本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，在系統(tǒng)分劃方面，有配電網(wǎng)的供電區(qū)域劃分、租賃代理系統(tǒng)中的生產(chǎn)者系統(tǒng)劃分、無線通信系統(tǒng)中的資源塊劃分等相關(guān)專利，以及流域系統(tǒng)劃分和配電網(wǎng)故障診斷的系統(tǒng)劃分等學術(shù)論文。所述配電網(wǎng)的供電區(qū)域劃分是將供電區(qū)域劃分為若干基本的網(wǎng)格單元后，根據(jù)供電半徑的限制，將相鄰網(wǎng)格合并為供電區(qū)域分塊，以使合并后的各供電區(qū)域分塊的供電負荷盡可能接近。所述租賃代理系統(tǒng)中的生產(chǎn)者系統(tǒng)劃分主要是將網(wǎng)絡(luò)通訊中的終端客戶端和通訊服務(wù)提供商分別虛擬化為消費者和生產(chǎn)者，然后確定一套消費者確定提供服務(wù)的生產(chǎn)者并租賃該生產(chǎn)者的過程。所述無線通信系統(tǒng)中的資源塊劃分是通過將通信信道資源虛擬化，并建立虛擬信道資源和物理信道資源之間的映射方法，然后進行信道資源劃分，以保證各個虛擬資源塊中包含的時頻資源數(shù)量保持恒定。所述流域系統(tǒng)劃分主要是在地理方面，根據(jù)一定的準則和判據(jù)，來確定諸如地面或地下水系所屬的流域系統(tǒng)，關(guān)于劃分方法本身的介紹少見，多為所得流域系統(tǒng)的描述。所述配電網(wǎng)故障診斷的系統(tǒng)劃分通過將配電系統(tǒng)進行電路抽象后，用圖的最小割等方法來提高配電系統(tǒng)整體可靠性計算的速度和精度。
但是明確針對信息系統(tǒng)遷移中分批遷移的成本問題來進行批次優(yōu)化的系統(tǒng)劃分問題，尚未見相關(guān)專利或研究論文；且上述專利和論文的相關(guān)劃分方法對于信息系統(tǒng)遷移中分批遷移的分劃方法也不具有啟發(fā)性意義，也沒有技術(shù)方面的直接支撐。
另一方面，由于信息系統(tǒng)遷移總是伴隨著部分系統(tǒng)的暫停服務(wù)，以及相應(yīng)而來的信息流緩存服務(wù)器的布置和運行成本，因此信息系統(tǒng)的遷移是有成本的，且該成本隨著設(shè)備分批即系統(tǒng)劃分方式的不同而有所不同，因此有必要找到一種分批優(yōu)化的方法，使得分批搬遷過程的總的遷移成本能夠得到優(yōu)化。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法及裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法，包括：
S1，基于信息系統(tǒng)中的物理設(shè)備，隨機確定分批遷移的N個初始解決方案分別對應(yīng)的N個初始解編碼，其中每個解決方案包含B個遷移包；
S2，基于所述N個初始解編碼，確定遺傳算法中的適應(yīng)度計算方法、交叉操作及突變操作；
S3，基于所述N個初始解編碼、所述適應(yīng)度計算方法、所述交叉操作及所述突變操作，利用遺傳算法獲取適應(yīng)度值最大的解編碼S*；
S4，基于所述解編碼S*，獲取所述信息系統(tǒng)的最終遷移包分劃結(jié)果。
所述一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法還包括：
S5，基于所述最終遷移包分劃結(jié)果，利用切斷代價函數(shù)計算所述信息系統(tǒng)中每個物理設(shè)備的信息流的切斷代價；
S6，基于所述切斷代價，為所述信息系統(tǒng)中的信息流部署緩存服務(wù)器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃裝置，包括：
