CN101258519A - 用于数据处理的操作风险控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制数据处理系统中的操作风险的装置，包括：风险域分段器，用于将数据处理系统分段成多个风险域；域风险阈值选择器，用于为多个风险域中的至少一个风险域选择域风险阈值；系统单元监视器，可操作为向数据处理系统查询对系统单元的存在的指示；风险量化器，用于评价系统单元的单元风险以及用于计算单元风险对域风险总量的潜在贡献；风险阈值比较器，用于对域风险总量与域风险阈值进行比较；以及域分配器，可操作为按照风险阈值比较器的输出将系统单元分配给风险域。

Description

用于数据处理的操作风险控制装置和方法

技术领域

本发明涉及用于控制数据处理系统中的操作风险的技术措施，并且更具体地涉及控制联网数据处理系统中的操作风险。

背景技术

当前，比如存储网络这样的网络架构主要围绕如下事实来设计：对数据存储并且因此对存储系统本身的要求正变得越来越大并且需要适应由不同销售商供应的不兼容系统。随着系统规模增加以适应增长的处理需要，依赖于网络的应用和服务面临越来越多的风险。随着更多单元被部署到网络中，该网络内的总体风险增加。因此，系统的规模越大，软件故障、硬件故障或者管理员错误自行跨越更大数目的IT系统单元而传播并且因此影响更大一部分业务的概率就越大。

目前没有系统地将风险作为网络架构设计中的控制因素来考虑的已知设计方式。也就是说，没有用于准确地量化业务因它的IT架构而导致的操作风险以及用于以显而易见的的方式缓解该风险的机制。没有这样的风险控制机制，除非以资源的过度投资和过度分配为代价，否则业务就不能一致地管理故障风险。因而，在业务可靠性上进行高级投资，其中一些投资可能是多余的或者目标性不强。

例如从中请人为Chang和Ashutosh、发明名称为“Softwareapplication domain and storage domain risk analysis process andmethod”(软件应用域和存储域风险分析处理和方法)的公开文献US2004/0054618中已知使用各种用于评估在比如软件应用和数据存储设备这样的计算系统单元中固有的故障技术风险的技术。然而，其中考虑的评估技术仅向用户提供与在使用这样的计算系统单元时涉及到的技术风险有关的信息。没有考虑风险单元对于业务的关键性级别，并且在其中对该信息的利用仍属空白。

因此，希望具有用于参照业务重要性以及基础结构单元的估计故障概率来量化计算系统风险的技术措施以及具有一种用以在设计级将适当的风险缓解包含到系统中的技术装置、逻辑设置或者方法。

发明内容

本发明相应地在第一方面中提供一种用于控制数据处理系统中的操作风险的装置，该装置包括：风险域分段器，用于将所述数据处理系统分段成多个风险域；域风险阈值选择器，用于为所述多个风险域中的至少一个风险域选择域风险阈值；系统单元监视器，可操作为向所述数据处理系统查询对系统单元的存在的指示；风险量化器，用于评价系统单元的单元风险以及用于计算所述单元风险对域风险总量的潜在贡献；风险阈值比较器，用于对所述域风险总量与所述域风险阈值进行比较；以及域分配器，可操作为按照所述风险阈值比较器的输出将所述系统单元分配给风险域。

优选地，所述潜在贡献为正则增加所述域风险总量。

优选地，所述潜在贡献为负则减少所述域风险总量。

优选地，所述风险阈值可作为预算值来进行运算，其中风险值扣减器使用一个或者多个所述单元风险值进行减法运算来从该预算值进行扣减。

优选地，所述风险阈值可作为上限值来进行运算，其中风险值累加器使用一个或者多个所述单元风险值进行加法运算来逼近该上限值。

优选地，所述系统单元包括应用、主机系统、数据存储系统、I/O系统和数据通信系统中的至少一个。

优选地，所述单元风险值包含用于功能关键性的加权因子。

优选地，所述单元风险值包含单元可靠性因子。

优选地，所述多个风险域按层级结构的等级来设置。

优选地，为层级结构的各所述等级分配管理条件。

优选地，所述管理条件包括功能复制、备份、镜像和热待机中的至少一个。

优选地，所述系统单元包括存储区网络。

优选地，所述存储区网络可操作为借助虚拟化组件而被划分成域。

在第二方面中，本发明提供一种用于控制数据处理系统中的操作风险的方法，该方法包括以下步骤：由风险域分段器将所述数据处理系统分段成多个风险域；由域风险阈值选择器为所述多个风险域中的至少一个风险域选择域风险阈值；由系统单元监视器向所述数据处理系统查询对系统单元的存在的指示；由风险量化器评价系统单元的单元风险以及计算所述单元风险对域风险总量的潜在贡献；由风险阈值比较器对所述域风险总量与所述域风险阈值进行比较；以及由域分配器按照所述风险阈值比较器的输出将所述系统单元分配给风险域。

