专利名称：一种利用相关性的it运维指标预报与预测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及IT运维管理领域，尤其是IT运维的指标间的监测和管理领域，具体涉及到一种利用相关性的指标智能化预报和预测的方法。
背景技术：
IT运维管理，即IT企业或部门采用相关的方法、手段、技术、制度、流程和文档等， 对IT运行环境(包括物理环境、软硬件环境等)、IT业务系统和IT运维人员进行的综合管理。随着IT建设的不断深入和完善，计算机硬软件系统的运行维护已经得到了重视，由于这是一个随着计算机信息技术的深入应用而产生的新课题，因此研究如何进行有效的IT 运维管理，将具有广阔的发展前景和巨大的现实意义。概括地讲，IT运维的管理内容都可以经抽取成指标来进行管理和维护。指标，也即描述某一对象特征的数据。IT运维的管理行为，本质上都可以抽象成数据的变更。因此， 研究IT运维指标的管理很有意义。在本发明中，提出的是一种利用相关性对指标进行智能化预报与预测的方法。智能化预报与预测，即通过非人工检测的方式对某指标值进行告警或估测的过程。智能化的例子很多，如将模式识别的聚类算法应用于手机或终端手写输入法的功能，可以提高输入效率；再如有些音乐软件提供自动推荐歌曲的功能，通过记录听众历史记录来进行预测，这种启发式的方式可以进一步满足听众的心愿；再如360安全卫士对操作系统的程序更新和维护提供自动预报的功能，可以优化系统，提高系统使用寿命。智能化的理论体系已经发展得比较成熟，目前应用的智能化理论方法和手段主要包括(1)自适应理论体系，该理论本质上是一种反馈理论，包括人工神经网络体系，通过学习训练样本，预测未来数据；(2)模式识别领域，通过构造不同模式体系达到识别的目的；(3)最优化理论体系，该理论包括支持向量机模型、蚁群算法、遗传算法，线性以及非线性约束模型，通过建模达到优化目标数据的目的；(4)现代信号处理领域理论与方法，信号处理方法如滑动平均自适应回归模型，以及滤波方法如维纳滤波、卡尔曼滤波模型，通过建模对未来时间量进行预测、平滑或估计。在本发明中，将不直接使用以上所述的智能方法，而是利用相关性。IT运维某些指标间必然存在相关性。以WLAN指标检测为例，WLAN信号的场强信噪比强度直接影响网络数据带宽，甚至如网络的连通性如Ping包成功率，网络的拥塞程度则可能会影响WEB认证指标，因为当网络负载过重时，WEB认证接入时延时间可能会增长。 在实际的应用场景中，因成本问题，有些WLAN指标是不宜时刻监测的，如场强信噪比，而有些数据可以通过软件监控的方式时刻获得，而这两种指标间或更多指标间却存在着联系， 在这种情形下，利用指标间的相关性便可以克服其它智能化方案无法预测或预测准确率下降的问题，因为不论数据知道与否，指标间的相关性是时刻存在的，只需要如采用本发明中的方法就可以达到预测的效果。除此之外，相关性还可以在某些指标未知数据动态范围时， 预报其是否超标。
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相关性的数学依据如下
对于两个向量
权利要求
1.一种利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征在于，所述方法包含三个主要步骤更新数据来源、训练和测试；更新数据来源，具体包含用初始化的历史数据作为训练数据，同时不断并入测试数据， 更新历史数据库；训练，具体包含数据预处理和数据计算步骤，数据预处理，输入训练数据，消除毛刺数据进行平滑处理；所述数据计算步骤，计算协方差矩阵，确定指标间的相关性关系，对其进行特征值分解处理确定波动范围；测试，具体包含数据预报和数据预测步骤，数据预报，通过训练后得到的相关性关系和波动范围，利用相关指标预报其是否进行超标；所述数据预测，通过相关性关系及相关指标值联立方程组解得预测结果。
2.根据权利要求1所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征在于，所述的数据预处理步骤的消除毛刺的算法是对于某一个指标，初始化，从其历史数据库中挑选极大极小的三个数据，组成毛刺集，以其他数据的均值来填充其位置；当更新历史数据后，比较新加入的数据，看其是否大于毛刺集的均值，若大于，则加入毛刺集，否则，作为正常数据，进入所述数据计算步骤。