初始分批模塊，用于基于信息系統(tǒng)中的物理設(shè)備，隨機確定分批遷移的N個初始解決方案分別對應(yīng)的N個初始解編碼，其中每個解決方案包含B個遷移包；
確定條件模塊，用于基于所述N個初始解編碼，確定遺傳算法中的適應(yīng)度計算方法、交叉操作及突變操作；
遺傳算法模塊，用于基于所述N個初始解編碼、所述適應(yīng)度計算方法、所述交叉操作及所述突變操作，利用遺傳算法獲取適應(yīng)度值最大的解編碼S*；
最終分劃模塊，用于基于所述解編碼S*，獲取所述信息系統(tǒng)的最終遷移包分劃結(jié)果；
切斷代價模塊，用于基于所述最終遷移包分劃結(jié)果，利用切斷代價函數(shù)計算所述信息系統(tǒng)中每個物理設(shè)備的信息流的切斷代價；
緩存部署模塊，用于基于所述切斷代價，為所述信息系統(tǒng)中的信息流部署緩存服務(wù)器。
本申請?zhí)岢鲆环N信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法及裝置，通過對待遷移的信息系統(tǒng)的物理設(shè)備及信息流進行抽象，能夠描述和確定信息系統(tǒng)分批遷移過程中因部分設(shè)備暫停服務(wù)而導致的緩存服務(wù)器的部署和運行的成本，并能夠通過遺傳算法來確定優(yōu)化的系統(tǒng)分劃方式；根據(jù)所述分劃方式確定分批遷移方案，進而得到量化的各臺設(shè)備相關(guān)信息流的切斷代價，可以指導相應(yīng)的緩存服務(wù)器的部署，使得緩存服務(wù)器的部署和運行的總的成本為最低。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法，包括：
S1，基于信息系統(tǒng)中的物理設(shè)備，隨機確定分批遷移的N個初始解決方案分別對應(yīng)的N個初始解編碼，其中每個解決方案包含B個遷移包；
S2，基于所述N個初始解編碼，確定遺傳算法中的適應(yīng)度計算方法、交叉操作及突變操作；
S3，基于所述N個初始解編碼、所述適應(yīng)度計算方法、所述交叉操作及所述突變操作，利用遺傳算法獲取適應(yīng)度值最大的解編碼S*；
S4，基于所述解編碼S*，獲取所述信息系統(tǒng)的最終遷移包分劃結(jié)果。
所述一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃方法還包括：
S5，基于所述最終遷移包分劃結(jié)果，利用切斷代價函數(shù)計算所述信息系統(tǒng)中每個物理設(shè)備的信息流的切斷代價；
S6，基于所述切斷代價，為所述信息系統(tǒng)中的信息流部署緩存服務(wù)器。
本發(fā)明提出了一種針對信息系統(tǒng)分批遷移的設(shè)備分批方案的優(yōu)化方法，通過該優(yōu)化方法，能夠找到一個優(yōu)化的系統(tǒng)劃分方式；按照該劃分方式進行設(shè)備的分批搬遷，可以使得因搬遷而帶來的部署和運行數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器的成本盡可能小。
具體的，所述S1中，所述N個初始解編碼中的任一個解編碼S通過下式獲?。?/p>
S＝(v1,...,vB)
其中，v1,...,vB為一個解編碼S中的B個遷移包的核心設(shè)備；
所述遷移包通過下式獲?。?/p>
Qi＝{vi},i＝1,...,B；其中，vi＝(i,M(t))，vi表示所述信息系統(tǒng)中的一個物理設(shè)備，i表示所述一個物理設(shè)備的標號。
