Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Informatica# Ingegneria del software# Apprendimento automatico# Prestazioni

PSqueeze: Un Metodo per Diagnosi Rapida dei Guasti

PSqueeze aiuta a identificare le cause profonde nei sistemi di servizio online in modo efficiente.

― 6 leggere min


PSqueeze: Ricerca VelocePSqueeze: Ricerca Velocedei Guastisistemi online.Analisi veloce delle cause radici per
Indice

I grandi sistemi di servizi online, come le piattaforme di shopping, servono milioni di utenti e devono funzionare in modo affidabile. Se qualcosa va storto, possono verificarsi perdite finanziarie significative e utenti scontenti. Ad esempio, un'interruzione di un'ora durante un grosso evento di shopping potrebbe portare a perdite milionarie. Quindi, identificare e risolvere rapidamente i guasti è fondamentale.

Quando un sistema fallisce, solo alcune misurazioni relative a specifiche caratteristiche mostrano valori anomali. Per esempio, se un servizio in una città come Pechino smette di funzionare, solo i dati finanziari legati a quell'area potrebbero calare drasticamente. Queste misurazioni anomale forniscono indizi essenziali su cosa ha causato il guasto, noti come cause radice.

Questo pezzo esamina un metodo chiamato PSqueeze, che aiuta a trovare queste cause radice nei dati complessi. Lo fa utilizzando un concetto chiamato effetto a onda generalizzato, che ci permette di analizzare come i cambiamenti in un'area possono influenzare altre.

L'importanza della localizzazione delle cause radice

Nei grandi sistemi online, diagnosticare i guasti rapidamente è essenziale per mantenere la qualità del servizio. Gli operatori monitorano attentamente varie misure, come i volumi di vendita, per tenere traccia delle prestazioni. Quando si verifica un guasto, ricevono avvisi sui valori anomali.

Tuttavia, identificare le cause radice è complicato a causa del numero vasto di attributi e valori coinvolti. Con così tanti attributi, come posizione, fornitori di servizi e interazioni degli utenti, le combinazioni possono diventare travolgenti. Ad esempio, potrebbero esserci dozzine di attributi, ognuno con migliaia di valori possibili, portando a un numero enorme di combinazioni.

I metodi tradizionali per identificare queste cause radice faticano con questa complessità. Alcuni funzionano solo per tipi specifici di dati, mentre altri dipendono fortemente dall'affinamento dei parametri. Inoltre, molti approcci esistenti non considerano le cause radice esterne - quelle che coinvolgono attributi che non vengono monitorati o registrati.

L'idea principale dietro PSqueeze

PSqueeze è progettato per offrire una soluzione robusta per localizzare le cause radice nei Dati multidimensionali. Al suo interno, si basa sull'effetto a onda generalizzato. Questo concetto afferma che le misurazioni influenzate dalla stessa causa sottostante cambieranno in modo coerente.

Spezzando il problema in cluster di combinazioni di attributi, PSqueeze semplifica il processo di ricerca. Prima raggruppa le combinazioni che sono probabilmente influenzate dalla stessa causa radice. Poi, cerca le combinazioni più rilevanti all'interno di quei cluster.

Questo approccio non solo identifica le cause radice principali, ma valuta anche la potenziale esistenza di cause radice esterne. PSqueeze fornisce un modo per determinare se questi fattori esterni potrebbero influenzare i suoi risultati, evitando così deviazioni nel processo di diagnosi.

Come funziona PSqueeze

Il metodo PSqueeze consiste in tre fasi principali:

  1. Clustering dal basso verso l'alto: In questa fase, PSqueeze raggruppa le misurazioni anomale in base ai loro cambiamenti. Concentrandosi sulle misure con i cambiamenti anomali più significativi, PSqueeze riesce a raggrupparle in cluster che indicano cause radice condivise.

  2. Localizzazione dall'alto verso il basso: Una volta identificati i cluster, PSqueeze utilizza un approccio sistematico per analizzare ciascun cluster. Valuta le combinazioni di attributi all'interno di un cluster per trovare quelle che spiegano meglio i guasti, considerando anche le loro relazioni con altri attributi.

  3. Determinazione delle cause radice esterne: Infine, PSqueeze verifica se le cause radice identificate sono sufficienti. Se i punteggi delle cause radice localizzate sono bassi, suggerisce che potrebbero esserci cause radice esterne non rilevate che influenzano i risultati.

Questo approccio strutturato consente a PSqueeze di gestire in modo efficiente e efficace il vasto spazio di ricerca.