3. 权利要求1戶;M利用相关性的IT·餅野厨艮与预测方法，M寺征在于，_的·计算步骤具体工作过程是，纽觀预处麵，利用协方差公式可得到一个协方差矩阵，协方差的计算公
4.根据权利要求1所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征在于，所述的数据计算步骤，当计算好协方差矩阵后，对其进行特征值分解，将所有特征值中绝对值较大保留，剔除接近于零的部分，再重新恢复成新的协方差矩阵，根据两个协方差大小关系拟定波动范围。
5.根据权利要求4所述的利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征在于， 所述的数据计算步骤中拟定协方差的波动范围计算方法是设经过去特征值处理后恢复出的新的协方差矩阵中第i和第j个指标的协方差大小为COIW1(Xi5Xj),设其为波动范围一个界，那么另一个界为com/(Xi,X1,.) - 2*Ctmv(Xi5Xii)-conv'(x2 ,χ,),从而得到任意两指标协方差波动范围为
6.根据权利要求5所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征在于，所述数据预报的条件和含义是待测指标的数据已经测得且为非毛刺数据的情形下，尚无标准去界定其变化范围，因此利用相关性间接预报其是否超标。
7.根据权利要求6所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征还在于，所述的数据预报的算法步骤是已知某一测试指标值X，先找到前述的与X最相关的其他若干个指标，按照先后顺序只要某一个指标能够进行预报，则终止预报。
8.根据权利要求1所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征还在于， 所述数据预测的条件是该数据由于故障或其他原因无法通过直接的方式检测得到，且与之相关的其余指标可测得且都未超出动态范围。
9.根据权利要求8所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法，其特征还在于， 所述预测的方法是先找到与待测指标i最相关的一个指标j，然后找到与j最相关的指标k，则可以认为MiwirGCim^ = CONVij-CONVik ,也即令测试协方差与训练协方差相等，作为方程1 ；然后利用协方差得到i和j，以及i和k的协方差计算方程；从而得到含三个参数的三个方程，解之即得预测结果。
10.一种应用如权利要求1所述利用相关性的IT运维指标预报与预测方法的装置，其特征在于，所述装置包括数据来源模块，用于为训练模块数据预处理单元提供数据，同时接收更新的测试数据， 扩充数据库；训练模块，包括数据预处理单元和数据计算单元数据预处理单元，用于处理前一部分进来的数据，消除极小，极大毛刺数据，达到平滑的效果；数据计算单元，用于计算平滑后的数据的协方差矩阵，以及波动范围，作为下一单元的依据；测试模块，包括数据预报单元和数据预测计算单元数据预报单元，用于测试数据的预报，在区分某些能预报或不能预报的指标后，按照如权利要求7所述的方法实行预报；数据预测单元，用于测试数据的预测，在区分某些已知和未知其值的指标后，按照如权利要求9所述的方法实行预测。
全文摘要
本发明公开了一种利用相关性的IT运维指标预报与预测方法和装置。其中，上述方法包括更新数据来源，不断接收测试数据，更新历史数据库；对历史数据做必要的预处理，计算协方差矩阵确定指标间的相关性关系，同时，通过特征值分解处理确定指标间的协方差波动范围；进行数据预报和数据预测；数据预报步骤，计算测试协方差，通过相关性及波动范围，进行预报；数据预测步骤，通过相关性关系和测试协方差得到线性方程组，解之得预测结果。本发明相对于传统智能化预报与预测方法，减小了计算量，且具有较高的预测精度和预报准确度。本发明还公开了一种利用相关性的IT运维指标预报与预测的装置。
文档编号H04L12/24GK102195814SQ201110114150
公开日2011年9月21日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者杨涛, 赵旺兴 申请人:成都勤智数码科技有限公司