本發(fā)明將待分劃的信息系統(tǒng)中的每臺物理設(shè)備以一個元組vi＝(i,M(t))表示，其中M(t)是一個遷移時間的概率分布密度函數(shù)，表示所述物理設(shè)備在時間T之內(nèi)遷移完畢的概率。
作為一個可選的實施例，本發(fā)明將所述信息系統(tǒng)之外的所有數(shù)據(jù)源虛擬為一個虛擬設(shè)備(0,0)，即所述虛擬設(shè)備的標號為0，且所述虛擬設(shè)備不可遷移，即M(t)≡0。
遺傳算法中使用的一個解編碼即一條“染色體”由B個互異的設(shè)備構(gòu)成，且待分劃的系統(tǒng)以外的數(shù)據(jù)源構(gòu)成的虛擬設(shè)備即標號為0的設(shè)備總是不被包含在任何解編碼之內(nèi)。
解編碼S中的B個設(shè)備分別代表B個分批中的核心設(shè)備或種子設(shè)備，根據(jù)后面計算適應(yīng)度函數(shù)值的步驟中所描述的方法，可以根據(jù)這B個核心設(shè)備，確定出B個分批中每個分批應(yīng)包含哪些設(shè)備。
具體的，所述S2中，所述適應(yīng)度計算方法通過下式獲取適應(yīng)度值：
其中C(Qi)為遷移包Qi的切斷代價函數(shù)；
S2中所述交叉操作通過下式獲?。?/p>
表示交叉后的解編碼S由S1的前k臺設(shè)備和S2的后B-k臺設(shè)備所構(gòu)成，其中1≤k≤B，且k是一個隨機整數(shù)。
所述交叉操作為兩個解編碼S1＝(v1,1,...,v1,B)和S2＝(v2,1,...,v2,B)進行交叉操作，得到一個新解編碼S，所述新解編碼S由S1的前k臺設(shè)備和S2的后B-k臺設(shè)備所構(gòu)成；如果在S中出現(xiàn)了重復的設(shè)備，則將多余的設(shè)備去除，然后再隨機補入相應(yīng)數(shù)量的設(shè)備以保證S中的設(shè)備互異。
S2中所述突變操作通過下式獲?。?/p>
S*＝～S＝(v1，…，vk-1，v*，vk+1，…，vB)；
表示突變后的解編碼S*為交叉后的解編碼S的第k臺設(shè)備被一個隨機的新設(shè)備所取代而得，其中1≤k≤B，且k是一個隨機整數(shù)。
具體的，所述遷移包Qi的切斷代價函數(shù)為：
其中，表示所有由Qi以外的物理設(shè)備流入Q中的物理設(shè)備的信息流的集合，c(e,Qi)表示相對于所述遷移包Qi的信息流e的切斷代價函數(shù)。
其中，e＝(s,d,a,f,c,p)表示所述遷移包Qi對應(yīng)的物理設(shè)備上的單個信息流的數(shù)據(jù)，其中s表示所述單個信息流的源設(shè)備標號，d表示所述單個信息流的匯設(shè)備標號，a為所述單個信息流的內(nèi)容代碼，f表示所述單個信息流的數(shù)據(jù)流量，c表示所述單個信息流的源緩存能力，p表示所述單個信息流的重要性。
從原則上而言，c(e,Qi)隨著遷移包Qi的遷移時間的增加而增加，隨著信息流e的數(shù)據(jù)流量e.f的增加而增加，隨著信息流e的重要性e.p的增加而增加，隨著信息流e的源緩存能力e.c的增加而降低。
作為一個可選實施例，可以如下定義切斷代價函數(shù)：
其中為信息流e的臨界緩存時間。
所述遷移包Qi的遷移時間概率分布函數(shù)定義為：
所述遷移包Qi的遷移時間概率分布密度函數(shù)定義為：
