检测主机计算设备中角色变化的工作负荷分类方法与系统

摘要

用于检测主机计算设备中角色变化的工作负荷分类方法、系统与装置。用于检测主机计算设备中角色变化的工作负荷特征化系统可以包括事务日志记录与变化检测处理器。该处理器可以配置成基于对从记入日志的事务执行产生的工作负荷模式的比较通过与支持工作负荷的基本应用程序的工具监视接口将主机计算设备中的角色变化记入日志并进行检测。

说明书

技术领域

本发明涉及自主计算领域，尤其涉及对自主管理处理计算工作负荷的资源的资源监视。

背景技术

管理企业系统的能力和性能的管理者所面临的许多挑战中的一种是计算机系统与特定应用或工作负荷的网络资源消耗的特征化。向分布式系统的持续趋势复杂化了这种活动，因为有若干种方法来收集单个系统上的事务数据：例如，事务处理监视器可以配置成捕获某种形式的资源消耗数据。类似地，有些数据库管理系统提供了在每个访问请求的环境下捕获事务活动的便利条件。

特定操作系统中的便利条件还可以具有关于事务是什么的内建概念并将存储或报告关于那个事务的信息。此外，为了获得事务专用数据，应用程序开发人员可以在应用程序代码中嵌入工具(instrumentation)。最后，用于特定操作环境的应用简档可以收集大量关于安装于该操作环境中的应用程序行为的数据。但是，在所有情况下，当应用到分布式环境时，当网络中的几个元件对事务的完成起作用时，很难跟踪事务的资源消耗。

最近，几家计算制造商已经合作开发出了一种开放的、与制造商无关的方法，来管理分布式应用的性能。应用程序响应测量(ARM)接口是用于测量端到端应用程序响应时的应用程序编程接口(API)。ARM API允许制造商创建管理就绪应用程序，而且它允许终端用户测量并控制他们对业务严格的分布式应用程序的总体性能。

ARM API是一种应用程序可以用来向代理传递关于事务的重要信息的简单API。具体而言，为了监视事务的进展，应用程序只需要在开始事务之前调用ARM API并在完成事务之前再次调用。为此，ARM API调用可以用于识别应用程序、事务及可选地还有用户，并在事务完成时提供各事务的状态。这是对于答复关于处理工作负荷的计算系统的操作与性能的重要问题的管理解决方案的足够信息。

然而，对于管理企业系统的能力和性能的管理者，最优配置虚拟日志通常是有问题的，在自主系统中问题尤其严重。对于未初始化的自主计算系统，其对改变的环境自我调整，自我修正并作出响应，而不需要计算系统操作人员的任何自觉努力。为此，计算系统自己可以承担处理其自身复杂性的责任。自主计算的关键与八个主要特征相关：

I.系统必须“了解自己”并包括那些也拥有系统标识的系统组件。

II.系统必须能够在变化且不可预料的环境下配置并重新配置自己。

III.系统必须决不接受现状，并且系统必须总是寻找优化其工作的途径。

IV.系统必须是自我修复的，并能够从可能造成其有些部件不正常工作的例程或异常事件恢复。

V.系统必须是自我保护方面的专家。

VI.系统必须了解其环境及围绕其活动的环境，并相应地行动。

VII.系统必须遵循开放标准。

VIII.系统必须预期所需的优化资源，同时保持其复杂性对用户隐藏。

在按需计算环境中，主机计算设备的角色和该主机中处理的工作负荷可以基于业务需求、工作负荷被处理的时间点、在那个时候所经历的不同工作负荷量及那些工作负荷的相对优先级而变化。特定应用的需求变化会导致先前为特定工作负荷请求服务的主机计算设备到安装不同应用程序的不同角色的重新提供。

为此，理解变化已发生及识别主机计算设备的新角色对于正确优化主机计算设备的使用是重要的。例子包括主动监视主机计算设备中活动的应用程序的可用状态(health)及性能。了解主机计算设备的角色能够影响应用到该主机计算设备的监视策略。例如，尽管主机计算设备可以支持数据库管理系统的操作，但数据库管理系统的使用可以从支持实时事务变到仅仅支持批处理事务。很清楚，只要是禁用交互式响应的时间相关的传感器，用于支持实时事务的数据库的监视策略就不同于用于只支持批处理事务的数据库的监视策略。

