饋入框216與218的箭頭。
DNS#1與DSN#2進(jìn)程取決于它們在其上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)的性能對于DNS#1為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)104而對DNS#2為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)128。這兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分別用框226與224表示。DNS#1對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)104的依賴性用從框216到框226的實(shí)線表示。DNS#2對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)128的依賴性用從框218到框224的實(shí)線表示。指示用框226與224表示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能的測定值為存儲(chǔ)器與進(jìn)程統(tǒng)計(jì)。模型的這些葉節(jié)點(diǎn)示出為分別饋入框226與224中的箭頭。
通過檢驗(yàn)圖2能看出這一建模在布署測定代理中的優(yōu)點(diǎn)。通過在適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)上穿過模型及起動(dòng)代理便可簡單地布署監(jiān)控電子郵件系統(tǒng)的健康的代理來取得葉節(jié)點(diǎn)指示的測定值。通過只布署用模型的葉節(jié)點(diǎn)指示的那些代理，不布署不必要的代理，不取不必要的測定值，便能用樹遍歷算法使整個(gè)過程自動(dòng)化。由于兩個(gè)或以上高層服務(wù)可依賴于同一低層服務(wù)，存在著布署冗余代理的可能性。這一不定是不好的。然而如果愿意，避免這一點(diǎn)的簡單方法為將葉節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為布署過的，然后不再為標(biāo)記的葉節(jié)點(diǎn)布署測定代理。
一旦布署測定代理，也可用該模型來通知操作人員潛在的問題。采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)128快要用完存儲(chǔ)器的情況。這將被用饋入框224的葉節(jié)點(diǎn)MEMORY(存儲(chǔ)器)表示的存儲(chǔ)器測定代理檢測到。存儲(chǔ)器測定代理將會(huì)意識(shí)到使用的存儲(chǔ)器量己超過了預(yù)定的閾值。然后它便可能以報(bào)警的方式將這一信息轉(zhuǎn)發(fā)給包含該模型的系統(tǒng)。在圖1中這最有可能是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)114。這時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)114可觀察模型并通過跟隨模型依賴性在模型中向上而確定DNS#2快要有問題了，并且這可能導(dǎo)致整個(gè)DNS問題。然后，它判定DNS的問題可能導(dǎo)致兩個(gè)電子郵件前端處理器的問題，后者又可能導(dǎo)致電子郵件服務(wù)的問題。它可以通過從框224到框218到框210然后依次到各框204與206穿過模型，后兩個(gè)框都引到表示電子郵件服務(wù)的框202，而作出這些判定。因此，利用該模型，便能判定哪些服務(wù)將要受到潛在的或?qū)嶋H的問題的影響。
可以通過圖形顯示器將這些問題以及所有測定數(shù)據(jù)通知操作人員。這一圖形顯示器可通過提供與圖2非常相似的模型的視圖表示來示出基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件的依賴性。測定數(shù)據(jù)可示出為饋入基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件的葉節(jié)點(diǎn)，或在各個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件表示的內(nèi)部的直棒圖、刻度盤與其它標(biāo)記。問題、潛在問題及己超過閾值的測定值可通過閃爍或者改變該服務(wù)或測定值的表示的顏色來強(qiáng)調(diào)。
為了構(gòu)成分層模型，必須首先定義該服務(wù)的信息。做到這一點(diǎn)的一種方法是通過用圖符來表示服務(wù)的CUI，并可畫出線或連接來建立依賴性。更簡單的方法是利用文本文件。在文本文件的情況中，為各服務(wù)建立一項(xiàng)并賦予服務(wù)一個(gè)名稱，從一組預(yù)定義的服務(wù)中選擇服務(wù)類型，然后可選用地指定這一服務(wù)所依賴的部件并且也是可選用地指定要取得的指示該服務(wù)的性能的測定值及這些測定值所必需的參數(shù)。也可包含定義測定值、如何取得它們、及指示問題的該測定值的基線與閾值的項(xiàng)。這些項(xiàng)可以定義或重新定義模板與閾值。表1中示出樣本文件的一部分。
