Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是面向Web服務系統(tǒng)提供一種自適應網絡故障分析系統(tǒng)與方法，同時為Web服務系統(tǒng)的性能優(yōu)化提供輔助方法。本發(fā)明的分析方法和系統(tǒng)中包括Web服務及報文配置模塊、Web服務質量分析模塊、網絡事件分析模塊以及網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊。本方法采用的檢測方法只需通過配置Web服務的報文結構，整合網絡設備的日志數據與Web服務質量數據，從而自動檢測導致Web服務系統(tǒng)異常的網絡故障。由于本方法不需要編程或者更改現有系統(tǒng)的運行與配置方式，因此不會影響被檢測系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定性。
【專利說明】Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)與方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及Web故障分析領域，尤其涉及一種Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)與方法。
【背景技術】
[0002]以Web服務為代表的軟件系統(tǒng)構建技術正在快速發(fā)展，特別是基于SOA松散耦合、平臺無關性適合于廣域網、局域網環(huán)境和數據中心內復雜信息系統(tǒng)的構建。用戶在選擇各類Web服務時，除了要滿足其對功能方面的需求,Web服務質量(Quality of Web Services)是用戶選擇的重要標準。
[0003]由于SOA為代表的Web服務系統(tǒng)構建技術，影響其服務質量的一個重要因素是其網絡運行環(huán)境。需要通過調整網絡設施的配置來改善Web服務系統(tǒng)的服務質量，也需要及時定位和修復可能導致SOA系統(tǒng)異常的網絡故障。
[0004]對于Web服務質量評估主要是針對系統(tǒng)中Web服務的響應時間，平均無故障工作時間，服務吞吐率等監(jiān)測指標的基礎上按照某種評價標準進行評估。導致Web服務質量發(fā)生變化的因素包括負載水平、服務器運行狀態(tài)、基礎軟件系統(tǒng)(如數據庫系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)等)以及網絡基礎設施的變化等。其服務質量與服務的負載水平、服務器運行狀態(tài)以及基礎軟件系統(tǒng)之間的依賴關系較為直接，那么對于運行和維護人員較為容易分析和處理相關的問題。但是對于大中型的網絡環(huán)境，其網絡拓撲關系、配置方式與SOA系統(tǒng)之間的依賴關系動態(tài)變化，這導致了難以分析和評估網絡配置和運行狀態(tài)與Web服務性能間的關系。因此，解決上述問題對于Web服務系統(tǒng)的管理、運行和維護具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創(chuàng)新地提出了一種Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)與方法。
[0006]為了實現本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其關鍵在于，包括:Web服務及報文配置模塊、Web服務質量分析模塊、網絡事件分析模塊以及網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊；
[0007]所述Web服務及報文配置模塊，用于管理各Web服務系統(tǒng)中約定服務質量相關屬性，管理各Web服務系統(tǒng)的質量評估模型，以及所述質量評估模型中評估指標的參數以及參數的取值情況；
[0008]所述Web服務質量分析模塊，用于獲取網絡數據報文，過濾出服務調用與響應的數據報文，并記錄在Web服務事件庫中；在Web服務事件庫的基礎上，按照所述質量評估模型對在線Web服務質量進行分析評估；
[0009]所述網絡事件分析模塊，用于網絡基礎設施中提供的網絡設備運行日志獲取接口來獲取網絡基礎設施中的網絡事件數據，從所述網絡事件數據基礎上，獲取網絡基礎設施中發(fā)生的網絡事件數據，將所述網絡事件數據存儲到網絡事件數據庫中；[0010]所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊，用于通過記錄網絡運行狀態(tài)變化前后Web服務系統(tǒng)的服務質量的波動情況，并利用數據分析技術來分析網絡運行狀態(tài)與Web服務質量之間的關聯關系，從而識別網絡運行狀態(tài)變化對Web服務系統(tǒng)的服務質量影響的規(guī)律，判斷網絡故障。
