Web服务系统中网络故障分析系统与方法技术方案

本发明专利技术的目的是面向Web服务系统提供一种自适应网络故障分析系统与方法，同时为Web服务系统的性能优化提供辅助方法。本发明专利技术的分析方法和系统中包括Web服务及报文配置模块、Web服务质量分析模块、网络事件分析模块以及网络状态与Web服务质量关联分析模块。本方法采用的检测方法只需通过配置Web服务的报文结构，整合网络设备的日志数据与Web服务质量数据，从而自动检测导致Web服务系统异常的网络故障。由于本方法不需要编程或者更改现有系统的运行与配置方式，因此不会影响被检测系统的性能与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
Web服务系统中网络故障分析系统与方法
本专利技术涉及Web故障分析领域，尤其涉及一种Web服务系统中网络故障分析系统与方法。
技术介绍
以Web服务为代表的软件系统构建技术正在快速发展，特别是基于SOA松散耦合、平台无关性适合于广域网、局域网环境和数据中心内复杂信息系统的构建。用户在选择各类Web服务时，除了要满足其对功能方面的需求，Web服务质量(QualityofWebServices)是用户选择的重要标准。由于SOA为代表的Web服务系统构建技术，影响其服务质量的一个重要因素是其网络运行环境。需要通过调整网络设施的配置来改善Web服务系统的服务质量，也需要及时定位和修复可能导致SOA系统异常的网络故障。对于Web服务质量评估主要是针对系统中Web服务的响应时间，平均无故障工作时间，服务吞吐率等监测指标的基础上按照某种评价标准进行评估。导致Web服务质量发生变化的因素包括负载水平、服务器运行状态、基础软件系统（如数据库系统、存储系统等）以及网络基础设施的变化等。其服务质量与服务的负载水平、服务器运行状态以及基础软件系统之间的依赖关系较为直接，那么对于运行和维护人员较为容易分析和处理相关的问题。但是对于大中型的网络环境，其网络拓扑关系、配置方式与SOA系统之间的依赖关系动态变化，这导致了难以分析和评估网络配置和运行状态与Web服务性能间的关系。因此，解决上述问题对于Web服务系统的管理、运行和维护具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种Web服务系统中网络故障分析系统与方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种Web服务系统中网络故障分析系统，其关键在于，包括：Web服务及报文配置模块、Web服务质量分析模块、网络事件分析模块以及网络状态与Web服务质量关联分析模块；所述Web服务及报文配置模块，用于管理各Web服务系统中约定服务质量相关属性，管理各Web服务系统的质量评估模型，以及所述质量评估模型中评估指标的参数以及参数的取值情况；所述Web服务质量分析模块，用于获取网络数据报文，过滤出服务调用与响应的数据报文，并记录在Web服务事件库中；在Web服务事件库的基础上，按照所述质量评估模型对在线Web服务质量进行分析评估；所述网络事件分析模块，用于网络基础设施中提供的网络设备运行日志获取接口来获取网络基础设施中的网络事件数据，从所述网络事件数据基础上，获取网络基础设施中发生的网络事件数据，将所述网络事件数据存储到网络事件数据库中；所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，用于通过记录网络运行状态变化前后Web服务系统的服务质量的波动情况，并利用数据分析技术来分析网络运行状态与Web服务质量之间的关联关系，从而识别网络运行状态变化对Web服务系统的服务质量影响的规律，判断网络故障。所述的Web服务系统中网络故障分析系统，优选的，所述Web服务及报文配置模块的约定服务质量相关属性为服务请求和响应的报文格式、Web服务故障以及异常响应的报文格式。所述的Web服务系统中网络故障分析系统，优选的，所述Web服务质量分析模块还包括：事件生成模块，采用Sniffer技术从在线Web服务端与在线Web客户端之间的信息交换装置上获取网络数据报文，过滤出服务调用与响应的数据报文，且根据所述数据报文分别生成服务请求事件和服务响应事件。所述的Web服务系统中网络故障分析系统，优选的，所述Web服务质量分析模块的Web服务质量的评估指标为平均响应时间、最大响应时间、平均无故障时间和响应时间的分布情况。