发明内容

本发明解决了本领域关于资源监视方面的不足并提供了用于检测主机计算设备中角色变化的新的、非显而易见的工作负荷分类方法、系统与装置。用于检测主机计算设备中角色变化的工作负荷特征化系统可以包括事务日志及变化检测处理器。该处理器可以配置成基于从记入日志的事务执行产生的工作负荷模式的比较通过对支持工作负荷的基础应用程序的工具监视接口将主机计算设备中的角色变化记入日志并进行检测。

在本发明的优选方面，用于检测主机计算设备中角色变化的工作负荷分类方法可以包括监视主机计算设备中的事务并将事务分类。事务可以根据类分组，以便形成新的工作负荷模式。很重要地，新的工作负荷模式可以同先前存储的工作负荷模式进行比较。因此，如果工作负荷模式不同，就可以确定在主机计算设备中发生了角色变化。

在优选实施方式中，监视步骤可以包括通过工具接口接收事务执行的通知并将对应通知的记录记入日志。具体而言，事务执行的通知可以通过ARM接口接收。随后，每个事务都可以根据事务类型特征化。优选地，分组步骤可以包括计数具有相似特征的事务数，以便测量每组相似特征化事务的大小。

根据本发明，确定步骤可以包括如果工作负荷模式相差一个阈值量，则确定在主机计算设备中发生了角色变化。然而，确定步骤还可以包括如果特征只在大小上不同但特征在类型上没有不同，则确定在主机计算设备中没有发生角色变化。在任一种情况下，执行监视、特征化、比较和确定步骤都可以不连续的间隔执行，以便更好地检测主机计算设备中的角色变化。

本发明的附加方面部分将在随后的说明中阐述，其部分将从该说明中显而易见，或者可以通过本发明的实践学习。本发明的各方面将通过在所附权利要求中特别指出的元件及组合实现与获得。应当理解，前面的总体描述和以下的具体描述都仅仅是示例性和说明性的，而不是要如权利要求那样限制本发明。

附图说明

加入并构成该说明书一部分的附图说明了本发明的实施方式，并与说明书一起用来解释本发明的原理。在此说明的实施方式目前是优选的，但是应当理解本发明不限于所示出的精确布置及装置，其中：

图1是基于事务模式为工作负荷特征化配置的计算系统的示意图；

图2是指示图1计算系统角色变化的不同、示例性工作负荷事务模式的两幅图的示意图；及

图3是说明用于图1系统的基于事务模式特征化工作负荷的处理的流程图。

具体实施方式

本发明是用于根据计算出的事务模式特征化工作负荷的方法、系统与装置。根据本发明，工作负荷的单个事务可以根据指定的标准单独地监视并归类。相似的事务可以分组在一起，而且可以产生不同分组事务的模式。所产生的模式可以同先前产生的模式进行比较，以确定两种模式是否显著偏离。如果没有，则可以假定该工作负荷主机的角色没有改变。相反，如果两种模式显著不同，则可以假定该主机的角色变了，而且反映该变化的通知可以提供给监视逻辑。

在进一步的说明中，图1是基于事务模式为工作负荷特征化配置的计算系统的示意图。该系统可以包括在数据通信网络130上耦合到一个或多个客户机及对等计算设备120的主机计算设备110。计算设备120中的客户机设备可以请求主机计算设备110支持涉及一个或多个事务140的工作负荷。在这方面，工作负荷本身可以由事务140及需要由主机计算设备110处理以便支持该工作负荷的事务140的大小的唯一组合来特征化。

主机计算设备110可以包括一个或多个配置成处理事务140的应用程序180。应用程序180可以包括例如数据库管理逻辑、网络通信逻辑、计算逻辑等。很重要地，应用程序180可以通过装置监视接口170来装备。示例性工具监视接口170可以包括本领域已知的ARM接口。如将在此进一步描述的，利用装置监视接口170，事务日志记录与变化检测处理190可以监视可被归类并用于产生工作负荷模式的单个事务140。

