基于跨层架构的soa服务质量监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，其将网络系统划分为结点层、网络层以及应用层；在结点层部署设备管理服务；网络层部署网络层资源管理服务，应用层部署应用层资源管理服务；设备管理服务对本地资源的管理、结点层服务的监控以及响应对在所述结点层设备上运行服务的调用；网络层资源管理服务来测量传输信道的带宽和预测网络的时延，网络层能将测量的传输信道带宽及预测网络时延传输至应用层；应用层资源管理服务能根据应用程序的服务质量要求进行所需的协调决策，以使得整个网络系统提供的服务质量满足结点层服务质量的需求。本发明能实时地监控和反馈多种性能参数，监控灵敏度高，网络负载低，扩展性强。
【专利说明】基于跨层架构的SOA服务质量监控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种质量监控系统，尤其是一种基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，属于网络服务质量监控的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，有多种网络应用程序服务质量监控系统，这类服务质量监控系统能够对网络负载、软硬件资源的利用率以及系统运行环境的变化等进行监控。例如，欧洲1ST研究项目IST-AQUILA开发了一个域间服务质量指标监测系统，但是，该系统采用的是集中式的管理，随着网络以及软硬件规模的扩大，集中管理模块的性能将成为瓶颈，系统的扩展性会受到限制。同时，集中管理模块可能会发生单点故障而导致整个系统的失效。又如，国内某电信运营商使用的互联网服务质量监控系统，虽然采用了多层监控的方式实现了对互联网用户服务质量的监控管理，可扩展性较强，但是，该系统采用的是区域网关定时查询的监控方式，不能及时的获得终端设备的运行状况，灵敏度较差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，其能实时地监控和反馈多种性能参数，监控灵敏度高，网络负载低，扩展性强。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，将网络系统划分为结点层、网络层以及应用层；在结点层部署用于提供服务的结点层设备，所述结点层设备内设置所需的设备管理服务；网络层部署网络层资源管理服务，应用层部署应用层资源管理服务；
[0005]结点层设备通过设备管理服务对本地资源的管理、结点层服务的监控以及响应对在所述结点层设备上运行服务的调用，并确保所述服务调用方期望的服务质量供给，结点层设备能将设备管理服务的结点层服务监控数据传输到应用层；
[0006]网络层通过网络层资源管理服务来测量传输信道的带宽和预测网络的时延，网络层能将测量的传输信道带宽及预测网络时延传输至应用层；
[0007]应用层通过应用层资源管理服务来接收结点层及网络层的数据，并能根据应用程序的服务质量要求进行所需的协调决策，以使得整个网络系统提供的服务质量满足结点层服务质量的需求。
[0008]所述每个设备管理服务包含一个服务列表，所述服务列表反映了当前运行在所述结点层设备上的所有服务的状态以及所述服务运行所需资源；设备管理服务从服务列表中提取数据对服务进行监控，并对结点层设备上的资源进行分配。
[0009]所述结点层设备在检测到网络系统的运行环境变化时，会将所述环境变化状态通知网络层资源管理服务以及应用层资源管理服务。
[0010]本发明的优点:设备管理服务能够实时感知系统运行环境中软硬件的变化，网络层资源管理服务能够测量传输信道的带宽和预测网络时延，应用层资源管理服务并根据应用程序的服务质量需求灵活地制定服务协调决策，服务质量监控系统通过跨层的服务质量的监控与预测，能够实时地监控和反馈多种性能参数，并具有监控灵敏度高、网络负载低和扩展性强等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0013]如图1所示:为了能实时地监控和反馈多种性能参数，提高监控灵敏度，降低网络负载，本发明将网络系统划分为结点层、网络层以及应用层；在结点层部署用于提供服务的结点层设备，所述结点层设备内设置所需的设备管理服务；网络层部署网络层资源管理服务，应用层部署应用层资源管理服务；
[0014]结点层设备通过设备管理服务对本地资源的管理、结点层服务的监控以及响应对在所述结点层设备上运行服务的调用，并确保所述服务调用方期望的服务质量供给，结点层设备能将设备管理服务的结点层服务监控数据传输到应用层；
[0015]网络层通过网络层资源管理服务来测量传输信道的带宽和预测网络的时延，网络层能将测量的传输信道带宽及预测网络时延传输至应用层；
[0016]应用层通过应用层资源管理服务来接收结点层及网络层的数据，并能根据应用程序的服务质量要求进行所需的协调决策，以使得整个网络系统提供的服务质量满足结点层服务质量的需求。
[0017]具体地，在结点层，所述每个设备管理服务包含一个服务列表，所述服务列表反映了当前运行在所述结点层设备上的所有服务的状态以及所述服务运行所需资源；设备管理服务从服务列表中提取数据对服务进行监控，并对结点层设备上的资源进行分配。
[0018]设备管理服务通过从服务列表中提取的服务状态数据(挂起、运行、就绪等)来监控所在设备上的各个服务，设备管理服务会根据当前资源利用率来管理资源的分配以使设备达到较高的整体性能。例如，设备管理服务会挂起一些未在运行的服务，以释放资源供其他消耗资源的服务调用。此外，为了让资源管理服务能感知到系统运行环境中软硬件的变化，设备管理服务还会在发生资源短缺和服务质量降低发生时通知网络层资源管理服务以及应用层资源管理服务，然后，应用层资源管理服务就会对当前系统中的服务进行协调和调度，以优化系统的整体性能。
