一種多級業(yè)務(wù)性能模型及瓶頸發(fā)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于系統(tǒng)建模和性能評估優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，如企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)性能測試、優(yōu)化、 系統(tǒng)資源調(diào)度等方面。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息技術(shù)發(fā)展，企業(yè)業(yè)務(wù)越來越復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)維隨之變得復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)上承載的 業(yè)務(wù)形態(tài)從原來的單一型數(shù)據(jù)流逐漸發(fā)展成為文本、圖像、語音、視頻等信息的綜合性數(shù)據(jù) 流。不同的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)提出了不同的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service, QoS)要求，通過滿足 各種QoS要求從而提高用戶體驗(yàn)（Quality ofExperience, QoE)是系統(tǒng)運(yùn)維和管理中極大 的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)演算在1991年提出之后逐漸發(fā)展，已成為一種網(wǎng)絡(luò)隊(duì)列系統(tǒng)性能定量分析的 重要而有效的數(shù)學(xué)工具，最初主要是解決QoS的資源預(yù)留問題，經(jīng)發(fā)展和完善，已經(jīng)廣泛應(yīng) 用于多種網(wǎng)絡(luò)類型的性能分析，特別是在網(wǎng)絡(luò)的端到端性能分析方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢。
[0003] 針對用戶體驗(yàn)的指標(biāo)衡量，最重要的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的端到端性能。作者Zhou Tao 等的文章 "Performance Analysis on M2M Communication Networks Based on Stochastic Network Calculus, '，International Conference on Trust,Security and Privacy in Computing and Communications, pp. 865-870, 2014.以及作者 Huangzhong Li 等的文章"End-to-End Delay Analysis in Wireless Network Coding:A Network Calculus Based Approach, '，International Conference on Distributed Computing Systems, pp. 47-56, 2011.均通過網(wǎng)絡(luò)演算對端到端性能進(jìn)行研究，但文章均將整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng) 作一個組件來分析，沒有通用的系統(tǒng)模型和瓶頸性能分析機(jī)制，同時也缺乏流量優(yōu)先級的 考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了更好的解決上述問題，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)演算的多級業(yè)務(wù)性 能模型及瓶頸發(fā)現(xiàn)方法，提升系統(tǒng)運(yùn)維和管理能力。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種多級業(yè)務(wù)性能模型及瓶頸發(fā)現(xiàn)方法，針對通用的用戶、WEB、APP、DB組成的多 級業(yè)務(wù)系統(tǒng)，通過鏡像映射方式將傳統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)流傳輸路徑抽象為單向數(shù)據(jù)傳輸路徑， 如原有雙向路徑為{UE_i〈->WEB〈->APP_il〈->DB_il, WEB〈->APP_i2〈 - >DB_i2}，通過鏡像 映射方式轉(zhuǎn)換后的路徑為：正向{UE_i->WEB->APP_il->DB_il, WEB->APP_i2->DB_i2}，鏡 像為{DB_il->APP_il->WEB->UE_i, DB_i2->APP_i2->WEB}，并將 APP 和 DB 組成的系統(tǒng)稱為 反饋系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明方法基于網(wǎng)絡(luò)演算理論，第i種業(yè)務(wù)類型的系統(tǒng)端到端時延界限函數(shù)表示 為
