基于因果干预的微服务系统故障根因分析方法

作     者：丁建立 何雨峰 王静 DING Jianli;HE Yufeng;WANG Jing

作者机构：中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中国民航大学信息安全测评中心天津300300 

出 版 物：《计算机应用》 (journal of Computer Applications)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：196-203页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U2033205) 

主　　题：微服务系统 根因分析 干预识别 因果结构发现 数据融合 

摘      要：针对现有故障根因分析方法因果关系丢失、在复杂环境中分析效率低下以及缺乏对于非机器指标故障类型分析能力的问题,提出一种基于因果干预的微服务系统故障根因分析(CIMF-RCA)方法。首先,利用马尔可夫假设和调用模式对调用链和微服务进行筛选,从而缩减干预识别的搜索空间并提高故障根因分析方法在复杂环境中的效率;其次,通过解析并融合非结构化的日志数据,实现机器指标数据和日志数据的联合分析;最后,引入因果贝叶斯网络(CBN)和干预数据,提出一种改进的干预识别算法及分治的故障根因分析方式。在大规模微服务基准平台TrainTicket上进行实验的结果表明,对比表现最优的根本原因发现(RCD)方法,所提CIMF-RCA方法的Top-5平均准确率提高了26.33个百分点,所需时间减少了41.61%;而在RCD无法识别的非机器指标故障类型中,所提方法的Top-5准确率达到了77.00%。可见,所提方法能有效地分析微服务系统中的故障根因。