[发明专利]一种系统弹性极限指标测量方法

摘要

本发明提供一种系统弹性极限指标测量方法，其步骤如下：一、确定测评对象和监控性能指标；二、确定扰动类型、作用时间长度和作用强度范围；三、作用强度为极大值和极小值的扰动，确定弹性极限是否存在；四、施加不同水平扰动，采用二分搜索法，通过恢复时间外推弹性极限，得到弹性极限大小；进而确定测试间隔，生成系统恢复时间随扰动变化关系；通过以上步骤，本发明能够对系统的固有弹性极限进行测量，解决目前弹性测评依赖于扰动大小和类型，而不能发现系统固有所能承受的不可恢复临界扰动强度的问题；本发明有利于系统的设计者和使用者了解系统的使用极限，明确使用需求，便于系统顺利运行。

主权项

一种系统弹性极限指标及其测量方法，其特征在于：其步骤如下：步骤一、确定测评对象和监控性能指标；确定测评对象即Sys和监控的性能指标即P以网络为例，常用的性能指标包括：网络时延、吞吐量、丢包率和传输成功率；步骤二、确定扰动类型、作用时间长度和作用强度范围；确定系统的扰动类型，以网络系统为例，这些扰动包括网络负载增加、网络电磁干扰；假设扰动作用时长对扰动结束后系统的恢复行为无影响，但为了体现扰动作用的累积效果，在讲扰动作用时长设置为一预定时长；作用强度范围为扰动作用的极小值到极大值，如网络负载的强度范围是从0到网络带宽；步骤三、作用强度为极大值和极小值的扰动，确定弹性极限是否存在；分别加载扰动作用强度的极大值即Fmax和极小值即Fmin，观察在系统是否存在弹性极限，即判断系统Sys在这两个极值扰动作用下，去除扰动后，所监控的系统性能指标P能否回归正常状态；这里弹性的定量定义具体用性能指标恢复到指定水平所需要的恢复时间t来表示；如果去除两个极值扰动后，系统性能指标P都能回归正常状态，则说明被测系统对这类扰动的弹性极限为∞；如果去除两个极值扰动后，系统性能指标P都不能回归正常状态，则说明被测系统对这类扰动的弹性极限为0；否则说明系统弹性极限存在；步骤四、施加不同水平扰动，采用二分搜索法，通过恢复时间外推弹性极限，得到弹性极限大小；进而确定测试间隔，生成系统恢复时间随扰动变化关系；采用二分搜索法的分治策略，给系统施加作用强度介于极大值与极小值间的不同扰动，通过系统的恢复时间外推来判断弹性极限的范围，不断缩小范围后确定弹性极限的大小；具体过程是：(a)令当前弹性极限所在区间为[Fa,Fb]，初始情况下Fa＝Fmin,Fb＝Fmax；(b)施加扰动，其大小设为Fmid；测量扰动大小为(Fa+Fb)/2时，扰动去除后系统是否能恢复；1)如果扰动Fmid去除后系统能恢复，则将恢复时间记为t(Fmid)，且令Fa＝Fmid；2)如果扰动Fmid去除后系统不能恢复，则将恢复时间记为∞，且令Fb＝Fmid；(c)转入步骤1，直到弹性极限达到所要求的精度ε，即(Fa‑Fb)<ε；恢复时间的确定方法为(te‑ts)，其中，ts是扰动作用结束时刻，te是确定系统监控性能指标P恢复的时刻；由于性能指标P为动态值，因此，性能恢复时刻定义为扰动作用结束开始，给定时间间隔内的系统监控性能指标均值恢复到正常情况下的系统性能水平的时刻；得到弹性极限大小后，根据测试需求，确定扰动的测试间隔，能够得到系统恢复时间随扰动变化关系图；为了这张图的准确性，一般要求弹性极限两侧的测试值各不少于20组；通过以上步骤，本发明能够对系统的固有弹性极限进行测量，解决目前弹性测评依赖于扰动大小和类型，而不能发现系统固有所能承受的不可恢复临界扰动强度的问题；本发明有利于系统的设计者和使用者了解系统的使用极限，明确使用需求，便于系统顺利运行。