Internet服务故障管理

论文摘要

随着Internet逐渐向面向服务体系架构（SOA）演化，服务提供商（SP）开始发现Internet服务能带来潜在的高额利润，因此，近年来出现了各种各样的Internet服务，如IP电话、IP电视、视频点播、网络游戏、VPN等。为了维持已有顾客群并吸引更多新用户，SP需要保证所提供服务的服务质量（QoS）。 故障管理对于服务QoS保证非常重要，服务的不可用或性能降级都会引起SLA（Service Level Agreement，服务等级协定）违约，影响SP的信誉，并造成经济损失。因此，SP需要面向服务的故障管理机制，在服务发生故障时能迅速定位故障并采取相应措施，以缩短服务宕机时间和性能降级时间。本文围绕着Internet服务的故障管理体系及其相关算法进行了研究，研究的侧重点在于基于图论技术的服务故障诊断，服务故障传播模型建立，故障定位算法的分析和改进，跨多个自治域的服务故障管理框架、以及基于资源规划的服务性能降级故障处理。论文的主要工作包含以下几个方面： （1） 分析造成服务故障的复杂原因，比较了现有的故障诊断技术，选择图论技术作为本文研究的理论工具，采用二分图作为服务的故障传播模型，提出了分层的故障传播模型，并提出了建模方法。分层模型通过将故障管理任务划分到多个独立的层次，简化了故障诊断过程。 （2） 将二分图故障传播模型的故障诊断问题转化为集合覆盖问题，借鉴启发式贪婪算法，设计了最大覆盖算法MCA和MCA+。MCA和MCA+算法是基于时间窗口的，其中MCA+算法是MCA算法的扩展版本，综合考虑了丢失和虚假症状对故障诊断造成的影响。仿真结果证明了MCA和MCA+算法能够获得比现有算法更高的故障检测率和更低的误判率，并且算法稳定，计算复杂度较低。 （3） 为了改进基于时间窗口算法在时间窗口设置不合适的情况下的性能，提出了多时间窗口故障诊断算法MFD。基于时间窗口的算法存在着固有缺陷，即算法的准确度依赖于时间窗口的设置值。MFD算法在MCA+算法的基础上增加了相邻时间窗口关联关系分析，能在一定程度上克服时间窗口设置不准确对算法造成的影响。仿真结果表明，MFD在时间窗口设置准确的情况下能获得与MCA+类似的性能；而在时间窗口设置不准确（包括大窗口和小窗口）的情况下，MFD算法能获得比MCA+算法更高的故障检测率和更低的误判率，并且其算法复杂度与MCA+相同。 （4） 分析了在多域异构网络环境中服务故障管理存在的问题，提出了基于PDB

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基本概念
• 1.3 国内外发展动态
• 1.3.1 工业界发布的服务故障管理产品
• 1.3.2 服务故障管理相关研究组的研究工作
• 1.3.3 症状数据的收集以及对故障特性的研究
• 1.3.4 故障诊断
• 1.3.5 故障恢复
• 1.3.6 移动网络的故障管理
• 1.4 本文的主要贡献
• 1.5 本文的结构和安排
• 1.6 本章参考文献
• 第二章 分层故障管理模型
• 2.1 服务故障成因
• 2.2 INTERNET服务分层故障管理模型
• 2.2.1 为什么要分层?
• 2.2.2 分层故障管理模型
• 2.3 各层故障管理场景建模
• 2.3.1 故障诊断的常用技术
• 2.3.2 理论方法和故障传播模型的选择
• 2.3.3 服务故障管理场景建模方法
• 2.4 小结
• 2.5 本章参考文献
• 第三章 最大覆盖算法MCA和MCA+
• 3.1 引言
• 3.2 故障定位算法的形式化定义
• 3.3 二分覆盖问题
• 3.4 最大覆盖算法
• 3.4.1 MCA
• 3.4.2 MCA+
• 3.4.3 算法复杂度
• 3.5 仿真与结果分析
• 3.6 本章小结
• 3.7 本章参考文献
• 第四章 多窗口故障诊断算法MFD
• 4.1 引言
• 4.2 时间窗口设置不准确造成的影响
• 4.3 多时间窗口故障诊断算法MFD
• 4.4 计算复杂度
• 4.5 仿真结果和分析
• 4.5.1 仿真模型
• 4.5.2 结果和分析
• 4.6 结论
• 4.7 本章参考文献
• 第五章 多域环境下的服务故障管理框架
• 5.1 引言
• 5.2 相关研究工作
• 5.3 多域故障管理器MDFM
• 5.3.1 SLS分解器
• 5.3.2 监测任务产生器
• 5.3.3 SLS监测器
• 5.3.4 服务器和客户端代理
• 5.3.5 告警收集器
• 5.3.6 故障诊断工具箱
• 5.4 原型系统与实验结果
• 5.5 结论
• 5.6 本章参考文献：
• 第六章 基于资源规划的软性故障处理
• 6.1 引言
• 6.2 资源管理层
• 6.3 最大流算法
• 6.3.1 最大流问题
• 6.3.2 经典最大流算法的不足
• 6.4 资源规划算法
• 6.4.1 基本概念
• 6.4.2 算法描述
• 6.4.3 算法复杂度
• 6.5 原型系统和实验结果
• 6.6 结论
• 6.7 本章参考文献
• 结束语
• 略缩词
• 致谢
• 个人简历及参加的科研工作
• 附录：在攻博期间录用、发表的文章