專利名稱：一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)運(yùn)行軟件QoS需求指標(biāo)監(jiān)控的方法和系統(tǒng)，尤其涉及ー種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法及系統(tǒng)，屬于軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái),軟件系統(tǒng)越來(lái)越要求具有較高的動(dòng)態(tài)性和靈活性,能夠動(dòng)態(tài)組合開(kāi)放環(huán)境下使用分布、自治的第三方組件，并支持軟件運(yùn)行時(shí)的不斷演化。然而在復(fù)雜多變的Internet環(huán)境中，這種對(duì)于第三方服務(wù)的依賴會(huì)帶來(lái)不確定的問(wèn)題，比如服務(wù)組件接ロ變化，動(dòng)態(tài)選擇發(fā)生變化，組件自身變化，又或者如果各個(gè)組件提供的功能或者非功能特性與預(yù)先聲明不同，都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，無(wú)法滿足QoS (Quality of Service)需求。因此需要采 用運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控技術(shù)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管以確保軟件執(zhí)行的正確性，提高軟件的可信度。QoS的關(guān)鍵指標(biāo)如可用性、吞吐量、時(shí)延、時(shí)延變化(包括抖動(dòng)和漂移)和丟失等通常用概率來(lái)表示不確定性，但很多時(shí)候分析和評(píng)估QoS指標(biāo)時(shí)，很難給出確切的特征量估計(jì)值，而采用模糊語(yǔ)言，例如“程序在0. 2s內(nèi)響應(yīng)的概率為95%”，“數(shù)據(jù)丟包率小于萬(wàn)分之三”等等，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行需要對(duì)這些不確定的模糊概率進(jìn)行監(jiān)控診斷。然而，現(xiàn)有的概率監(jiān)控方法采用傳統(tǒng)假設(shè)檢驗(yàn)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，只使用單ー概率值評(píng)估，不使用復(fù)合假設(shè)，實(shí)際可執(zhí)行性差，又或者使用SPRT (Sequential Probability Ratio Test)方法統(tǒng)計(jì)，由于該方法樣本大量落入中立區(qū)，監(jiān)控常常失效。所以，現(xiàn)有的概率監(jiān)控技術(shù)無(wú)法滿足概率監(jiān)控的需要。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法及系統(tǒng)，監(jiān)控方法和系統(tǒng)通過(guò)判斷軟件的運(yùn)行時(shí)行為是否滿足軟件系統(tǒng)的屬性規(guī)約，以發(fā)現(xiàn)軟件的異常和ー些QoS狀況，為軟件系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)整和演化等活動(dòng)提供決策依據(jù)，從而保證軟件系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。技術(shù)方案一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，包括以下步驟步驟I，根據(jù)可靠性標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定原假設(shè)Htl與備擇假設(shè)氏；其中，原假設(shè)和備擇假設(shè)必須互斥，接受一方，必須拒絕另一方；根據(jù)可靠性標(biāo)準(zhǔn)，建立對(duì)立的原假設(shè)Htl與備擇假設(shè)H1 H0 P ^ 0 ' IH1 p < 9 ’ ；步驟2，選取先驗(yàn)分布函數(shù)；具體為如有充足的先驗(yàn)信息，利用歷史日志中以往軟件運(yùn)行的服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)特性，形成先驗(yàn)分布函數(shù)g( 6 );根據(jù)監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)特性，引入ニ項(xiàng)分布的自然共軛先驗(yàn)分布，即貝塔分布，通過(guò)設(shè)定兩個(gè)不同的參數(shù)a和b來(lái)擬合
區(qū)間上g(0)，其概率密度分布函數(shù)Vwe(OJ), g(u,a,b) = —~(X-uf ，a >0, b>0
其中
權(quán)利要求
1.一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I，根據(jù)可靠性標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定原假設(shè)Htl與備擇假設(shè)氏；其中，原假設(shè)和備擇假設(shè)必須互斥，接受一方，必須拒絕另一方；根據(jù)可靠性標(biāo)準(zhǔn)，建立對(duì)立的原假設(shè)Htl與備擇假設(shè)H1 =H0 p ≥0 ' : p < 0 ’ ； 步驟2，選取先驗(yàn)分布函數(shù)；具體為如有充足的先驗(yàn)信息，利用歷史日志中以往軟件運(yùn)行的服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)特性來(lái)形成先驗(yàn)分布函數(shù)g( 6 );根據(jù)監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)特性，引入ニ項(xiàng)分布的自然共軛先驗(yàn)分布，即貝塔分布，通過(guò)設(shè)定兩個(gè)不同的參數(shù)a和b來(lái)擬合[O，I]區(qū)間上g( 0 )，其概率密度分布函數(shù)
2.如權(quán)利要求I所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述的對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行預(yù)處理，具體為訓(xùn)練樣本ギ與軟件聲明Yt標(biāo)準(zhǔn)相匹配，滿足要求則對(duì)應(yīng)的第i次樣本預(yù)處理結(jié)果Xi=I,否則為O。
3.如權(quán)利要求I所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述的統(tǒng)計(jì)滿足屬性的成功樣本數(shù)SUCC，更新樣本集TX，具體為 1)統(tǒng)計(jì)成功樣本數(shù)SUCC，如果成功樣本數(shù)SUCC的值與樣本集TX中最早樣本預(yù)處理結(jié)果相同，成功樣本數(shù)succ不變，直接向軟件返回上次存儲(chǔ)的監(jiān)控結(jié)果；否則如果Xi=I,則succ=succ+l !Xi=O,則 SUCC=SUCC-1 ; 2)更新樣本集TX，其中，TX是布爾型數(shù)組，存儲(chǔ)最近的樣本預(yù)處理結(jié)果，更新采取FIFO策略，替換TX最早的樣本預(yù)處理結(jié)果。
4.如權(quán)利要求I所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述的對(duì)樣本總數(shù)n、成功樣本數(shù)succ、標(biāo)準(zhǔn)0整形，具體為 對(duì)樣本總數(shù)n、成功樣本總數(shù)succ、標(biāo)準(zhǔn)0分別同步放大為knm，ksuccm, k 0 m, k, m >Io
5.如權(quán)利要求I所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述步驟7的結(jié)果分析，具體為選取闕值Thres，闕值Thres的選取根據(jù)所要求的I型錯(cuò)誤來(lái)確定，默認(rèn)為T= 9/(1- 0 )*100 ;如果B大于Thres，則認(rèn)為有足夠的理由相信原假設(shè)Htl成立，如果B〈l/Thres則支持備擇假設(shè)H1成立；如果l/ThreS〈B〈ThreS，則不確定支持原假設(shè)還是支持備擇假設(shè)。