具体而言，每个事务140都可以写入事务日志160，而且每个事务140都可以根据预定标准归类，如指定成处理事务140的一个特定应用程序180或特定事务类型，等等。相似归类的事务可以分组在一起。可选地，仅仅相似事务的计数可以保留在向量、数组或其它合适的数据结构中。在任何情况下，归类事务140的集合都可以形成当前所经历工作负荷模式150的基础。这样，随后形成的工作负荷模式可以同当前模式150进行比较，以便检测主机计算设备110从支持一工作负荷到另一工作负荷的角色变化。

在这方面，图2是指示图1计算系统角色变化的不同的、示例性工作负荷事务模式的两幅图的示意图。如图2所示，第一工作负荷模式210可以为所监视事务的七个相似类的集合产生。每个相似类的大小都可以指示相似类的范围，例如相似类中所请求事务的个数及处理该事务消耗的资源数量，等等。

在随后的监视间隔，不同的工作负荷模式220可以为所监视事务的六个相似类的不同集合产生。就象前面一样，每个相似类的大小都可以指示该相似类的范围。然而，当比较工作负荷模式210与工作负荷模式220时，应当理解与工作负荷模式210相关联处理的事务及事务的范围不同于工作负荷模式220的。因此，在本发明中，可以得出工作负荷模式210偏离工作负荷220及主机计算设备角色已改变的结论。

现在参考图3，示出了用于图1系统基于事务模式特征化工作负荷的处理流程图。该处理可以在块310，当一组事务执行可以通过例如事务监视逻辑的操作经由装置和监视接口读出时，开始。值得注意的是在本发明的优选方面，事务执行可以在监视间隔期间读出。在这个间隔中，在块320，每个事务执行都可以例如根据类型分类。

基于在监视间隔对事务执行的分类，在块330可以产生代表该监视间隔内主机计算设备角色的临时工作负荷模式。随后，在块340，该临时工作负荷模式可以同先前存储的来自前一监视间隔的工作负荷模式进行比较。在判定块350，可以确定该临时工作负荷模式是否偏离先前存储的工作负荷模式。在这方面，有些偏离是允许的，而且不要求精确匹配，以避免确定工作负荷模式彼此不同。而且，可能需要阈值水平的差值。例如，在本发明的优选方面，不同分类大小的相对差值而不是分类大小的绝对差值可以形成确定偏离的基础。

在块350，如果确定工作负荷模式没有不同，或没有足够显著的不同，则在块360为事务执行产生的分类可以象临时工作负荷模式那样丢弃。随后，在重复块310至350的处理之前，在块370处理可以等待，直到下一间隔。优选地，处理可以等待，直到下一接口更完全地检测到模式变化之后的间隔。本领域技术人员还是要认识到依赖于包括用户数的多种因素，模式可以随时间缓慢发展。这样，模板模式可以指定间隔基于目前的因素连续更新。

在任何情况下，返回块350，如果确定工作负荷模式足够显著地不同，则在块380处理可以等待，直到下一间隔，并且在块390一组事务执行可以被读出。在这个间隔中，在块400每个事务执行都可以例如根据类型进行分类。基于在该监视间隔对事务执行的分类，在块410可以产生代表该监视间隔内主机计算设备角色的临时工作负荷模式。在块420，所存储的工作负荷模式可以被该临时模式代替，而且在块430监视逻辑得到在主机计算设备中已发生了角色变化的通知。

本发明可以在硬件、软件或硬件与软件的组合中实现。本发明方法与系统的实现可以集中方式在一个计算机系统中实现，或者以其中不同元件分散在几个互连计算机系统中的分布方式实现。任何类型适于执行在此所述方法的计算机系统或其它装置都适于执行在此所述的功能。

硬件与软件的典型组合可以是具有当装载并执行时控制计算机系统使其执行在此所述方法的计算机程序的通用计算机系统。本发明还可以嵌入在包括使得能够实现在此所述方法的所有特征并且当装载到计算机系统时能够执行这些方法的计算机程序产品中。

本环境下的计算机程序或应用程序是指要使具有信息处理能力的系统直接或在以下a)转换成其它语言、代码或符号；b)以不同材料形式再现中任一或两者之后执行特定功能的一组指令的任何语言的任何表达、代码或符号。很明显，在不背离本发明主旨或基本属性的前提下，本发明可以体现为其它特定形式，因此，当指示本发明的范围时，应当参照以下权利要求，而不是前述说明书。