[发明专利]一种基于故障特征比较的微服务系统故障根因定位方法

说明书

本发明公开一种基于故障特征比较的微服务系统故障根因定位方法，目的是从多节点级别提取故障特征，实现对微服务系统故障根因的节点级别定位。技术方案是先构建故障根因定位系统；获取已知故障数据并根据故障数据构建服务依赖图列表和异常服务依赖图列表；确定显式、隐式节点列表；对故障根节点进行编码得到已知故障编码；存储故障信息在标准编码文件；对未知故障数据进行预处理；搜索底层显式、隐式节点构成潜在故障根节点列表；对潜在故障根节点列表进行编码；根据标准编码文件生成已知故障字典；对已知和未知故障编码进行比较分析，得到故障根节点。本发明基于已知故障对未知故障进行分析，实现了故障根节点和故障类型的准确定位。

技术领域

本发明涉及微服务系统中的故障根因定位领域，具体涉及一种基于故障特征比较的微服务系统故障根因定位方法。

技术背景

微服务系统(Microservice System)是一种架构概念,它将单一应用程序划分为一组小的服务节点(简称节点)，每个服务节点是一个独立的进程，只针对特定的业务和功能，可以独立部署、编译和运行。服务节点之间采用轻量级的通信机制进行通信，相互协调、互相配合，为用户提供完整的服务。

微服务架构能够减少系统的耦合性，提高了系统的模块性、抽象性和拓展性，提高web程序的开发效率，因此被广泛使用。在微服务系统中，由于节点数量、种类多，而且节点之间存在频繁的服务调用，容易存在漏洞，诸如Dos攻击这样的破坏系统可用性的攻击会造成节点CPU负载高、网络延迟高，导致节点响应时间加长，影响系统运行。

由于服务节点之间存在服务调用关系，当系统中的某个节点出现故障时，故障会沿着服务调用链反向传播，影响到上游节点，最终扩散到整个系统，影响用户使用，该节点称为故障根节点。运维人员需要快速定位到故障根节点，以减少故障排除时间，减少由于系统不可用导致的经济损失。但是由于微服务系统中服务节点众多，监控数据量巨大，且服务节点之间服务调用关系复杂，难以快速定位到故障根节点。目前已经有ELK[Elasticsearch网址： https://www.elastic.co/cn/elasticsearch.Logstash网址： https://www.elastic.co/cn/logstash.Kibana网址： https://www.elastic.co/cn/kibana.]这样的日志分析工具，但它们只能起到简单的辅助功能，帮助运维人员进行可视化的日志分析工作。

有许多相关研究致力于开发一种自动化的故障根节点定位系统，目前主流的故障定位方法通过构造系统模型来实现对复杂系统的表示，在系统模型的基础上通过人工智能和机器学习相关算法进行故障定位，根据系统模型的不同类型和特点，可以将相关研究分为如下三类。

(1)基于跟踪的故障定位方法