复杂网络应用的配置错误诊断及修复关键技术研究

Internet applications have become one kind of the mainstream systems. Due to the complexity, flexibility and customizability, system configuration has been a big challenge to such applications. Configuration error has become a dominant cause leading to system failure, out of service and even crash, affecting the application QoS (quality of service) significantly.. Considering the configuration parameter correlations in complex applications, this project uses program analysis, statistical learning and combinatorial testing to study configuration error checking, diagnose and fixing. Studies involve correlation based proactive configuration checking, multiple-configuration-error-caused runtime failure diagnose, constraint correlation aware error fix generation and misconfiguration diagnosability improvement method. Furthermore, this project will implement a prototype system to validate the proposed methods and technologies. The project, covering multiple stages (including pre-execution, runtime and post-execution), and aiming to automate the configuration diagnose and error fixing, provides theory basis and technical supports for improving application reliability and usability. .

网络应用已成为当前主流的系统应用形式，其复杂性、灵活性和可定制性对系统配置提出了更大的挑战。配置错误已成为导致系统异常、服务失效、甚至崩溃的显著原因，严重影响应用的服务质量。. 本课题考虑复杂网络应用中配置参数间的关联，基于程序分析、统计学习和组合测试等技术手段，研究应用配置错误的检测、诊断和修复方法，包括：基于参数关联的配置错误主动检测、多参数配置错误相关的运行时异常诊断、考虑约束相互作用的配置错误修复、基于日志信息完善的系统配置错误辅助诊断能力增强，并研制相应工具系统。本课题的方法覆盖应用运行前、运行时和修复时多个阶段，提高配置诊断和修复的自动化程度，为提高复杂网络应用的可靠性和可用性提供理论基础和技术支撑。

互联网应用已成为当前主流的系统应用形式，其复杂性、灵活性和可定制性对系统配置提出了更大的挑战。配置错误已成为导致系统异常、服务失效、甚至崩溃的显著原因，严重影响应用的服务质量。.本课题从复杂互联网应用中配置参数间的关联入手，研究应用配置错误的检测、诊断和修复方法，包括：基于参数关联的配置错误主动检测、配置相关的运行时异常检测与配置一致性保障方法、面向配置代码的错误检测与层次化分类管理等，并对所提出的技术进行了系统实现与实验验证。具体来讲，本课题的研究内容包含以下：.（1）基于参数关联的配置错误主动检测：研究目的在于通过运行前的主动检测发现其中潜在的配置错误并加以修复，能够大大降低系统运行时发生故障的风险。课题综合分析配置项的参数名称、取值特征以及使用方式，采用相似度计算和关联度计算等方法发现配置参数间的关联。分析挖掘配置参数关联与通用约束间的对应关系，提出通用约束的参数化模板表示方法，实现基于模板的配置约束生成机制。最终实现对关联配置参数的主动检测。.（2）多参数相关的运行时异常检测与配置一致性保障：研究目的是提高系统运行时的可靠性，为系统运行时的动态配置变化提供一致性保障机制。课题研究基于统计分析的性能异常诊断方法，实现对潜在配置错误的定位。在此基础上，提出了一种基于发布订阅的应用配置动态一致性保障机制，保障关联参数动态变化时的一致性。.（3）面向配置代码的错误检测与层次化分类管理：配置代码是实现应用自动部署配置的可重用制品，研究目的是实现对大规模配置代码的有效管理与代码质量保障。课题基于代码制品的标签挖掘提出一种层次化分类方法，有助于可重用配置代码制品的 管理和检索。其次，提出一种基于代码版本历史的配置代码错误模式发现方法，并基于模式实现对配置代码的检测。.本课题的方法覆盖应用运行前和运行时阶段，提高配置诊断和修复的自动化程度，为提高复杂网络应用的可靠性和可用性提供理论基础和技术支撑。