專利名稱：一種基于時間序列的Web服務響應時間預測方法
技術領域：
本發明屬于軟件性能預測的領域，尤其是涉及一種基于時間序列的Web服務響應時間預測方法。
背景技術：
Web服務作為一種新型的分布式構件模型在電子商務、企業應用集成等領域扮演著越來越重要的角色，它被認為是面向服務計算構架(SOA)中最核心的技術之一，通過Web服務組合技術，將單個Web服務組合起來成為完整的應用。然而Web服務運行在動態變化的網絡環境中，其響應時間值也在頻繁變化，這種動態變化的網絡環境將會影響Web服務的運行時性能，進而導致整個Web服務組合性能的變化，因此，對web服務進行性能預測是保證基于服務的應用系統質量的關鍵技術，也是優化服務組合重要方法。Web服務性能中最重要的兩個指標為響應時間和吞吐率，前者表示系統完成給定任務所需的時間，后者表示系統在單位時間內完成給定任務的次數。雖然學術界和工業界提出了一系列用于分析和預測Web服務性能的模型和方法，但大部分方法多以基于SLA (Service-level-agreement,服務等級協議)的靜態分析為主要手段，服務等級協議是關于網絡服務供應商和客戶間的一份合同，其中定義了服務類型、服務質量和客戶付款等術語，它從數量上約束了服務提供方提供的服務組件的最小連接帶寬、最大丟包率、鏈接故障率等于性能相關的參數，基于SLA的靜態性能分析，就是直接以服務等級協議所約束的上述參數的限值為模型輸入，并假設性能參數恒定不變，分析和預測Web服務組件的實際性能，這種靜態分析的方法存在很大的缺陷由于Web服務運行時所依賴的網絡和系統環境瞬息萬變，各種影響性能的參數量如帶寬、丟包率、鏈接故障率、消息字段長度等，不可能維持恒定不變，這與性能參數恒定不變的假設存在極大的偏差；由于服務等級協議中給出的參數均為上限和下限值，Web服務運行時對應的量值可能高于或低于限值，從而導致基于服務等級協議的性能預測方法高估或低估了實際的性能。為了彌補上述方法的不足，充分考慮真實環境下Web服務性能的動態性，本發明在深入研究性能測試值時間序列數據，分析其趨勢變化的基礎上，提出一種基于時間序列的Web服務響應時間預測方法。
發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種更準確的Web服務響應時間預測方法。為實現上述目的，本發明提供了一種基于時間序列的Web服務響應時間預測方法，按以下步驟執行步驟一按照固定單位時間間隔獲取web服務的響應時間數據序列；設定響應時間數據序列有t個響應時間的測量記錄，所述響應時間數據序列為rt(i), {rt(i) 11彡i彡t, I彡t <°° };所述獲取web服務的響應時間數據序列由SOAP UI測試平臺對web服務的url地址測試得到，；步驟二 計算連續響應時間的平均增量；將k個連續的響應時間編為一組，k為正整數，整個響應時間序列分為f個組，將
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每組視為一個考察窗口 ；第1個考察窗口中的第y個響應時間為rt((x_l)Xk+y);設定第x
個考察窗口內的響應時間平均增量為
權利要求
1. 一種基于増量穩態分析的Web服務響應時間預測方法，其特征在于按以下步驟執行 步驟ー按照固定単位時間間隔獲取web服務的響應時間數據序列； 設定響應時間數據序列有t個響應時間的測量記錄,所述響應時間數據序列為rt(i)；|rt(i) 11 < i < t, I < t <°° }； 步驟ニ 計算連續響應時間的平均増量； 將k個連續的響應時間編為一組，k為正整數，整個響應時間序列分為*個組，將每組視為ー個考察窗ロ ；第X個考察窗口中的第y個響應時間為rt((x_l)Xk+y);設定第x個考察窗ロ內的響應時間平均增量為AINC (X);k-1 y r{((x-\)xk + s + V)-rt{{x-X)xk + s)^ AINC (x) = ^--7kW. 步驟三定義響應時間平均増量類并計算響應時間平均増量類間轉移概率； j個響應時間平均增量中最小的響應時間平均增量的值為MIN，MIN = min! AlNi '(.v) 11 < .v < - } *個響應時間平均增量中最大的響應時間平均增量的值為MAX，MAX = max {A INC{ x) 11 < .x < — ILを」. 將MIN到MAX的區間分為p個類，p為正整數；設定第X個考察窗口內的響應時間平均增量到第I個分類的映射函數為map (X), I彡I彡p ;當且僅當,而 MAX-MlN ,,、……MAX - MlN ,AfflV +-X {i -l)< AlNL(I) < MIA 十-時，map (x) = I ；PP 設定MIN到MAX的區間中第m個類和第n個類之間的轉換概率矩陣為TRAN (m, n)，m、n均為正整數； YlJCOUNi—■I- if m 主 nTRAN (ot, ) = ] LiJYdICOUNT {mj)1=1 I- YTRAN(m，八“、 9 K'OUNl' (mj) = { すmap^ — m [O else9
2.如權利要求I所述的ー種基于増量穩態分析的Web服務響應時間預測方法，其特征是所述獲取web服務的響應時間數據序列由SOAP UI測試平臺對web服務的url地址測試得到。
全文摘要
本發明公開了一種基于增量穩態分析的Web服務響應時間預測方法，屬于軟件性能預測的領域，按照固定單位時間間隔獲取網絡服務響應時間的一系列測量值的序列，然后定義和計算了觀測窗口響應時間增量類，并計算類之間的轉換概率矩陣，而后基于轉移概率矩陣計算響應時間增量的穩態分布概率，最后以t時刻的響應時間測量值加上計算增量期望值從而獲得t+1時刻的響應時間的預測值，該方法避免了傳統的Web預測模型和方法中過于依賴SLA規范和假設參數恒定不變的不足，能為WEB服務可信性研究提供模型支撐和分析手段。
文檔編號H04L29/08GK102739469SQ20121016875
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者吳磊, 夏云霓, 朱慶生, 羅辛, 陳鵬 申請人:成都國科海博計算機系統有限公司, 重慶大學