[0011 ] 所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述Web服務及報文配置模塊的約定服務質量相關屬性為服務請求和響應的報文格式、Web服務故障以及異常響應的報文格式。
[0012]所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述Web服務質量分析模塊還包括:
[0013]事件生成模塊，采用Sniffer技術從在線Web服務端與在線Web客戶端之間的信息交換裝置上獲取網絡數據報文，過濾出服務調用與響應的數據報文，且根據所述數據報文分別生成服務請求事件和服務響應事件。
[0014]所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述Web服務質量分析模塊的Web服務質量的評估指標為平均響應時間、最大響應時間、平均無故障時間和響應時間的分布情況。
[0015]所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述質量評估模型，分析評估過程中請求與響應消息數據報文的時間戳來獲得每一次Web服務請求事件、響應事件和異常事件的時間，其中Web服務質量根據兩次網絡故障事件之間收集的Web服務質量數據來進行計算。
[0016]所述的Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述服務質量根據網絡故障事件發(fā)生之后到該故障被清除之前收集的Web服務質量數據來進行計算。
[0017]所述的Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊包括:
[0018]選定一個網絡配置沒有發(fā)生變化的時間段Ta，將該時段內網絡事件分析模塊獲得的網絡事件數據和Web服務質量分析模塊獲得的網絡數據報文讀出到所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊，其中下標a為標識該時間段；
[0019]查找該時間段內所有網絡正常運行狀態(tài)下，即兩次網絡故障事件之間的服務響應的性能數據來計算Web服務系統(tǒng)中各個Web服務質量，采用服務平均響應時間作為Web服務質量的評價標準，且假定該參數符合正態(tài)分布，如果Web服務WSi在該分析時間段內共獲得了 η個平均響應時間值
[0020](R1, R2, , RJ ；
[0021]根據η個值計算該Web服務響應時間的分布特征，如平均響應時間友和均方差S，所述下標i為網絡服務其中之一的標識，η為正整數；其中:
[0022]
【權利要求】
1.一種Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，包括:Web服務及報文配置模塊、Web服務質量分析模塊、網絡事件分析模塊以及網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊； 所述Web服務及報文配置模塊，用于管理各Web服務系統(tǒng)中約定服務質量相關屬性，管理各Web服務系統(tǒng)的質量評估模型，以及所述質量評估模型中評估指標的參數以及參數的取值情況； 所述Web服務質量分析模塊，用于獲取網絡數據報文，過濾出服務調用與響應的數據報文，并記錄在Web服務事件庫中；在Web服務事件庫的基礎上，按照所述質量評估模型對在線Web服務質量進行分析評估； 所述網絡事件分析模塊，用于網絡基礎設施中提供的網絡設備運行日志獲取接口來獲取網絡基礎設施中的網絡事件數據，從所述網絡事件數據基礎上，獲取網絡基礎設施中發(fā)生的網絡事件數據，將所述網絡事件數據存儲到網絡事件數據庫中； 所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊，用于通過記錄網絡運行狀態(tài)變化前后Web服務系統(tǒng)的服務質量的波動情況，并利用數據分析技術來分析網絡運行狀態(tài)與Web服務質量之間的關聯關系，從而識別網絡運行狀態(tài)變化對Web服務系統(tǒng)的服務質量影響的規(guī)律，判斷網絡故障。
2.根據權利要求1所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述Web服務及報文配置模塊的約定服務質量相關屬性為服務請求和響應的報文格式、Web服務故障以及異常響應的 報文格式。
3.根據權利要求1所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述Web服務質量分析模塊還包括: 事件生成模塊，采用Sniffer技術從在線Web服務端與在線Web客戶端之間的信息交換裝置上獲取網絡數據報文，過濾出服務調用與響應的數據報文，且根據所述數據報文分別生成服務請求事件和服務響應事件。