所述的Web服务系统中网络故障分析系统，优选的，所述质量评估模型，分析评估过程中请求与响应消息数据报文的时间戳来获得每一次Web服务请求事件、响应事件和异常事件的时间，其中Web服务质量根据两次网络故障事件之间收集的Web服务质量数据来进行计算。所述的Web服务系统的网络故障分析系统，优选的，所述服务质量根据网络故障事件发生之后到该故障被清除之前收集的Web服务质量数据来进行计算。所述的Web服务系统的网络故障分析系统，优选的，所述网络状态与Web服务质量关联分析模块包括：选定一个网络配置没有发生变化的时间段Ta，将该时段内网络事件分析模块获得的网络事件数据和Web服务质量分析模块获得的网络数据报文读出到所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，其中下标a为标识该时间段；查找该时间段内所有网络正常运行状态下，即两次网络故障事件之间的服务响应的性能数据来计算Web服务系统中各个Web服务质量，采用服务平均响应时间作为Web服务质量的评价标准，且假定该参数符合正态分布，如果Web服务WSi在该分析时间段内共获得了n个平均响应时间值{R1,R2,...,Rn}；根据n个值计算该Web服务响应时间的分布特征，如平均响应时间和均方差S，所述下标i为网络服务其中之一的标识，n为正整数；其中：假定网络设备故障到该故障被修复期间Tf，所述下标f为修复期限的标识，在Web服务日志数据库中获取Web服务WSi在该时间段内共获得了nf个平均响应时间{Rf1,Rf2,...,Rfn}，其平均响应时间Re和均方差Se分别为通过T检验来度量Re与的偏离程度；统计量t为：根据设定的显著性水平α和计算出的T检验统计量t，通过假设检验来判断网络设备故障状态下的Web服务平均响应时间Re与网络正常状态下该Web服务的平均响应时间的相比是否有显著变化；如果Re的取值偏离了网络正常状态下该Web服务平均响应时间则认为该网络设备故障将显著影响WSi的服务质量，否则认为该网络设备故障与此Web服务没有任何关系。本专利技术还公开一种Web服务系统的网络故障分析方法，其关键在于，包括如下步骤：步骤1，对需要监测与分析的Web服务系统中的服务以及其对应的消息进行配置，包括Web服务的名称和端口等基本属性、服务请求和响应消息的基本结构、服务质量的评估方法信息，管理各Web服务系统的质量评估模型，以及所述质量评估模型中评估指标的参数以及参数的取值情况；步骤2，采用Sniffer技术从在线Web服务端与在线Web客户端之间的信息交换装置上获取网络数据报文，过滤出服务调用与响应的数据报文，且根据所述数据报文分别生成服务请求事件和服务响应事件，并记录在Web服务事件库中；在Web服务事件库的基础上，按照所述质量评估模型对在线Web服务质量进行分析评估；步骤3，网络基础设施中提供的网络设备运行日志获取接口，来获取网络基础设施中的网络事件数据，从所述网络事件数据基础上，获取网络基础设施中发生的网络事件数据，将所述网络事件数据存储到网络事件数据库中；步骤4，通过记录网络运行状态变化前后Web服务系统的服务质量的波动情况，并利用数据分析技术来分析网络运行状态与Web服务质量之间的关联关系，从而识别网络运行状态变化对Web服务系统的服务质量影响的规律，判断网络故障。所述的Web服务系统的网络故障分析方法，优选的，所述步骤4包括：步骤4-1，选定一个网络配置没有发生变化的时间段Ta，将该时段内网络事件分析模块获得的网络事件数据和Web服务质量分析模块获得的网络数据报文读出到所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，其中下标a为标识该时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Web服务系统中网络故障分析系统，其特征在于，包括：Web服务及报文配置模块、Web服务质量分析模块、网络事件分析模块以及网络状态与Web服务质量关联分析模块；所述Web服务及报文配置模块，用于管理各Web服务系统中约定服务质量相关属性，管理各Web服务系统的质量评估模型，以及所述质量评估模型中评估指标的参数以及参数的取值情况；所述Web服务质量分析模块，用于获取网络数据报文，过滤出服务调用与响应的数据报文，并记录在Web服务事件库中；在Web服务事件库的基础上，按照