优选地，所述潜在贡献为正则增加所述域风险总量。

优选地，所述潜在贡献为负则减少所述域风险总量。

优选地，所述风险阈值可作为预算值来进行运算，其中风险值扣减器使用一个或者多个所述单元风险值进行减法运算来从该预算值进行扣减。

优选地，所述风险阈值可作为上限值来进行运算，其中风险值累加器使用一个或者多个所述单元风险值进行加法运算来逼近该上限值。

优选地，所述系统单元包括应用、主机系统、数据存储系统、I/O系统和数据通信系统中的至少一个。

优选地，所述单元风险值包含用于功能关键性的加权因子。

优选地，所述单元风险值包含单元可靠性因子。

优选地，所述多个风险域按层级结构的等级来设置。

优选地，为层级结构的各所述等级分配管理条件。

优选地，所述管理条件包括功能复制、备份、镜像和热待机中的至少一个。

优选地，所述系统单元包括存储区网络。

优选地，所述存储区网络可操作为借助虚拟化组件而被划分成域。

在第三方面中，本发明提供一种计算机程序，该计算机程序包括用以在加载到计算机系统中并且在该计算机系统上执行时使所述计算机系统执行根据第二方面所述的方法的所有步骤的计算机程序代码并且优选地包括与第二方面的优选特征的步骤相对应的计算机程序代码。

在第四方面中，提供一种部署服务的由计算机实施的方法，该方法包括部署计算机程序代码的步骤，该计算机程序代码可操作为在部署到计算机基础结构中并且在该计算机基础结构上执行时使所述计算机系统执行根据第二方面所述的方法的所有步骤，并且该方法优选地包括部署与第二方面的优选特征的步骤相对应的计算机程序代码。

因此，从其最广义的方面来说，本发明考虑了一种用于量化和控制因对IT软件和基础结构的依赖性而导致的业务风险。

附图说明

现在将参照附图仅通过例子来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1以示意形式示出了根据本发明优选实施例的装置。

图2以流程图形式示出了根据本发明优选实施例的操作方法可以实施于其中的一种方法或者一种逻辑设置。

具体实施方式

本发明的优选实施例通过使用由风险驱动的系统分段以创建隔离的风险域来解决网络环境尤其是存储网络环境内的风险缓解问题。这些隔离的风险域在下文中称为IRD。IRD是设计为例如在存储网络中使用块级和文件级存储虚拟化来限制操作风险的基础结构分段。这一物理或者逻辑的分段用来限制现实风险(即故障)可能传播跨越并且影响联网操作环境、应用或者服务的程度。

IRD内允许的风险数量或者量值可以通过阈值来表示，该阈值限定了该IRD内可以允许的最大风险容量。随着单元被添加到IRD，该IRD内包含的当前风险从空状态朝着如阈值所限定的最大状态递增。在一个实施例中，阈值可以表达为在新单元被添加到IRD时不能超过的总容量。在一个可选实施例中，阈值可以表达为在添加新单元时从中进行适当扣减的预算。

添加到IRD的各新单元的影响取决于单元对于整个IRD的重要性。其作用对于IRD的预定功能而言高度关键的单元具有较大权值并且因此在它朝着最大风险容量阈值移动时对IRD的当前“所含风险”值具有较大影响。类似地，其作用不那么关键的单元具有较小权值并且对IRD的当前“所含风险”值具有较小影响。

因此，可以基于单元对业务功能的关键性以及它的故障可能性来为该单元赋予分值或者加权。在这样考虑的情况下，各单元可以表征为：

1.关键而可靠

2.关键而不可靠

3.非关键而可靠

4.非关键而不可靠

因此，这些组合中的各组合可以被给予总体风险值，并且系统的分段优选地以之为基础。

作为本发明优选实施例的一个应用的例子，离散IRD一旦创建和以单元填充就可以基于各成员IRD内包含的单元的业务重要性和风险级来分类成等级。例如，包含对于相关业务的操作具有高度关键性质并且具有固有高单元风险或者相关性的单元(应用、软件、服务器、存储装置等)的IRD可以分类为1级IRD。然而，仅包含中等关键或者风险倾向性质的单元的IRD可以分类为3级IRD。等级分类允许按照不同种类的IRD对相关业务的操作而言的重要性来适当地独立管理这些IRD。可以根据特定等级的要求来定制比如风险阈值、管理授权、管理和维护循环以及变化控制策略之类的考虑事项。相关业务在IRD或者特定等级内能够容忍的总风险由用于该等级的风险阈值限定。