Applicazioni nel mondo reale

Per convalidare la sua efficacia, PSqueeze è stato testato utilizzando due diversi set di dati reali. Questi set di dati includevano migliaia di guasti simulati. I risultati hanno mostrato che PSqueeze ha costantemente superato i metodi precedenti, ottenendo punteggi più alti nell'identificazione delle cause radice pur mantenendo un tempo di risposta rapido.

Inoltre, studi di caso con aziende reali hanno dimostrato il valore pratico di PSqueeze in situazioni reali. Ad esempio, in un caso, un sistema bancario ha affrontato un'improvvisa diminuzione dei tassi di successo delle transazioni. I metodi tradizionali hanno faticato, ma PSqueeze ha rapidamente individuato il problema, permettendo agli operatori di affrontare la questione molto più velocemente.

La sfida delle cause radice esterne

Identificare le cause radice esterne è cruciale per una diagnosi accurata dei guasti. Queste sono cause radice che potrebbero non essere registrate nei dati, ma che influenzano comunque le prestazioni. Ad esempio, un problema potrebbe derivare da un aspetto del sistema non monitorato o da un problema con un servizio esterno che non viene catturato direttamente nel database.

La capacità di PSqueeze di determinare la presenza di cause radice esterne è rivoluzionaria. Permette agli operatori di richiedere indagini più approfondite quando necessario, assicurando che non siano fuorviati dai risultati localizzati.

Sperimentare con PSqueeze

Per valutare ulteriormente PSqueeze, sono stati condotti esperimenti approfonditi. I test hanno coinvolto guasti simulati per esaminare quanto bene il metodo localizzasse le cause radice. I risultati hanno evidenziato un miglioramento notevole in accuratezza ed efficienza rispetto agli approcci esistenti.

PSqueeze è riuscito costantemente a localizzare efficacemente le cause radice, anche in scenari in cui erano presenti più cause radice. Ha anche dimostrato resilienza agli errori di previsione, rendendolo uno strumento affidabile in varie situazioni.

Efficienza nell'analisi in tempo reale

Una delle caratteristiche distintive di PSqueeze è la sua efficienza. In pratica, può analizzare i dati e riportare le cause radice in circa dieci secondi, rendendolo altamente adatto per Applicazioni in tempo reale. Questa rapida analisi è cruciale per le aziende che devono agire in fretta per mitigare l'impatto dei guasti.

Riducendo il tempo che gli operatori trascorrono sulla diagnosi, PSqueeze consente loro di concentrarsi di più sulle soluzioni piuttosto che sulla risoluzione dei problemi. Questa efficienza può portare a esperienze utente migliorate e a una riduzione dei tempi di inattività, cosa essenziale per i sistemi di servizi online.

Riepilogo e direzioni future

In sintesi, PSqueeze presenta una soluzione robusta per identificare le cause radice nei dati multidimensionali all'interno dei sistemi di servizi online. Adottando un approccio strutturato che considera sia le influenze dirette che quelle esterne, aiuta gli operatori a individuare problemi rapidamente e con precisione.

Guardando al futuro, ulteriori ricerche possono esplorare come integrare il supporto per gli attributi numerici. Inoltre, possono essere sfruttati più set di dati reali per migliorare la robustezza e l'applicabilità generale del metodo.

Le strategie innovative e le intuizioni offerte da PSqueeze promettono di migliorare la diagnosi dei guasti nei servizi online, portando infine a una maggiore affidabilità del sistema e soddisfazione dell'utente.

Fonte originale

Titolo: Generic and Robust Root Cause Localization for Multi-Dimensional Data in Online Service Systems

Estratto: Localizing root causes for multi-dimensional data is critical to ensure online service systems' reliability. When a fault occurs, only the measure values within specific attribute combinations are abnormal. Such attribute combinations are substantial clues to the underlying root causes and thus are called root causes of multidimensional data. This paper proposes a generic and robust root cause localization approach for multi-dimensional data, PSqueeze. We propose a generic property of root cause for multi-dimensional data, generalized ripple effect (GRE). Based on it, we propose a novel probabilistic cluster method and a robust heuristic search method. Moreover, we identify the importance of determining external root causes and propose an effective method for the first time in literature. Our experiments on two real-world datasets with 5400 faults show that the F1-score of PSqueeze outperforms baselines by 32.89%, while the localization time is around 10 seconds across all cases. The F1-score in determining external root causes of PSqueeze achieves 0.90. Furthermore, case studies in several production systems demonstrate that PSqueeze is helpful to fault diagnosis in the real world.

Autori: Zeyan Li, Junjie Chen, Yihao Chen, Chengyang Luo, Yiwei Zhao, Yongqian Sun, Kaixin Sui, Xiping Wang, Dapeng Liu, Xing Jin, Qi Wang, Dan Pei

Ultimo aggiornamento: 2023-05-05 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2305.03331

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.03331

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili