[发明专利]一种基于因果推断的微服务故障根因定位方法及装置

说明书

本发明提出一种基于因果推断的微服务故障根因定位方法及装置，解决了当前微服务故障根因定位方法无法兼顾定位准确度及定位效率，且网络运行开销耗费大的问题，其中方法包括故障网元定位、因果推断模型构建、故障根因定位三个阶段，本发明能够严格区分各组件节点间的因果关系，从而能够对冗余的节点进行剔除，克服传统人工或者简单的机器运维费时费力的缺点，同时因果溯源的特性能够快速精准地对故障根因进行定位，对智能运维的发展具有一定的研究价值和意义。

技术领域

本发明涉及数据分析和因果推断的技术领域，更具体地，涉及一种基于因果推断的微服务故障根因定位方法及装置。

背景技术

近年来，微服务框架的应用场景越来越广，在微服务体系结构中，一个应用程序可被解耦成多个微服务。在发生故障时，故障会在整个动态拓扑网络中传播，从而引起多个节点的告警并出现告警风暴，将导致运维难度成倍提高。因此，一旦微服务出现故障又无法迅速定位并解决根因，将直接影响用户体验，给应用的企业带来巨大的经济损失。

目前，有许多故障根因定位方法被提出，如基于事件相关性分析的方法、基于日志的方法、基于路径跟踪的方法等，其中，基于事件相关性分析的方法无法保障定位准确度，而由于微服务系统中日志数据量很大，使用基于日志的方法直接分析日志需要很高的开销；基于路径跟踪的方法则难以适应微服务的动态变化。

2020年3月17日，中国发明专利(CN110888755A)中公开一种微服务系统异常根因节点的查找方法，该专利所提出的方案通过微服务节点之间生成的依赖关系拓扑图，结合多种算法(如孤立森林算法、皮尔森相关系数算法)，对依赖关系拓扑图中的各拓扑节点进行状态更新以及异常检测得到互为父子关系的异常根因节点之间的拓扑依赖关系，基于该拓扑依赖关系，进而计算出待定的各异常根因节点对目标故障节点的根因影响程度对应的各根因分值，最终实现快速查找出最大根因分值对应的异常根因节点，不需要人工对各拓扑节点对应的状态数据进行标注、也不需要人工进行状态数据的筛选，进而提高了微服务系统异常根因节点的排查效率，显著降低了人力成本，但过程需要复杂的算法和模型支撑，因此，相对而言费时且网络运行开销大。

发明内容

为解决当前微服务故障根因定位方法无法兼顾定位准确度及定位效率，且网络运行开销耗费大的问题，本发明提出一种基于因果推断的微服务故障根因定位方法及装置，克服了传统人工或者简单的机器运维费时费力的缺点，迅速精准地定位出发生故障的组件。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于因果推断的微服务故障根因定位方法，所述方法至少包括：

S1.采集业务指标数据，对业务指标数据进行异常检测，并根据时间戳信息定位故障时刻；

S2.根据微服务调用关系，对微服务调用关系进行还原，定位微服务故障网元组件；

S3.确定微服务故障网元组件的指标，利用微服务故障网元组件的所有指标构建全连接图；

S4.确定时序指标数据，结合全连接图，对时序指标数据进行偏相关独立性检测及瞬时独立性检验，形成因果推断模型；

S5.故障网元组件节点基于因果推断模型进行偏相关随机游走，根据故障网元组件节点的游走次数计算故障得分，并按从大到小顺序将故障得分排序；

S6.根据故障得分排序，输出故障根因。

优选地，步骤S1所述的业务指标数据包括：微服务调用平均时间、调用成功次数及调用成功率，业务指标数据进行异常检测时采用3σ原则。

优选地，步骤S2所述定位微服务故障网元组件的具体过程为：

S21.将所定位的故障时刻时段处在同一个调用链ID的组件进行连接，完成微服务调用关系的还原，形成调用链拓扑图，所述调用链拓扑图中包各组件节点和调用关系；