本发明的优选实施例通过使用存储虚拟化(存储网络虚拟化、块存储虚拟化和文件存储虚拟化)以及(物理和逻辑)分段来包含风险和缓解故障事件传播来工作。等级逻辑优选地应用于IRD以在每等级的基础上限定管理策略和最大风险容量。等级内的IRD然后将被设置为具有等同和一致的策略及风险容量。相关业务可以限定很多等级，只要它认为该等级数量对管理它所能容忍的风险点范围来说是稳健的。

在优选实施例中，本发明提供一种通过使用聚集算法以包含如下值来控制IT环境内的操作风险的技术手段，这些值代表了基础结构内的单独单元在它们传播经过环境内各种关系和相关性时的风险贡献。总风险可以表达为在指定时间长度上的停机概率(例如明年的停机风险为0.00001)。

在这一意义下，单元可以是IT基础结构内的任何可限定(circumscribable)的硬件、软件或者逻辑实体(例如磁盘池或者文件系统)。

参照图1，示出了根据本发明优选实施例的装置的设置。

风险控制引擎100包括查询网络并且获取与基础结构的层级结构内的所有单元有关的信息的系统单元监视器和分析器110。风险量化器120然后将风险值与层级结构的各单元相关联。所示例子为关键应用A 170、关键存储域180、应用B 190和应用C 210。风险值是按照与单独单元相关联的固有操作风险以及由于单元的集群和非集群相关性所致的风险来分配的。在一个实施例中，风险值也考虑单元对一个或者多个业务功能的关键性。例如，应用或者数据库可以用于实施事务处理中，在该情况下它对业务的重要性可以反映在包含于它的风险值中的加权因子中。下文将介绍相关性的具体细节。风险域分段器130然后可操作为创建IRD，由风险阈值选择器150为各IRD分配风险阈值。在系统的正常操作过程中，系统单元监视器和分析器定期地查询网络并且获取与基础结构的层级结构内的新单元有关的信息。使该信息可为风险量化器120所用，该风险量化器将风险值与已经发现的层级结构内的任何新单元相关联。风险量化器120还可操作为重新计算由于新单元以及受新单元的引入所影响的任何单元的集群和非集群相关性所致的风险。风险阈值比较器140可操作为对任何受影响的IRD的潜在风险聚集值与风险阈值选择器150所分配的阈值进行比较。如果潜在风险值造成因新单元的引入而超过任何IRD的风险阈值，则风险域分段器130可操作为创建新IRD，由风险阈值选择器150为该新IRD分配风险阈值。风险阈值分配器220然后可操作为将新单元分配给新创建的IRD。另一方面，如果潜在风险值不会造成因新单元的引入而超过IRD的风险阈值，则风险域分配器220可操作为将新单元分配给原IRD。

例如在图1所示示例结构中，表示为隔离风险域X 160的IRD创建于IT层级结构内并且初始地以关键应用A 170、关键存储域180和应用B 190填充。在某一点，将应用C 210安装于系统中。系统单元监视器和分析器查询网络并且获取与新应用C 210有关的信息。

使信息可为风险量化器120所用，该风险量化器将风险值与新应用C 120相关联。调用风险量化器120以重新计算因新应用C 210以及受新应用C 210的引入所影响的任何单元的集群和非集群相关性所致的风险。然后，调用风险阈值比较器140以对隔离风险域X 160的潜在风险聚集值与风险阈值选择器150分配给它的阈值进行比较。将由于新应用C 210的引入而超过隔离风险域X 160在这一示例情况下的风险阈值，因此调用风险域分段器130以创建新IRD即隔离风险域Y 200，风险阈值选择器150接着为隔离风险域Y 200分配风险阈值。风险域分配器220然后将新单元分配给隔离风险域Y 200。

现在参照图2，以流程图形式示出了根据本发明优选实施例的方法或者逻辑设置的步骤。

因此，逻辑设置的方法或者操作始于开始步骤300。在步骤302，查询系统以发现新的或者添加的单元。在步骤304，分析单元以确定它们的固有和相关的风险值，而在步骤306，为各单元分配单元风险值。在步骤308，为各单元分配域风险量值。如果在测试步骤310确定将单元包含在域中将造成超过域风险阈值，则在步骤314创建新域并且在该域中包含具有其风险值的单元。如果将单元包含在现有域中将不会造成超过域风险阈值，则在步骤312在现有域中包含具有其风险值的单元。逻辑设置的方法或者操作在结束步骤316结束。

