[发明专利]数据中心网络设备健康度的自适应评价方法

说明书

本发明公开一种数据中心网络设备健康度的自适应评价方法，该方法步骤为：1)建立设备的健康度模型，将设备的各项性能参数与性能参数对应权值的加权和作为健康度值，将健康度值转换为健康指数；2)获取网络拓扑描述信息并根据设备在网络中的位置采集各设备所有网络接口的状态信息，计算设备报文接收状况、掉线状况的各项性能参数；3)设置参数权值并根据性能参数发生的概率进行调整，根据健康度模型计算设备的健康指数，再根据计算得出的健康指数调整参数权值，直至健康度指数调整至预设范围内。本发明具有实现方法简单，能够对大规模网络中设备健康度进行有效、全面的评估并能够根据网络结构进行自适应动态调节的优点。

技术领域

本发明涉及网络健康评价技术领域，尤其涉及一种数据中心网络设备健康度的自适应评价方法。

背景技术

大规模数据中心通常是使用数量众多的核心交换机、汇聚交换机和接入交换机组成层次式高速以太网，并分别与数据中心计算服务器集群和大容量存储系统连接，负责为计算服务器之间、计算服务器与存储系统之间提供高速信息传输支持，因此数据中心网络的可用性和传输性能是影响数据中心外部服务能力的重要因素。在数据中心网络的实际运维中，由于大规模网络中设备规模庞大、链路结构复杂，使得网络出现故障的概率也相当高。

网络的健康度是指通过健康指数来评价网络及设备的性能状况，以下是目前几种主要的网络健康度评估方法以及其优缺点：

1)通过跟踪大量的TCP会话交互过程，发现不同网络路径的端到端性能指标，并且在汇聚的基础上完成对不同网络域之间网络连接的健康度评估。该方法的优点是能够比较准确的得到端到端之间的链路情况；缺点是需要通过模拟每个TCP会话双方的协议栈行为指标进行测量，当网络规模庞大时健康度评估的指标将难以获得；

2)将网络划分为几个网络域，通过不同网络域间链路的空闲率、时延数据结果进行分析而得到网络的健康度，在时间、位置不同的情况下比较RTT的各项指标，以此完成判定。该方法的优点是可以快速粗略评估整个网络的运行状况；缺点是无法按照设备的重要程度区分不同链路对整个网络的影响程度；

3)基于网络QoS参数的模糊评价方法，该方法可以根据用户的应用体验、网络的传输质量来判断网络健康度，并根据认知算法调整使用的QoS参数的权重来计算网络健康度。该方法的优点是能够从应用层的角度评价网络的健康状况，获得较好的用户体验；缺点是在数据中心网络中采用QoS参数并不能全面反应网络设备的健康情况；

4)将影响网络运行的单元分层，每层都有若干的设备或链路，当每层的所有设备或链路都大于阈值时才判断该层网络情况为正常，然后逐层进行判断，最终得到整个网络的健康度情况。这种方法的优点通过将复杂的网络问题划分成简单的局部的模块，能够快速评价数据中心网络设备的整体状况；缺点是没有考虑网络设备部署的层次结构，无法根据网络设备的层次结构进行动态的调整。

5)通过对网络中硬件，服务，传输等各种因素分类和逐个分析，来判断网络是否故障，优点是这种方法简单快捷，缺点是只能非常粗略的判断网络是否正常，无法对网络的健康情况进行分级判定。

通过对十余个美国数据中心的日志进行挖掘分析得出：网络故障主要包括设备故障、链路故障和接口故障，其中设备故障中软件类故障占比约75％、硬件类故障为25％，且其中接入交换机单设备故障率约为0.045，而汇聚交换机单设备故障率更是高达0.111；在链路故障中，接入交换机和汇聚交换机之间链路故障的比例最高，达到58％，且这些链路故障会有18％左右的概率影响到网络的连通性。

综上所述，需要有一个网络新的评估体系，能够考虑数据中心巨大的设备规模与复杂的网络结构，并能够通过设备指标对网络设备性能进行预测，帮助进行网络的优化。

发明内容