4.根據權利要求1所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述Web服務質量分析模塊的Web服務質量的評估指標為平均響應時間、最大響應時間、平均無故障時間和響應時間的分布情況。
5.根據權利要求1所述的Web服務系統(tǒng)中網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述質量評估模型，分析評估過程中請求與響應消息數據報文的時間戳來獲得每一次Web服務請求事件、響應事件和異常事件的時間，其中Web服務質量根據兩次網絡故障事件之間收集的Web服務質量數據來進行計算。
6.根據權利要求5所述的Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述服務質量根據網絡故障事件發(fā)生之后到該故障被清除之前收集的Web服務質量數據來進行計算。
7.根據權利要求5所述的Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析系統(tǒng)，其特征在于，所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊包括: 選定一個網絡配置沒有發(fā)生變化的時間段Ta，將該時段內網絡事件分析模塊獲得的網絡事件數據和Web服務質量分析模塊獲得的網絡數據報文讀出到所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊，其中下標a為標識該時間段； 查找該時間段內所有網絡正常運行狀態(tài)下，即兩次網絡故障事件之間的服務響應的性能數據來計算Web服務系統(tǒng)中各個Web服務質量，采用服務平均響應時間作為Web服務質量的評價標準，且假定該參數符合正態(tài)分布，如果Web服務WSi在該分析時間段內共獲得了η個平均響應時間值{R” Rg，...，RnI ; 根據η個值計算該Web服務響應時間的分布特征，如平均響應時間&和均方差S，所述下標i為網絡服務其中之一的標識，η為正整數；其中:
8.—種Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，對需要監(jiān)測與分析的Web服務系統(tǒng)中的服務以及其對應的消息進行配置，包括Web服務的名稱和端口等基本屬性、服務請求和響應消息的基本結構、服務質量的評估方法信息，管理各Web服務系統(tǒng)的質量評估模型，以及所述質量評估模型中評估指標的參數以及參數的取值情況； 步驟2，采用Sniffer技術從在線Web服務端與在線Web客戶端之間的信息交換裝置上獲取網絡數據報文，過濾出服務調用與響應的數據報文，且根據所述數據報文分別生成服務請求事件和服務響應事件，并記錄在Web服務事件庫中；在Web服務事件庫的基礎上，按照所述質量評估模型對在線Web服務質量進行分析評估；步驟3，網絡基礎設施中提供的網絡設備運行日志獲取接口，來獲取網絡基礎設施中的網絡事件數據，從所述網絡事件數據基礎上，獲取網絡基礎設施中發(fā)生的網絡事件數據，將所述網絡事件數據存儲到網絡事件數據庫中； 步驟4，通過記錄網絡運行狀態(tài)變化前后Web服務系統(tǒng)的服務質量的波動情況，并利用數據分析技術來分析網絡運行狀態(tài)與Web服務質量之間的關聯關系，從而識別網絡運行狀態(tài)變化對Web服務系統(tǒng)的服務質量影響的規(guī)律，判斷網絡故障。
9.根據權利要求8所述的Web服務系統(tǒng)的網絡故障分析方法，其特征在于，所述步驟4包括: 步驟4-1，選定一個網絡配置沒有發(fā)生變化的時間段Ta，將該時段內網絡事件分析模塊獲得的網絡事件數據和Web服務質量分析模塊獲得的網絡數據報文讀出到所述網絡狀態(tài)與Web服務質量關聯分析模塊，其中下標a為標識該時間段； 步驟4-2，查找該時間段內所有網絡正常運行狀態(tài)下，即兩次網絡故障事件之間的服務響應的性能數據來計算Web服務系統(tǒng)中各個Web服務質量，采用服務平均響應時間作為Web服務質量的評價標準，且假定該參數符合正態(tài)分布，如果Web服務WSi在該分析時間段內共獲得了 η個平均響應時間值
{R” Rg，...，RnI ; 步驟4-3，根據η個值計算該Web服務響應時間的分布特征，如平均響應時間及和均方差S，所述下標i為網絡服務其中之一的標識，η為正整數；其中:
【文檔編號】H04L12/24GK103888300SQ201410141380
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權日:2014年4月9日
【發(fā)明者】高俊, 周維貴, 敖洪, 周全 申請人:中國人民解放軍63818部隊