本發(fā)明對待分劃的信息系統(tǒng)中的信息流，以精細到數(shù)據(jù)庫字段的粒度進行梳理；每個信息流以一個元組e＝(s,d,a,f,c,p)表示，其中s表示該信息流的源設(shè)備標號，即輸出該信息流的物理設(shè)備的設(shè)備標號；d表示該信息流的匯設(shè)備標號，即存儲該信息流數(shù)據(jù)的物理設(shè)備的設(shè)備標號；a為該信息流的內(nèi)容代碼，通?？梢灾苯佑迷撔畔⒘鞯臄?shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)庫表名和字段名，按“表名.字段名”的方式命名；f表示該信息流的數(shù)據(jù)流量，以單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)量表示；c表示該信息流的源緩存能力，即信息流e的源設(shè)備e.s對該信息流的緩存能力，以可用于暫存該信息流數(shù)據(jù)的存儲空間大小表示；p表示該信息流的重要性，通?？筛鶕?jù)“不重要”、“略重要”、“較重要”、“重要”、“非常重要”的等級式評定折算為相應(yīng)的權(quán)重值。
作為一個可選的實施例，所述S3進一步包括：
基于所述N個初始解編碼和最大迭代次數(shù)G，獲取G次迭代中適應(yīng)度值最大的解編碼S*；所述G次迭代的每次迭代如下：
S3.1，基于適應(yīng)度計算方法，根據(jù)解種群中的解編碼，計算每一個解編碼的適應(yīng)度值并進行選擇操作獲取C1個新解種群；
S3.2，基于所述交叉操作，在所述C1個新解種群中選擇若干對解編碼進行交叉操作，獲得C2個新解種群；
S3.3，基于所述突變操作，在所述C2個新解種群中選擇若干解編碼進行突變操作，獲得C3個新解種群。
本實施例中基于交叉操作獲取交叉概率，基于突變操作獲取突變概率；利用遺傳算法根據(jù)預(yù)定的迭代次數(shù)G進行迭代，每次迭代中利用適應(yīng)度計算方法獲取本次解編碼即本次分劃方案的適應(yīng)度值；遺傳算法迭代G次，可以獲取G個分劃方案，可以計算出G個相應(yīng)的適應(yīng)度值。其中對應(yīng)適應(yīng)度值最大的解編碼S*即為最優(yōu)的分劃方案，基于所述解編碼S*，獲取所述信息系統(tǒng)的最終遷移包分劃結(jié)果。
當然，不同的遺傳算法在選擇概率的計算、交叉和突變概率的設(shè)置以及解的替換方式上可能稍有不同，但是不是關(guān)鍵差別；對于本發(fā)明所解決的技術(shù)問題而言，也僅是求解細節(jié)上的差別，而不是解決方案的關(guān)鍵差別。
本實施例中，每次調(diào)整分劃都需要滿足一定的約束條件，即當一個新設(shè)備加入一個遷移包時的遷移代價值最小。
具體的
所述S3.1中，對每一個解編碼的適應(yīng)度計算方法包括：
基于一個解編碼中初始的B個遷移包Qi＝{vi},i＝1,...,B，依次對每一個遷移包Qi執(zhí)行如下步驟：
S3.1.1，獲取未被包括在任何遷移包中的設(shè)備集合
S3.1.2，基于所述設(shè)備集合獲取一個設(shè)備v*，當v*加入所述遷移包Qi時的遷移代價值最小時，將v*加入所述遷移包Qi，得到一個新遷移包Qi。
所述當v*加入所述遷移包Qi時的遷移代價值最小時，滿足滿足這個條件后，將將v*加入遷移包Qi，即如果則保持遷移包Qi不變。
當所有B個遷移包Qi均按照步驟S3.1.1和S3.1.2處理之后，即完成了遺傳算法的一次迭代中的一個解編碼的適應(yīng)度值的計算。
獲取了最終遷移包分劃結(jié)果后，本發(fā)明進一步可以利用所述最終遷移包分劃結(jié)果來指導信息系統(tǒng)遷移時的緩存服務(wù)器的部署。首先，基于所述最終遷移包分劃結(jié)果，利用切斷代價函數(shù)計算所述信息系統(tǒng)中每個物理設(shè)備的信息流的切斷代價；其次，基于所述切斷代價，為所述信息系統(tǒng)中的信息流部署緩存服務(wù)器。
作為一個可選的實施例，所述S6進一步包括：
S6.1，按所述切斷代價的大小將所述信息流劃分為若干檔次；
S6.2，為所述切斷代價較大的檔次的信息流部署緩存能力較強的緩存服務(wù)器，為所述切斷代價較小的檔次的信息流部署緩存能力較差的緩存服務(wù)器。