表1示出電子郵件服務(wù)、郵件前端處理器#1及運(yùn)行郵件前端處理器#1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的項(xiàng)。這些服務(wù)分別對應(yīng)于圖2中的框202、204與228。表1還包含可用來改變CPU使用的測定值的默認(rèn)閾值的項(xiàng)。
表1
表1中的測定值字段指定建立服務(wù)的健康指示要取的測定值。例如，MEM-Stats測定可在機(jī)器上運(yùn)行作為該機(jī)器上的空閑存儲(chǔ)器量的參數(shù)中指定的腳本(script)。這一返回值可以是是否需要在該機(jī)器上增加更多存儲(chǔ)器或虛擬存儲(chǔ)器的指示。
能用相當(dāng)簡單的分析算法來讀取配置信息及構(gòu)成服務(wù)模型。該模型可包括利用任何數(shù)目的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)有向圖。測定可以在運(yùn)行在本地或遠(yuǎn)程機(jī)器上處理，但將它們的數(shù)據(jù)返回給將測定值存儲(chǔ)在模型中的監(jiān)控程序。可用該監(jiān)控或另一程序按照模型所規(guī)定的依賴性在模型中傳播報(bào)警條件。該監(jiān)控或另一程序可讀取模型的依賴信息、測定值、報(bào)警條件來提供服務(wù)狀態(tài)及所有的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件的圖形顯示。讀出模型的程序也能用來允許用戶遍歷該模型尋找問題條件而診斷與隔離問題，同時(shí)該模型繼續(xù)接收來自測定進(jìn)程的更新。
可以理解本說明書是以示例而非限制方式陳述的，并可在不脫離本發(fā)明的精神與范圍下作出各種修正與改變。
權(quán)利要求
1.一種建立計(jì)算機(jī)服務(wù)(202)的模型的方法，包括(a)定義所述計(jì)算機(jī)服務(wù)所依賴的第一組服務(wù)，其中所述第一組服務(wù)至少有一個(gè)成員；以及(b)構(gòu)造所述第一組服務(wù)的成員與所述計(jì)算服務(wù)之間的關(guān)系的模型(200)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一組服務(wù)的各成員具有給出該服務(wù)的性能指示的第一組測定值，及其中利用所述第一組測定值的成員與所述模型來判定所述第一組服務(wù)中哪一個(gè)成員正在導(dǎo)致所述計(jì)算機(jī)服務(wù)的異常性能。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一組服務(wù)的各成員具有給出該服務(wù)的性能指示的第一組測定值，及其中利用所述模型來布署取得作為所述第一組測定值的成員的測定值的測定代理。
4.一種計(jì)算機(jī)服務(wù)(202)的模型(200)，包括包含所述計(jì)算機(jī)服務(wù)與第一服務(wù)之間的關(guān)系的第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中所述計(jì)算機(jī)服務(wù)的操作依賴于所述第一服務(wù)；以及包含第一測定值與所述第一服務(wù)之間的關(guān)系的第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
5.一種計(jì)算機(jī)服務(wù)(202)的模型(200)，包括多個(gè)第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中所述第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含所述計(jì)算機(jī)服務(wù)與多個(gè)服務(wù)之間的關(guān)系，其中所述計(jì)算機(jī)服務(wù)的操作依賴于所述多個(gè)服務(wù)，及其中所述第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還包含多個(gè)測定值與所述多個(gè)服務(wù)之間的關(guān)系，及其中所述多個(gè)測定值的每一個(gè)指示所述多個(gè)服務(wù)中至少一個(gè)的性能。
6.權(quán)利要求5的模型，其中所述模型定義被執(zhí)行來取得各所述多個(gè)測定值的一組測定代理。
全文摘要
本發(fā)明旨在建立計(jì)算機(jī)服務(wù)的依賴性模型。分層建模定義計(jì)算機(jī)服務(wù)與該計(jì)算機(jī)服務(wù)所依賴的硬件與軟件服務(wù)之間的關(guān)系。這些關(guān)系可包含在定義有向非循環(huán)圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。該模型還定義需要取得哪些測定值來確定該計(jì)算機(jī)服務(wù)的健康與性能及該計(jì)算機(jī)服務(wù)所依賴的所有計(jì)算機(jī)服務(wù)的健康與性能?？梢杂媚Ｐ蛠泶_定測定位置與功能以布署取得這些測定值的軟件代理。來自測定代理的數(shù)據(jù)可在模型層次中向上傳播。還可用圖形界面直觀化模型(200)來傳達(dá)依賴性及建模的服務(wù)所依賴的服務(wù)的健康與狀態(tài)。
文檔編號(hào)G06F11/22GK1227931SQ98122379
公開日1999年9月8日 申請日期1998年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月2日
發(fā)明者M·D·史密斯, D·L·卡斯維爾, S·拉馬納坦 申請人:惠普公司