基于服务状态感知的服务重要性分级方法
发布时间：2021-10-24 07:25
针对系统资源紧张和带宽条件受限时无法区分系统服务重要性等级等问题,设计了一种基于服务状态动态感知的服务重要性分级方法。首先,利用基于应用性能管理（APM）链路追踪的原理实现服务状态监控;然后,通过服务状态监控数据生成服务调用关系拓扑图;最后,利用基于服务拓扑图的重要节点挖掘技术对服务进行动态划分等级,并将低等级服务降级处理,为服务资源动态重新分配提供可靠依据。
【文章来源】：指挥信息系统与技术. 2020,11(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
服务重要性分级处理流程
的多样性，传统模式已无法满足故障定位与性能分析的需求。相比传统服务性能监控方式，基于APM全链路追踪服务状态监控具有分布式事务跟踪[1]及自动检测应用拓扑[4]的优势。利用基于APM的全链路追踪服务状态监控可实现对服务性能统计和服务调用依赖关系的动态感知[2]。全链路追踪技术通过应用程序的组件节点彼此调用时，记录并传递应用级标记，用于关联各组件间关系。如果2个节点间使用超文本传输协议（HTTP）作为通信协议，那么这些标记就会加入到HTTP协议头中。事务追踪原理图如图2所示[6]。其中，A为前端服务器，B和C为中间层服务器，D、E和F为后端服务器。当用户发送一个请求时，先到达前端A，A再分别发送2个rpc（远程过程调用）给B和C，B需要向D发送rpc请求，等待D返回响应后才会向A做出响应；C需要发送2个rpc请求到E和F，E和F将响应发给C，C将响应发给A后，A将响应信息返回给用户。事务链路追踪步骤如下：1）用户请求到达前端服务器时，应用性能管理系统的软件探针检测到这是一个新的触发条件，为该触发条件打上应用层标记{TxID,SpanID=1,pSpanID=-1}。其中，TxID(TransactionID)表明单个事务发送和接收的消息ID，满足全局唯一性，用于在整个分布式系统中唯一标识1条微服务触发条件；SpanID表明收到rpc消息时的工作ID，用于标识微服务触发条件经过的当前组件节点编号；pSpanID表明发起rpc调用请求的父span的SpanID，用图1服务重要性分级处理流程图2事务追踪原理图83
指挥信息系统与技术2020年6月于标识前一个组件节点编号。2）前端服务器调用中间层服务器，这时该触发条件的应用层标记为{TxID，SpanID=2，pSpanID=1}。其中，TxID保持不变，用于唯一标识该条微服务触发条件；SpanID=2标识中间服务器组件为信息平台的第2个组件节点；pSpanID=1标识其前序组件节点为1号，即前端服务器。后续过程以此类推。3）使用TxID可以唯一标识微服务触发条件在应用系统中的流转过程，并借助SpanID和pSpanID将此过程排列为树状结构，实现基于标记的事务全链路追踪。3服务调用关系拓扑图服务调用关系拓扑图如图3所示。其中，服务间的箭头表明了服务间调用关系，调用频率为该调用关系的平均调用频率。图3（a）中，通过功能分解将功能划分为3个有效事务，并对它们进行基于APM全链路追踪服务状态感知。通过性能统计结果和服务事务调用关系集合进行服务依赖关系的分析，依据服务调用路径组合方法得到最终服务调用关系统计拓扑图。图3（b）展示了在系统功能背景下各类服务间的调用依赖关系，以及服务间调用性能统计情况。可见，服务的重要性不仅依赖于当前与之关联的服务规模，而且与相邻服务间的调用性能状态相关。4服务重要性等级分级方法为了实现服务重要性分级，利用基于节点显著性的重要节点挖掘技术对服务调用关系统计拓扑图进行服务重要性分析。该技术的核心思想是利用节点在图簇拓扑结构中的重要地位来反映节点的重要度，这需要充分挖掘图簇拓扑结构信息，从中寻找有用信息来反映节点在拓扑结构中的显著性，这些能反映节点重要性的信息称测度指标，包括节点度、介数、簇系数和接近度等典型指标[1012]。1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数据分析的云监控系统[J]. 李志娟,吴卓霏,王思家,赵靖. 指挥信息系统与技术. 2018(06)
[2]LinkedAIOps开启AIOps智能运维[J]. 网络安全和信息化. 2018(06)
[3]应用性能管理技术的研发与应用[J]. 梁伟,杨明川,冯明,张凤华,郭先海,刘小欧. 电信技术. 2017(06)
[4]信息系统应用性能管理（APM）系统在企业信息化中的作用[J]. 梁飞. 电子技术与软件工程. 2014(22)
[5]网络重要节点排序方法综述[J]. 任晓龙,吕琳媛. 科学通报. 2014(13)
[6]复杂网络中节点重要性排序的研究进展[J]. 刘建国,任卓明,郭强,汪秉宏. 物理学报. 2013(17)
[7]基于度与集聚系数的网络节点重要性度量方法研究[J]. 任卓明,邵凤,刘建国,郭强,汪秉宏. 物理学报. 2013(12)
[8]企业级Web应用性能管理[J]. 许涛. 机械工业信息与网络. 2008(02)
硕士论文
