[发明专利]一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法

说明书

本发明公开了一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法，包括以下步骤：请求阶段：用户的服务请求首先到达CMS，被划分为多个子任务，如果此时调度系统的任务队列有足够的空间，即请求未被阻塞的情况下，CMS接收用户请求；调度阶段：子任务排队等候调度系统的调度。本发明解决了现有的基于解析的建模技术难度大、现场实测费用昂贵、周期长和错误不可重现的问题，该云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法，具备建模技术难度小、现场实测费用便宜、周期短和错误可重现的优点，采用解析建模的方法，以概率论为数学基础，从时间的维度，同时兼顾了云计算本身的容错技术，建立了云计算服务系统的可靠性模型，值得推广使用。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体为一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法。

背景技术

云计算是目前的新技术之一，它融合了网格计算、效用计算、互联网计算和SOA等，有效地整合并实现多层次虚拟化与抽象各种计算、存储、数据和应用等资源，以服务的形式按需提供给用户，将用户从复杂的底层硬件逻辑、网络协议、软件架构中解放出来，是服务模式的创新，但近几年亚马逊、谷歌、微软和Saleforce.com等主流供应商陆续发生服务中断、用户无法访问云服务、邮件服务延迟和数据丢失、数据备份丢失等事故，云计算的安全、可靠性受到多数用户的质疑，可靠性成为目前限制其大规模应用的关键因素之一，但目前未见对云计算服务的系统运行过程的任务可靠性模型，因此，作为云计算的基础性和共性技术，对云计算服务系统可靠性建模技术的研究具有重要意义，鉴于现有的基于解析的建模技术存在着难度大、现场实测费用昂贵、周期长和错误不可重现等问题，为此，我们提出了一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法，以解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法，具备建模技术难度小、现场实测费用便宜、周期短和错误可重现的优点，解决了现有的基于解析的建模技术难度大、现场实测费用昂贵、周期长和错误不可重现的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种云计算服务系统的多阶段可靠性建模分析方法，包括以下步骤：

步骤1：请求阶段：用户的服务请求首先到达CMS，被划分为多个子任务，如果此时调度系统的任务队列有足够的空间，即请求未被阻塞的情况下，CMS接收用户请求；

步骤2：调度阶段：子任务排队等候调度系统的调度，调度系统按照某种调度算法将子任务调度到各个计算节点；

步骤3：执行阶段：各个计算节点根据子任务的具体情况，按照一定的执行顺序或者链路通信交换约束处理子任务，最终完成用户的服务请求。

优选的，所述在整个服务过程中，可能存在很多故障导致服务任务无法完成，主要包括有队列溢出、请求超时、数据源丢失、计算资源不可用、软件故障、数据库不可达、硬件故障和网络故障等。

优选的，所述任务请求阶段的建模用户向CMS提交服务请求(分解为m个子任务)，CMS中的调度系统(S个调度器)负责接受子任务，根据上文的假设可得该阶段为多服务的排队系统，从系统的角度来看，运行一段时间后必将到达一个稳定状态，即在任务队列中等待的子任务个数和在调度系统中正在被调度的子任务个数之和总是为k，被称为状态k，该稳定状态的稳态概率1≤k≤N，其中P_i^-到达的服务请求i发现系统中有i(i＝1，2，3…N)个任务的概率为一般情况下当服务请求的到达服从泊松分布，可通过求解以下方程组求得其中P_i,j一步转移概率，若当前云计算系统的调度系统队列有足够长的空间容纳该用户服务请求的子任务，则所有的子任务进入队列，否则所有的子任务将被阻塞，从而导致整个用户服务请求失败，因此用户请求被CMS阻塞的概率为由此可得一个被分解为m个子任务的用户服务请求被阻塞的概率为