基于過程模型的IT系統(tǒng)自修復(fù)框架研究.pdf

1、IT系統(tǒng)管理復(fù)雜性問題是目前IT業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。該問題最明顯的癥狀就是IT系統(tǒng)故障頻發(fā)，對運(yùn)營維護(hù)管理人員的技術(shù)要求越來越高，相應(yīng)的運(yùn)營管理成本也持續(xù)增加。軟件工程對軟件系統(tǒng)運(yùn)營階段的重視程度和研究深度明顯不能滿足需要，IT運(yùn)營管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化也不能降低系統(tǒng)管理復(fù)雜性。自主管理作為自治計(jì)算的核心技術(shù)，是應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的主流研究方向，自修復(fù)是自主管理的一項(xiàng)關(guān)鍵功能，其主要思想是通過提高系統(tǒng)自動處理故障以及適應(yīng)環(huán)境變化的能力，解決IT系

2、統(tǒng)管理復(fù)雜性問題中“系統(tǒng)故障頻發(fā)”這一最明顯的癥狀。由于IT系統(tǒng)對企業(yè)運(yùn)營的影響越來越大，“自修復(fù)”這一新興研究領(lǐng)域已經(jīng)成為一個(gè)很有前景的研究方向。本文對提高IT系統(tǒng)自修復(fù)能力的框架及其支持技術(shù)進(jìn)行了研究： 提出基于過程模型的IT系統(tǒng)自修復(fù)框架(PMSF)，作為解決和預(yù)防系統(tǒng)異常的管理技術(shù)框架。通過由定義、度量、關(guān)聯(lián)以及改進(jìn)四個(gè)階段組成的過程改進(jìn)循環(huán)，去實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)在運(yùn)營階段面向異常的邏輯抽象、度量體系、關(guān)聯(lián)模型以及改進(jìn)方法，過

3、程模型可有效提高系統(tǒng)的自修復(fù)能力。作為一個(gè)開放的技術(shù)框架，PMSF旨在通過發(fā)現(xiàn)并控制引發(fā)系統(tǒng)異常的關(guān)鍵少數(shù)影響因素，去指導(dǎo)系統(tǒng)改進(jìn)以消除系統(tǒng)異常。這是一種標(biāo)本兼治的異常管理方法，能在提高系統(tǒng)可靠性和服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)降低人工干預(yù)的需要，它的研究擴(kuò)展了以軟件開發(fā)為焦點(diǎn)的傳統(tǒng)軟件工程方法。本文實(shí)現(xiàn)兩個(gè)能處理不同類別異常的具體過程模型，一個(gè)是處理隨機(jī)性能異常的擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)過程控制模型，另一個(gè)是處理系統(tǒng)功能異常的功能點(diǎn)切片模型。 提出擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)過

4、程控制模型(ESPC)指導(dǎo)隨機(jī)性能異常的預(yù)防和自修復(fù)。ESPC改進(jìn)了統(tǒng)計(jì)過程控制的度量體系，能根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化動態(tài)地調(diào)節(jié)判別性能異常的閾值，對性能數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)分類；它引入“過程性能指數(shù)”，從統(tǒng)計(jì)意義上計(jì)算過程性能符合用戶期望的程度，不同過程能根據(jù)該指數(shù)比較性能優(yōu)劣。ESPC還建立了性能異常與影響因素間的關(guān)聯(lián)模型，根據(jù)動態(tài)分類后的性能數(shù)據(jù)以及各影響因素的同步數(shù)據(jù)，自動確定引發(fā)性能異常的關(guān)鍵少數(shù)影響因素。ESPC能有效地從用戶使用體驗(yàn)角度度

5、量和分析性能，并發(fā)現(xiàn)性能管理所需要的領(lǐng)域知識，指導(dǎo)系統(tǒng)改進(jìn)自動修復(fù)并預(yù)防性能異常。ESPC的兩個(gè)應(yīng)用案例分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)和組合優(yōu)化算法的性能異常自修復(fù)。 收集了21個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)長達(dá)三年多的改正性維護(hù)數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對影響維護(hù)工作量的主要因素、系統(tǒng)功能異常的增長特征、功能異常的主要類別及解決途徑三個(gè)方面進(jìn)行實(shí)證研究。主要結(jié)果有：第一，維護(hù)工作量和變更數(shù)量、修改數(shù)據(jù)文件數(shù)量有著強(qiáng)的線性關(guān)聯(lián)關(guān)系；第二，大規(guī)模業(yè)務(wù)系統(tǒng)的累積

6、異常增長是一個(gè)以運(yùn)營時(shí)間為底數(shù)、以“系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)”為指數(shù)的冪函數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定指數(shù)代表著系統(tǒng)可靠性的變化趨勢；第三，改正性維護(hù)通過數(shù)據(jù)更改能解決近50％的功能異常，而代碼更改僅占20％左右。實(shí)證研究結(jié)果表明需要研究以數(shù)據(jù)(而不是以代碼)為中心的功能異常管理工具，這也是功能點(diǎn)切片模型研究的動機(jī)。 建立一種新的功能異常分析模型——功能點(diǎn)切片模型(FPS)，可提高異常分析和處理的自動化水平。FPS采用功能點(diǎn)分析方法將IT系統(tǒng)分解為基本事務(wù)