[1]基于分布式微服务全链路实时监控系统设计与实现[D]. 刘嘉裕.北京交通大学 2018
[2]基于链接关系的有向加权复杂网络关键节点识别技术研究[D]. 胡满玉.南京理工大学 2012
本文编号：3454849
【文章来源】：指挥信息系统与技术. 2020,11(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
服务重要性分级处理流程
的多样性，传统模式已无法满足故障定位与性能分析的需求。相比传统服务性能监控方式，基于APM全链路追踪服务状态监控具有分布式事务跟踪[1]及自动检测应用拓扑[4]的优势。利用基于APM的全链路追踪服务状态监控可实现对服务性能统计和服务调用依赖关系的动态感知[2]。全链路追踪技术通过应用程序的组件节点彼此调用时，记录并传递应用级标记，用于关联各组件间关系。如果2个节点间使用超文本传输协议（HTTP）作为通信协议，那么这些标记就会加入到HTTP协议头中。事务追踪原理图如图2所示[6]。其中，A为前端服务器，B和C为中间层服务器，D、E和F为后端服务器。当用户发送一个请求时，先到达前端A，A再分别发送2个rpc（远程过程调用）给B和C，B需要向D发送rpc请求，等待D返回响应后才会向A做出响应；C需要发送2个rpc请求到E和F，E和F将响应发给C，C将响应发给A后，A将响应信息返回给用户。事务链路追踪步骤如下：1）用户请求到达前端服务器时，应用性能管理系统的软件探针检测到这是一个新的触发条件，为该触发条件打上应用层标记{TxID,SpanID=1,pSpanID=-1}。其中，TxID(TransactionID)表明单个事务发送和接收的消息ID，满足全局唯一性，用于在整个分布式系统中唯一标识1条微服务触发条件；SpanID表明收到rpc消息时的工作ID，用于标识微服务触发条件经过的当前组件节点编号；pSpanID表明发起rpc调用请求的父span的SpanID，用图1服务重要性分级处理流程图2事务追踪原理图83
指挥信息系统与技术2020年6月于标识前一个组件节点编号。2）前端服务器调用中间层服务器，这时该触发条件的应用层标记为{TxID，SpanID=2，pSpanID=1}。其中，TxID保持不变，用于唯一标识该条微服务触发条件；SpanID=2标识中间服务器组件为信息平台的第2个组件节点；pSpanID=1标识其前序组件节点为1号，即前端服务器。后续过程以此类推。3）使用TxID可以唯一标识微服务触发条件在应用系统中的流转过程，并借助SpanID和pSpanID将此过程排列为树状结构，实现基于标记的事务全链路追踪。3服务调用关系拓扑图服务调用关系拓扑图如图3所示。其中，服务间的箭头表明了服务间调用关系，调用频率为该调用关系的平均调用频率。图3（a）中，通过功能分解将功能划分为3个有效事务，并对它们进行基于APM全链路追踪服务状态感知。通过性能统计结果和服务事务调用关系集合进行服务依赖关系的分析，依据服务调用路径组合方法得到最终服务调用关系统计拓扑图。图3（b）展示了在系统功能背景下各类服务间的调用依赖关系，以及服务间调用性能统计情况。可见，服务的重要性不仅依赖于当前与之关联的服务规模，而且与相邻服务间的调用性能状态相关。4服务重要性等级分级方法为了实现服务重要性分级，利用基于节点显著性的重要节点挖掘技术对服务调用关系统计拓扑图进行服务重要性分析。该技术的核心思想是利用节点在图簇拓扑结构中的重要地位来反映节点的重要度，这需要充分挖掘图簇拓扑结构信息，从中寻找有用信息来反映节点在拓扑结构中的显著性，这些能反映节点重要性的信息称测度指标，包括节点度、介数、簇系数和接近度等典型指标[1012]。1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数据分析的云监控系统[J]. 李志娟,吴卓霏,王思家,赵靖. 指挥信息系统与技术. 2018(06)
[2]LinkedAIOps开启AIOps智能运维[J]. 网络安全和信息化. 2018(06)
[3]应用性能管理技术的研发与应用[J]. 梁伟,杨明川,冯明,张凤华,郭先海,刘小欧. 电信技术. 2017(06)
[4]信息系统应用性能管理（APM）系统在企业信息化中的作用[J]. 梁飞. 电子技术与软件工程. 2014(22)
[5]网络重要节点排序方法综述[J]. 任晓龙,吕琳媛. 科学通报. 2014(13)
[6]复杂网络中节点重要性排序的研究进展[J]. 刘建国,任卓明,郭强,汪秉宏. 物理学报. 2013(17)
[7]基于度与集聚系数的网络节点重要性度量方法研究[J]. 任卓明,邵凤,刘建国,郭强,汪秉宏. 物理学报. 2013(12)
[8]企业级Web应用性能管理[J]. 许涛. 机械工业信息与网络. 2008(02)
硕士论文
[1]基于分布式微服务全链路实时监控系统设计与实现[D]. 刘嘉裕.北京交通大学 2018
[2]基于链接关系的有向加权复杂网络关键节点识别技术研究[D]. 胡满玉.南京理工大学 2012
本文编号：3454849
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