例如考虑其中将各等级镜像到远程恢复站的三级网络设计。尽管这一例子考虑将所有三个等级镜像到远程恢复站，但是并非必须是这种情况。比如远程站镜像之类的考虑取决于针对等级而限定的管理策略。如果相关业务认为合适，则第四域等级可以用来包含其重要性并不保证以这一方式进行镜像的那些单元。

可以通过改造现有系统来实施优选实施例的联网基础结构架构。一旦已经为各等级限定最大风险容量阈值和关联管理策略，该实施就包括根据策略来创建逻辑网络(例如虚拟SAN)或者物理网络(例如物理SAN)并且填充它们的步骤。

优选实施例在考虑单元将发生故障的风险时包含代表三种风险信号的值：

1.固有风险信号：固有信号是IT环境内的单个单元所特有的风险信号并且不直接依赖于环境内的任何其它单元。单元的固有风险信号可以表达为每单位时间的停机概率。单元的固有风险信号是可以依赖于各种参数的风险计算算法的输出，这些参数包括安装库上的OEM可用性数据、现场缺陷率、硬件故障率、故障预测数据、故障预测算法、最大服务小时的到期部分以及其它可用性或者风险数据源。

2.非集群相关风险信号：非集群相关信号是从接收单元与之具有相关性的单个单元传播直至单元的风险信号。例如，应用可以从它运行于其上的服务器接收相关信号，该信号表明了每单位时间服务器可能经历停机的概率。实际上，非集群相关信号对如下关系进行建模，这些关系对IT环境内的单元对总风险值的贡献进行加法运算。

3.集群相关风险信号：集群相关信号类似于非集群信号，不同之处在于可以通过多个底层单元的子集来满足相关性，其中各底层单元能够等同地对满足相关性作出贡献。底层单元的数目可以足以达到或者大于满足相关性所必需的数目。在数目大于满足相关性所必须的数目的情况下，集群相关信号对如下关系进行建模，这些关系通过用多个等同对等体“配对”(bracing)来缓解IT环境内的风险。集群相关风险因此可以对IT环境内的单元对总风险值的贡献进行减法运算。

对于各单元，可以使用适当算法来操控固有风险信号以及任何非集群和集群相关风险信号以计算停机的总风险。这一总量或者聚集数代表了每单位时间可能在这一单元或者它的底层相关单元内出现停机的概率。随着在特定IT环境内单元的层级结构中上移，该技术提供如下值，该值代表了特定业务过程或者活动所依赖于的所有从属单元的聚集值。这一顶级值代表了每单位时间停机在结构内出现并且影响业务的概率。

因此，在优选实施例中，本发明系统地汇集代表了架构内所有单元对业务的总风险的风险结构并且提供一种用于通过提供适当隔离和可独立管理的域来缓解IT环境内的风险的机制。因此，按照与单独单元相关联的固有操作风险以及由于单元的集群和非集群相关性所致的风险来管理风险。这一风险结构用于系统设置时的第一实例中、然后在现有硬件或者软件单元超出它们的寿命周期时、在部署新单元时以及在部署新的架构策略(比如多站镜像)时用来监视和缓解正在发生的风险。

对于本领域普通技术人员而言将清楚的是：本发明优选实施例的方法的全部或者部分可以适当地和有用地实施于一个或者多个逻辑装置中，这些逻辑装置包括适于执行方法步骤的逻辑单元；并且这样的逻辑单元可以包括硬件组件、固件组件或者其组合。

对于本领域技术人员而言将同样清楚的是：本发明优选实施例的逻辑设置的全部或者部分可以适当地实施于包括用以执行方法步骤的逻辑单元的逻辑装置中；并且这样的逻辑单元可以比如包括在例如可编程逻辑阵列或者专用集成电路中的逻辑门之类的组件。这样的逻辑设置还可以实施于如下启用单元中，这些启用单元用于例如使用虚拟硬件描述符语言在这样的阵列或者电路中暂时地或者持久地建立逻辑结构，其中可以使用固定或可传输的载体介质来存储和传输该虚拟硬件描述符语言。

将认识到也可以适当地完全或者部分地用运行于一个或者多个处理器(图中未示出)上的软件来实现上述方法和设置，并且可以用在比如磁盘或者光盘等任何适当数据载体(图中也未示出)上承载的一个或者多个计算机程序单元的形式来提供该软件。用于传输数据的通道可以类似地包括所有描述的存储介质以及信号承载介质如有线或者无线信号承载介质。