[0019]在网络层，网络带宽对面向服务的应用程序的服务质量供给起着决定性的作用，尤其对于对时间敏感的多媒体应用程序更是如此，丢包和网络拥塞都会严重地影响到多媒体数据的到达率，从而直接影响用户对服务质量的感受。因此，结点层将网络状况当作输入参数提供给网络层的网络层资源管理服务，网络层资源管理服务再将监测到的网络带宽和预测的网络时延当作输出参数提供给应用层的应用层资源管理服务。
[0020]在应用层，应用层资源管理服务的作用是处理结点层和网络层收集上来的数据并根据期望的应用程序服务质量制定服务协调的决策。本发明实施例中，为了对应用程序的服务质量需求进行统一和规范描述，采用一种面向应用的服务质量需求与面向性能的资源指标之间的映射方法。另外，应用层资源管理服务被设计成也可以同时接收应用层的反馈信息，这样当用户对收到的服务质量做出反馈时，服务协调决策引擎可以更加及时和灵活地应对。
[0021]应用层资源管理服务通过服务协调决策引擎来实现决策制定，其详细的工作原理如下:
[0022]跨层监控所收集到的网络状况、所需服务的资源利用情况，以及系统运行环境的变化将一起提供给资源管理服务的服务协调决策引擎，供其做出动态的服务协调决策。服务协调决策包括判断服务的兼容性以及服务是否能胜任特定的任务。
[0023]服务兼容性指的是服务之间的协议是否可以匹配，通过预存储的服务的静态信息(例如，所需的内存、支持的协议等)服务协调决策引擎可以检查服务之间的兼容性。
[0024]应用层资源管理服务首先会运行可调度性测试来估计一个服务是否能胜任特定的任务，例如，一个显示服务是否能在限定时间内将接收到的视频流进行解码，所述显示服务的可调度性测试过程如下，应用层资源管理服务需要先启动该显示服务的视频解码功能，然后利用该设备对资源消耗的快照来模拟测试，而不是直接在操作系统内核中测试，这样就避免了测试造成的高内核负载，而且也不用去中断操作系统。应用层资源管理服务运用当前结点的调度算法来测试任务的可调度性，例如，显示服务的主控结点用最早时限优先(EDF)算法作为动态实时调度算法来管理CPU的资源。在知道了视频的帧率、解码时对CPU的需求以及从软状态表中获取的当前CPU利用率等参数后，资源管理服务就可以根据下面的等式来进行可调度性测试:
[0026]其中，U为CPU利用率，Ei为任务i的执行时间，Pi为任务i的规定期限。
[0027]如果U小于I (EDF调度的最大值)，当前设备便可以对当前任务进行调度，而且正在运行的和在任务池中就绪的任务都可以在各自的时限内完成。否则，该服务不能执行该任务。
[0028]如图1所示，在结点层，服务提供者和使用者可以分布在多种异构网络环境中，他们所在的各种终端设备上都部署了设备管理服务来监控设备上的网络负载、所需服务的资源利用率以及系统运行环境的变化，并负责向上层的资源管理服务发送通知，这就使得监控具有较高的灵敏度；网络层资源管理服务收集结点层传来的网络状况来监测网络带宽和预测网络时延；应用层资源管理服务根据结点层和网络层提供的网络状况、被需求服务的资源利用率，以及环境变化事件，并根据应用程序的服务质量要求进一步制定服务协调决策，最后对网络层和结点层进行反馈。网络层资源管理服务和应用层的资源管理服务的数量可以根据结点层设备的数量以及异构网络的数量来进行相应增减，从而保证较低的网络负载以及较强的可扩展性。
[0029]在以上描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的【具体实施方式】的限制。
【权利要求】
1.一种基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，其特征是:将网络系统划分为结点层、网络层以及应用层；在结点层部署用于提供服务的结点层设备，所述结点层设备内设置所需的设备管理服务；网络层部署网络层资源管理服务，应用层部署应用层资源管理服务; 结点层设备通过设备管理服务对本地资源的管理、结点层服务的监控以及响应对在所述结点层设备上运行服务的调用，并确保所述服务调用方期望的服务质量供给，结点层设备能将设备管理服务的结点层服务监控数据传输到应用层； 网络层通过网络层资源管理服务来测量传输信道的带宽和预测网络的时延，网络层能将测量的传输信道带宽及预测网络时延传输至应用层； 应用层通过应用层资源管理服务来接收结点层及网络层的数据，并能根据应用程序的服务质量要求进行所需的协调决策，以使得整个网络系统提供的服务质量满足结点层服务质量的需求。
2.根据权利要求1所述的基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，其特征是:所述每个设备管理服务包含一个服务列表，所述服务列表反映了当前运行在所述结点层设备上的所有服务的状态以及所述服务运行所需资源；设备管理服务从服务列表中提取数据对服务进行监控，并对结点层设备上的资源进行分配。
3.根据权利要求1所述的基于跨层架构的SOA服务质量监控系统，其特征是:所述结点层设备在检测到网络系统的运行环境变化时，会将所述环境变化状态通知网络层资源管理服务以及应用层资源管理服务。
【文档编号】H04L12/26GK103441884SQ201310401443
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】吴可嘉 申请人:江苏物联网研究发展中心