所述质量评估模型对在线Web服务质量进行分析评估；所述网络事件分析模块，用于网络基础设施中提供的网络设备运行日志获取接口来获取网络基础设施中的网络事件数据，从所述网络事件数据基础上，获取网络基础设施中发生的网络事件数据，将所述网络事件数据存储到网络事件数据库中；所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，用于通过记录网络运行状态变化前后Web服务系统的服务质量的波动情况，并利用数据分析技术来分析网络运行状态与Web服务质量之间的关联关系，从而识别网络运行状态变化对Web服务系统的服务质量影响的规律，判断网络故障。

【技术特征摘要】
1.一种Web服务系统中网络故障分析系统，其特征在于，包括：Web服务及报文配置模块、Web服务质量分析模块、网络事件分析模块以及网络状态与Web服务质量关联分析模块；所述Web服务及报文配置模块，用于管理各Web服务系统中约定服务质量相关属性，管理各Web服务系统的质量评估模型，以及所述质量评估模型中评估指标的参数以及参数的取值情况；所述Web服务质量分析模块，用于获取网络数据报文，过滤出服务调用与响应的数据报文，并记录在Web服务事件库中；在Web服务事件库的基础上，按照所述质量评估模型对在线Web服务质量进行分析评估；所述网络事件分析模块，用于网络基础设施中提供的网络设备运行日志获取接口来获取网络基础设施中的网络事件数据，从所述网络事件数据基础上，获取网络基础设施中发生的网络事件数据，将所述网络事件数据存储到网络事件数据库中；所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，用于通过记录网络运行状态变化前后Web服务系统的服务质量的波动情况，并利用数据分析技术来分析网络运行状态与Web服务质量之间的关联关系，从而识别网络运行状态变化对Web服务系统的服务质量影响的规律，判断网络故障；所述质量评估模型，分析评估过程中请求与响应消息数据报文的时间戳来获得每一次Web服务请求事件、响应事件和异常事件的时间，其中Web服务质量根据两次网络故障事件之间收集的Web服务质量数据来进行计算；所述网络状态与Web服务质量关联分析模块包括：选定一个网络配置没有发生变化的时间段Ta，将该时间段内网络事件分析模块获得的网络事件数据和Web服务质量分析模块获得的网络数据报文读出到所述网络状态与Web服务质量关联分析模块，其中下标a为标识该时间段；查找该时间段内所有网络正常运行状态下，即两次网络故障事件之间的服务响应的性能数据来计算Web服务系统中各个Web服务质量，采用服务平均响应时间作为Web服务质量的评价标准，且假定该参数符合正态分布，如果Web服务WSi在该分析时间段内共获得了n个平均响应时间值{R1,R2,...,Rn}；根据n个值计算该Web服务响应时间的分布特征，如平均响应时间和均方差S，所述下标i为网络服务其中之一的标识，n为正整数；其中：假定网络设备故障到该故障被修复期间Tf，所述下标f为修复期限的标识，在Web服务日志数据库中获取Web服务WSi在该时间段内共获得了nf个平均响应时间{Rf1,Rf2,...,Rfn}，其平均响应时间Re和均方差Se分别为通过T检验来度量Re与的偏离程度；统计量t为：根据设定的显著性水平α和计算出的T检验统计量t，通过假设检验来判断网络设备故障状态下的Web服务平均响应时间Re与网络正常状态下该Web服务的平均响应时间的相比是否有显著变化；如果Re的取值偏离了网络正常状态下该Web服务平均响应时间则认为该网络设备故障将显著影响WSi的服务质量，否则认为该网络设备故障与此Web服务没有任何关系。2.根据权利要求1所述的Web服务系统中网络故障分析系统，其特征在于，所述Web服务及报文配置模块的约定服务质量相关属性为服务请求和响应的报文格式、Web服务故障以及异常响应的报文格式。3.根据权利要求1所述的Web服务系统中网络故障分析系统，其特征在于，所述Web服务质量分析模块还包括：事件生成模块，采用Sniffer技术从在线Web服务端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高俊，周维贵，敖洪，周全，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八一八部队，
类型：发明
国别省市：四川;51