本发明还可以适当地实施为用于与计算机系统一起使用的计算机程序产品。这样的实施可以包括固定于有形介质如计算机可读介质(例如磁盘、CD-ROM、ROM或硬盘)上或者可通过有形介质(包括但不限于光学或者模拟通信线路)或者使用无线技术(包括但不限于微波、红外或者其它传输技术)无形地经由调制解调器或者其它接口设备传输到计算机系统的一系列计算机可读指令。该一系列计算机可读指令实施这里先前描述的所有或者部分功能。

本领域技术人员将认识到这样的计算机可读指令可以通过用于与很多计算机架构或者操作系统一起使用的很多编程语言来编写。另外，可以使用任何当前或者将来的存储器技术(包括但不限于半导体、磁或者光学)来存储或者使用任何当前或者将来的通信技术(包括但不限于光学、红外或者微波)来传输这样的指令。考虑到这样的计算机程序产品可以作为可移动介质与附带的印刷或者电子文档(例如用计算机系统在例如系统ROM或者固定磁盘上预加载的压缩包装软件)一起发布或者通过网络如因特网或者万维网从服务器或者电子公告板发布。

在可选方式中，本发明的优选实施例可以用部署服务的由计算机实施的方法的形式来实现，该方法包括部署计算机程序代码的步骤，该计算机程序代码可操作为在部署到计算机基础结构中并且在该计算机基础结构上执行时使所述计算机系统执行该方法的所有步骤。

对于本领域技术人员来说将很清楚的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以对前述示例实施例做出很多改进和修改。

Claims (10)

1.一种用于控制数据处理系统中的操作风险的装置，所述装置包括：

风险域分段器，用于将所述数据处理系统分段成多个风险域；

域风险阈值选择器，用于为所述多个风险域中的至少一个风险域选择域风险阈值；

系统单元监视器，可操作为向所述数据处理系统查询对系统单元的存在的指示；

风险量化器，用于评价系统单元的单元风险以及用于计算所述单元风险对域风险总量的潜在贡献；

风险阈值比较器，用于对所述域风险总量与所述域风险阈值进行比较；以及

域分配器，可操作为按照所述风险阈值比较器的输出将所述系统单元分配给风险域。

2.如权利要求1所述的装置，其中当所述潜在贡献为正时增加所述域风险总量，而当所述潜在贡献为负时减少所述域风险总量。

3.如权利要求1或者2所述的装置，其中所述风险阈值可作为如下各项中的至少一项来进行运算：

预算值，其中风险值扣减器使用一个或者多个所述单元风险值进行减法运算来从所述预算值进行扣减；以及

上限值，其中风险值累加器使用一个或者多个所述单元风险值进行加法运算来逼近所述上限值。

4.如任一前述权利要求所述的装置，其中所述系统单元包括应用、主机系统、数据存储系统、I/O系统和数据通信系统中的至少一个。

5.如任一前述权利要求所述的装置，其中所述单元风险值包含以下各项中的至少一项：

用于功能关键性的加权因子；以及

单元可靠性因子。

6.一种用于控制数据处理系统中的操作风险的方法，包括以下步骤：

由风险域分段器将所述数据处理系统分段成多个风险域；

由域风险阈值选择器为所述多个风险域中的至少一个风险域选择域风险阈值；

由系统单元监视器向所述数据处理系统查询对系统单元的存在的指示；

由风险量化器评价系统单元的单元风险以及计算所述单元风险对域风险总量的潜在贡献；

由风险阈值比较器对所述域风险总量与所述域风险阈值进行比较；以及

由域分配器按照所述风险阈值比较器的输出将所述系统单元分配给风险域。

7.如权利要求6所述的方法，其中当所述潜在贡献为正时增加所述域风险总量，而当所述潜在贡献为负时减少所述域风险总量。

8.如权利要求6或者7所述的方法，其中所述风险阈值可作为如下各项中的至少一项来进行运算：

预算值，其中风险值扣减器使用一个或者多个所述单元风险值进行减法运算来从所述预算值进行扣减；以及

上限值，其中风险值累加器使用一个或者多个备用的所述单元风险值进行加法运算来逼近所述上限值。

9.一种包括计算机程序代码的计算机程序，所述计算机程序代码用以在加载到计算机系统中并且在所述计算机系统上执行时使所述计算机系统执行如权利要求6至8中任一权利要求所述的方法的所有步骤。

10.一种部署服务的由计算机实施的方法，包括部署计算机程序代码的步骤，所述计算机程序代码可操作为在部署到计算机基础结构中并且在所述计算机基础结构上执行时使所述计算机系统执行如权利要求6至8中任一权利要求所述的方法的所有步骤。

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