6.一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 控制器，用于采集運(yùn)行時(shí)軟件的服務(wù)聲明標(biāo)準(zhǔn)，作為監(jiān)控對(duì)象服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生不同任務(wù)目的分析器，傳遞需匹配的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)給對(duì)應(yīng)的分析器，向數(shù)據(jù)采集端發(fā)布指令，指示觀察器采集所需的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集，并控制實(shí)時(shí)周期性采集，數(shù)據(jù)庫(kù)匯總各分析器的監(jiān)控結(jié)果，送入服務(wù)能力評(píng)價(jià)模塊，向數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備返回對(duì)軟件的監(jiān)控結(jié)果及評(píng)價(jià)結(jié)果； 觀察器，用于從數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備端周期采集所需的服務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集端的信息進(jìn)行篩分分類重組，以準(zhǔn)備形成不同分析器需要的數(shù)據(jù)； 分析器，根據(jù)控制器提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)篩分模塊分組后的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，形成可以采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)的預(yù)處理樣本，并傳入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)保存；根據(jù)貝葉斯方法作出相應(yīng)的判斷，結(jié)果存入監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。
7.如權(quán)利要求6所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括 服務(wù)信息采集模塊，用于采集運(yùn)行時(shí)軟件的服務(wù)聲明標(biāo)準(zhǔn)，作為監(jiān)控對(duì)象服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，向數(shù)據(jù)采集端發(fā)布指令，指示觀察器采集所需的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集； 分析器生成模塊，根據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生不同任務(wù)目的分析器，傳遞需匹配的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)給對(duì)應(yīng)的分析器； 計(jì)時(shí)器，控制觀察器周期性采集監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)； 服務(wù)能力評(píng)價(jià)模塊，綜合評(píng)價(jià)服務(wù)能力，向數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備返回對(duì)軟件的監(jiān)控結(jié)果以及評(píng)價(jià)結(jié)果； 樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)歷史監(jiān)控樣本數(shù)據(jù)； 監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)，匯總不同的分析器發(fā)來(lái)的結(jié)果，傳遞給服務(wù)能力評(píng)價(jià)模塊。
8.如權(quán)利要求6所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述觀察器包括數(shù)據(jù)采集端，用于從數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備端周期采集所需的服務(wù)數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)篩分模塊，對(duì)數(shù)據(jù)采集端的信息進(jìn)行篩分分類重組，以準(zhǔn)備形成不同分析器需要的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6所述的基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述分析器包括 匹配整形模塊，根據(jù)控制器提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)篩分模塊分組后的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，形成可以采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)的預(yù)處理樣本，并傳入樣本數(shù)據(jù)庫(kù)保存； 貝葉斯統(tǒng)計(jì)模塊，根據(jù)貝葉斯方法作出相應(yīng)的判斷，存入監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于貝葉斯推斷的軟件服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控方法及系統(tǒng)，設(shè)定原假設(shè)與備擇假設(shè)，選取先驗(yàn)分布函數(shù)，讀取訓(xùn)練樣本，對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行預(yù)處理，統(tǒng)計(jì)滿足屬性的樣本數(shù)，更新樣本集；對(duì)樣本總數(shù)，成功樣本數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值整形；計(jì)算貝葉斯因子，分析、存儲(chǔ)并返回監(jiān)控結(jié)果。系統(tǒng)包括控制器，采集軟件的服務(wù)聲明標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生不同任務(wù)目的分析器，傳遞需匹配的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)給分析器，向數(shù)據(jù)采集端發(fā)布指令，控制周期性采集；觀察器從數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備端周期采集所需的服務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)信息進(jìn)行篩分分類重組；分析器，數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，形成可預(yù)處理樣本，傳入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)保存；采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)模塊分析數(shù)據(jù)，結(jié)果存入監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。
文檔編號(hào)G06F11/30GK102866942SQ201210339638
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者張鵬程, 朱躍龍, 徐美君 申請(qǐng)人:河海大學(xué)