本發(fā)明通過對待遷移的信息系統(tǒng)的物理設(shè)備及信息流進行抽象，能夠描述和確定信息系統(tǒng)分批遷移過程中因部分設(shè)備暫停服務(wù)而導致的緩存服務(wù)器的部署和運行的成本，并能夠通過遺傳算法來確定優(yōu)化的系統(tǒng)分劃方式；根據(jù)所述分劃方式確定分批遷移方案，進而得到量化的各臺設(shè)備相關(guān)信息流的切斷代價，可以指導相應(yīng)的緩存服務(wù)器的部署，使得緩存服務(wù)器的部署和運行的總的成本為最低。
本發(fā)明還提供一種信息系統(tǒng)分批遷移的系統(tǒng)分劃裝置，包括：
初始分批模塊，用于基于信息系統(tǒng)中的物理設(shè)備，隨機確定分批遷移的N個初始解決方案分別對應(yīng)的N個初始解編碼，其中每個解決方案包含B個遷移包；
確定條件模塊，用于基于所述N個初始解編碼，確定遺傳算法中的適應(yīng)度計算方法、交叉操作及突變操作；
遺傳算法模塊，用于基于所述N個初始解編碼、所述適應(yīng)度計算方法、所述交叉操作及所述突變操作，利用遺傳算法獲取適應(yīng)度值最大的解編碼S*；
最終分劃模塊，用于基于所述解編碼S*，獲取所述信息系統(tǒng)的最終遷移包分劃結(jié)果；
切斷代價模塊，用于基于所述最終遷移包分劃結(jié)果，利用切斷代價函數(shù)計算所述信息系統(tǒng)中每個物理設(shè)備的信息流的切斷代價；
緩存部署模塊，用于基于所述切斷代價，為所述信息系統(tǒng)中的信息流部署緩存服務(wù)器。
總體而言，本發(fā)明為填補現(xiàn)有技術(shù)的空白采用如下創(chuàng)造性的技術(shù)特征：
(1)將待分劃的信息系統(tǒng)中的每臺物理設(shè)備以及精細到數(shù)據(jù)庫字段的信息流分別以元組進行定義和抽象，從而提出了一種對信息系統(tǒng)中物理設(shè)備和信息流的抽象定義方法；
(2)基于對信息系統(tǒng)中物理設(shè)備和信息流的抽象定義方法而提出一種對遷移包的定義方法，一個遷移包為信息系統(tǒng)中一個或多個元組；
(3)基于信息系統(tǒng)分批遷移的成本的考慮，根據(jù)遷移包的定義方法而提出一種遷移代價函數(shù)的計算方法，能夠定量計算出信息系統(tǒng)分批遷移的切斷代價；
(4)利用所抽象出來的物理設(shè)備、信息流和遷移包的定義方式，進行遺傳算法的解編碼、解的適應(yīng)度計算方法、解的交叉操作和解的突變操作的定義和抽象；
(5)利用遺傳算法得到最終的系統(tǒng)分劃方式；
(6)根據(jù)最終的系統(tǒng)分劃方法，利用切斷代價函數(shù)確定信息流的切斷代價，進而指導緩存服務(wù)器的安排。信息流的切斷代價函數(shù)越高，則需要部署緩存能力更強的緩存服務(wù)器。并可以將信息流的切斷代價函數(shù)分為若干檔次，每個檔次對應(yīng)一個不同緩存能力的緩存服務(wù)器配置。
總體而言，本發(fā)明填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，提出了一種針對信息系統(tǒng)分批遷移的設(shè)備分批方案的優(yōu)化方法，通過該優(yōu)化方法，能夠找到一個優(yōu)化的系統(tǒng)劃分方式，按照該劃分方式進行設(shè)備的分批搬遷，可以使得因搬遷而帶來的部署和運行數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器的成本盡可能小。
最后，本申請的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。