一種信息系統(tǒng)告警方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及模式識(shí)別領(lǐng)域，更具體地，涉及信息系統(tǒng)告警技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，信息系統(tǒng)監(jiān)控過(guò)程中，信息報(bào)警系統(tǒng)主要用于監(jiān)視信息系統(tǒng)設(shè)備重要過(guò)程的參數(shù)值，告警閾值是反映信息系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要指標(biāo)，是告警系統(tǒng)的核心參數(shù)，它的大小直接決定報(bào)警數(shù)目的多少。

告警閾值設(shè)置的合理與否將直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如果閾值設(shè)得過(guò)高，系統(tǒng)設(shè)備可能在發(fā)生異常或故障的情況下不能及時(shí)報(bào)警，對(duì)工作人員和設(shè)備的安全將構(gòu)成極大的威脅；如果告警閾值設(shè)得過(guò)低，系統(tǒng)的告警會(huì)過(guò)于頻繁，增加了操作員的工作壓力，其中部分告警可能會(huì)誤導(dǎo)操作員，延誤對(duì)重要告警的處理。因此，合理的告警閾值將會(huì)提高操作員的操作效率，確保系統(tǒng)處于安全的運(yùn)行狀態(tài)。

目前，現(xiàn)有技術(shù)通常采用單一告警閾值作為信息系統(tǒng)告警判斷標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有技術(shù)中采用的告警閾值是通過(guò)最優(yōu)告警閾值數(shù)學(xué)模型或固有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定的單一固定值。一方面，現(xiàn)有技術(shù)中的信息系統(tǒng)告警技術(shù)不能適應(yīng)信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的變化而進(jìn)行告警閾值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新；另一方面，單一閾值的設(shè)定容易產(chǎn)生漏告警和誤告警；最終不能真實(shí)反映信息系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的方法和裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種信息系統(tǒng)告警方法，包括以下步驟：S1.基于信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，利用概率密度函數(shù)的告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值；基于信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，建立信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型；S2.基于信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確認(rèn)進(jìn)行告警。

進(jìn)一步，本發(fā)明還提供一種信息系統(tǒng)告警裝置，包括：

接收模塊，用于采集信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、采集信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

處理模塊，用于基于所述歷史數(shù)據(jù)，利用概率密度函數(shù)的告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值；基于所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，用以建立信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型；

告警模塊，用于基于信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確認(rèn)進(jìn)行告警。

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N信息系統(tǒng)告警方法和裝置，基于信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，利用概率密度函數(shù)的告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值，然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，用以建立信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型，最后基于信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確認(rèn)進(jìn)行告警。本發(fā)明具有避免信息系統(tǒng)漏告警和誤告警，根據(jù)信息系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化實(shí)時(shí)調(diào)整告警標(biāo)準(zhǔn)的有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信息系統(tǒng)告警方法的總體流程示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信息系統(tǒng)告警方法的告警閾值優(yōu)化實(shí)例示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信息系統(tǒng)告警方法的數(shù)據(jù)狀態(tài)的報(bào)警閾值優(yōu)化示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信息系統(tǒng)告警裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，以某信息系統(tǒng)服務(wù)器CPU利用率的告警為例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種信息系統(tǒng)告警方法的總體流程示意圖。總的來(lái)說(shuō)，該方法包括：S1.基于信息系統(tǒng)歷史CPU利用率數(shù)據(jù)，利用概率密度函數(shù)的告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值；基于信息系統(tǒng)歷史CPU利用率數(shù)據(jù)，建立信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型；S2.信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)CPU利用率數(shù)據(jù)，確認(rèn)進(jìn)行告警。

在本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中，步驟S1中,“告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值”包括如下。

首先，估計(jì)參數(shù)概率密度：選擇高斯型的核函數(shù)，估計(jì)監(jiān)控指標(biāo)的概率密度，得到監(jiān)控指標(biāo)概率密度函數(shù)曲線，如圖3所示，其中，右側(cè)實(shí)線(藍(lán)色)為正常數(shù)據(jù)的分布，左側(cè)實(shí)線(紅色)為異常數(shù)據(jù)的分布。若將圖中黑線設(shè)置為監(jiān)控指標(biāo)的報(bào)警閾值，由于一部分正常數(shù)據(jù)大于報(bào)警閾值，就產(chǎn)生了誤報(bào)警，概率就是正常分布曲線下超出報(bào)警閾值部分的區(qū)域面積；而一部分異常數(shù)據(jù)小于報(bào)警閾值，屬于漏報(bào)，漏報(bào)警的概率為異常數(shù)據(jù)分布曲線下低于報(bào)警閾值部分的區(qū)域面積。根據(jù)最小錯(cuò)誤率貝葉斯決策理論，誤報(bào)警和漏報(bào)警發(fā)生的概率可以通過(guò)以下表達(dá)式計(jì)算：

其中，P₁(e)為正常狀態(tài)的概率密度函數(shù)表達(dá)式，P₂(e)為異常狀態(tài)的概率密度函數(shù)表達(dá)式，th為報(bào)警閾值?？梢钥闯?，如果報(bào)警閾值設(shè)置過(guò)大，誤報(bào)警的概率則變小，而漏報(bào)警的概率則變大；反之，當(dāng)報(bào)警閾值設(shè)置太小時(shí)，誤報(bào)警發(fā)生的概率增大，而漏報(bào)警的概率會(huì)減小。