[0008]
[0009] 其中
表示W(wǎng)EB服務(wù)器的時延界限函 數(shù)分布；力(<，g )表示到達(dá)曲線^和服務(wù)曲線允的最大水平距離；/f表示W(wǎng)EB服務(wù)器 到達(dá)曲線的界限函數(shù)；#表示W(wǎng)EB服務(wù)器服務(wù)曲線的界限函數(shù)；
[0010]
I;示反饋系統(tǒng)的時延界限函數(shù)分布， Jf)表示到達(dá)曲線 < 和服務(wù)曲線戶f的最大水平距離；Zf表示反饋系統(tǒng)到達(dá)曲線的 界限函數(shù)；·<表示反饋系統(tǒng)服務(wù)曲線的界限函數(shù)。
[0011] 本發(fā)明方法計(jì)算系統(tǒng)端到端時延界限函數(shù)時，對業(yè)務(wù)流和連續(xù)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行等量 子集劃分，表不為
[0012]
[0013]
[0014]
[0015] Nw表示W(wǎng)EB服務(wù)器累計(jì)業(yè)務(wù)流數(shù)量，K w表示對業(yè)務(wù)流數(shù)量N ￥進(jìn)行子集劃分的數(shù)量， Nf表示反饋系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量，K F表示對設(shè)備數(shù)量NF的子集劃分?jǐn)?shù)量，j表示劃分子集內(nèi)WEB 服務(wù)器第i種業(yè)務(wù)類型到達(dá)曲線的界限函數(shù)，表示劃分子集內(nèi)反饋系統(tǒng)第i種業(yè)務(wù)類 型服務(wù)曲線的界限函數(shù)，#表示劃分子集內(nèi)WEB服務(wù)器第i種業(yè)務(wù)類型服務(wù)曲線的界限 函數(shù)。
[0016] 本發(fā)明方法實(shí)時計(jì)算系統(tǒng)端到端時延界限函數(shù)，得到系統(tǒng)延時違約率C1，對比由 運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)給定的系統(tǒng)延時違約率預(yù)設(shè)值C，C 1^ C時，判定系統(tǒng)出現(xiàn)瓶頸。
[0017] 本發(fā)明方法判定系統(tǒng)出現(xiàn)瓶頸時，計(jì)算各子集時延違約率，對比由運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)給定 的子集延時違約率預(yù)設(shè)值，以此判定出現(xiàn)瓶頸的設(shè)備子集或者單個設(shè)備。
[0018] 本發(fā)明提出一種多級業(yè)務(wù)性能模型及瓶頸發(fā)現(xiàn)方法，通過網(wǎng)絡(luò)演算推導(dǎo)業(yè)務(wù)的端 到端時延性能模型，并基于性能模型提出一種性能瓶頸發(fā)現(xiàn)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能故障點(diǎn)，提 升系統(tǒng)運(yùn)維和管理能力。
【附圖說明】
[0019] 圖1為通用的多級業(yè)務(wù)系統(tǒng)；
[0020] 圖2為傳統(tǒng)的端到端的業(yè)務(wù)交互來回；
[0021] 圖3為鏡像的端到端的業(yè)務(wù)交互來回；
[0022] 圖4為子集劃分方法示例；
[0023] 圖5為系統(tǒng)性能瓶頸發(fā)現(xiàn)流程.
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0025] 如圖1所示為企業(yè)通用的多級業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包含用戶、網(wǎng)絡(luò)、WEB服務(wù)器、APP務(wù)器、 DB服務(wù)器，其交互方式往往比較復(fù)雜，而且隨著規(guī)模的增加復(fù)雜度也增加。
[0026] 傳統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)流傳輸路徑可以表示為{UE_i〈->WEB〈->APP_il〈->DB_il，APP_ il〈->APP_i2〈 - >DB_i2}，如圖 2 所示。
[0027] 基于如圖2所示的模型，我們采用網(wǎng)絡(luò)演算來對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的端到端性能進(jìn)行描述 和分析。網(wǎng)絡(luò)演算會針對系統(tǒng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽象和公式化，以便進(jìn)行建模和分析。
[0028] 針對通用的用戶、WEB、APP、DB組成的多級業(yè)務(wù)系統(tǒng)，通過鏡像映射方式將傳統(tǒng)的 雙向數(shù)據(jù)流傳輸路徑抽象為單向數(shù)據(jù)傳輸路徑，如原有雙向路徑為{UE_i〈->WEB〈->APP_ i II，WEB〈->APP_i2〈 - >DB_i2