然后，確定監(jiān)控指標(biāo)的報(bào)警閾值屬于一類模式最優(yōu)分類問(wèn)題，合理的報(bào)警閾值可以將正常狀態(tài)和異常狀態(tài)區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且使正常狀態(tài)誤報(bào)和異常狀態(tài)漏報(bào)概率達(dá)到最小。

將報(bào)警閾值的設(shè)置看作一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，描述如下：

minF(x)＝P₁(e)+P₂(e)

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，IT環(huán)境在一定時(shí)段內(nèi)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，KPI波動(dòng)會(huì)出現(xiàn)規(guī)律性變化，基于這種認(rèn)識(shí)，建立以動(dòng)態(tài)基線為基礎(chǔ)的閾值統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比會(huì)產(chǎn)生比較好的效果，對(duì)于提高告警準(zhǔn)確度有很大提高，其基本思路如下：根據(jù)一段歷史時(shí)間內(nèi)的KPI歷史記錄進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，比如正態(tài)分布、上升趨勢(shì)、下降趨勢(shì)模型的建立，當(dāng)前時(shí)間KPI變化在模型變化范圍之內(nèi)，如果不在該范圍，即認(rèn)為越界，累計(jì)越界次數(shù)過(guò)多到一定的次數(shù)，則認(rèn)為是預(yù)警，提醒用戶可能存在問(wèn)題。這對(duì)提高告警的準(zhǔn)確性具有很大幫助。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，在步驟S1前還包括信息系統(tǒng)CPU利用率數(shù)據(jù)采集與處理的過(guò)程，具體包括：采集信息系統(tǒng)歷史CPU利用率數(shù)據(jù)；對(duì)所述歷史CPU利用率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，步驟S2還包括以下步驟：采集信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)CPU利用率數(shù)據(jù)；判斷所述實(shí)時(shí)CPU利用率數(shù)據(jù)是否高于所述最優(yōu)告警閾值，如果高于則進(jìn)行告警；如果不高于，進(jìn)一步判斷所述實(shí)時(shí)CPU利用率數(shù)據(jù)是否超出監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型范圍，如果超出則進(jìn)行報(bào)警。如圖2中的A曲線，如果超越該優(yōu)化值，則出現(xiàn)異常；另一方面，根據(jù)這一個(gè)月時(shí)間內(nèi)的CPU利用率進(jìn)行數(shù)學(xué)建模(比如正態(tài)分布、上升趨勢(shì)、下降趨勢(shì)模型)，如圖2中的B、C、D三條曲線，分別是建立的趨勢(shì)基線模型及其上下邊界。如果后續(xù)監(jiān)控到的CPU利用率超出上下邊界，則認(rèn)為出現(xiàn)異常情況。圖2中展示了某天信息系統(tǒng)服務(wù)器CPU利用率出現(xiàn)了兩次告警，一次是超越了告警優(yōu)化閾值，另一次是越過(guò)了趨勢(shì)基線的上邊界，這樣提高了告警的準(zhǔn)確率。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，隨著后續(xù)信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的更新，不斷更新告警閾值優(yōu)化模型、相應(yīng)的優(yōu)化閾值和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，通過(guò)以下步驟對(duì)所述歷史CPU利用率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理：

其中，為歸一化后的數(shù)據(jù)，x_min和x_max分別為原始數(shù)據(jù)的最小值和最大值。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)“求解所需信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值”，利用優(yōu)化算法求解上述優(yōu)化問(wèn)題，具體求解步驟如下，

(1)選取區(qū)間[a，b]，構(gòu)造兩點(diǎn)x1＝a+M(b—a)，x2＝a4-N(b—a)；

(2)如果F(x1)<F(x2)，則搜索區(qū)間縮小為[a,x2]，b＝x2，判斷|x2-x1|<ε是否成立，如果成立轉(zhuǎn)到第(4)步，否則返回第(1)步；

(3)如果F(x1)≥F(x2)，則搜索區(qū)間縮小為[x1,b]，a＝x1，判斷|x2-x1|<ε是否成立，如果成立轉(zhuǎn)到第(4)步，否則返回第(1)步；

(4)最優(yōu)解為t＝x＝0.5(x1+x2)，目標(biāo)函數(shù)最小值為F(x)。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，基準(zhǔn)趨勢(shì)模型的建模是基于所述歷史數(shù)據(jù)利用以下幾種模型建立：正態(tài)分布模型、上升趨勢(shì)模型或者下降趨勢(shì)模型。

在本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中，還包括一種信息系統(tǒng)告警裝置，包括：接收模塊，用于采集信息系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、采集信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；處理模塊，用于基于所述歷史CPU利用率數(shù)據(jù)，利用概率密度函數(shù)的告警閾值優(yōu)化模型求解信息系統(tǒng)的最優(yōu)告警閾值；基于所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，用以建立信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基準(zhǔn)趨勢(shì)模型；告警模塊，用于基于信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確認(rèn)進(jìn)行告警。

最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。