CN1342279A - 采用常规表达式识别和预报事务处理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种专用于计算机网络中的识别事务处理的发生的方法和设备。表示为“请求识别符”的一个唯一的识别符跟每一个服务请求相关联。因此,对于检测到的一系列服务请求,产生对应的一系列请求识别符。该请求识别符序列和对应于不同事务处理的常规表达式相比较。假如该请求识别符序列和一个常规表达式相匹配,则这个序列被认为是代表一个事务处理的发生。

Description

采用常规表达式识别和预报事务处理

本发明涉及一种识别和预报事务处理的方法和设备，特别涉及一种采用来自形式语言理论的常规表达式识别和预报事务处理的方法和设备。

在计算机网络中，“信息包(information packets)”在网络节点之间传输，这里所提到的信息包指的是，例如，从一个客户节点发出一个服务请求包到服务器节点，响应的服务结果包从服务器节点传到客户节点，或者一个服务完成包表示一系列相关包的结束。服务器节点执行客户请求的操作，并传送其结果给请求的客户节点，以此作为包含请求信息的一个或多个服务请求包，随后是一个服务完成包。所述的一个“服务请求事项”或只提“服务请求“指的是：在两个计算单元之间进行传输以执行特定行动或服务的这种信息包(具体来说是服务请求包)的一个集合。另外，由一个或多个用户顺序地发出的这样一组服务请求共同的作用结果是通过一个或多个服务器完成一个工作逻辑单元的操作，这样一组服务请求就定义为“事务处理的发生”。具体来说，“事务处理发生“的特征在于它是服务请求的一个集合，其中或者每个服务请求都得以满足，或者没有一个服务请求得到满足。而且，术语“事务处理”在这里用来描述用于相关事务处理发生的一个特定集合的模板或模式。

人们的期望是有这样一种计算系统，它可以用于识别事务处理的发生并分析事务处理发生的特性。另外，这样一种系统不仅要识别不同事务处理的发生，而且要给出每个事务处理发生和其对应的事务处理的关系，这是非常重要的。

实际上，在一个指定的事务处理的发生的过程中，存在几个普通的变量，这些变量是：(a)一个服务请求(或一组服务请求)可能从事务处理发生中省略；(b)一个服务请求(或一组服务请求)可能在事务处理发生中重复；和(c)事务处理发生可能包括从许多可能的服务请求(或一组服务请求)中选择出来的一个服务请求(或一组服务请求)。例如，查询网络服务节点并检索去年的所有雇员的一个事务处理发生很可能和检索两年前所有雇员并考虑公司的退休计划的一个事务处理发生非常相似。这些变量经常难于估计，这是因为，虽然不同类型的事务处理数目一般较小，但事务处理发生变量的数目却非常大而无限制，因此，经常手工使每一变量返回到相应的事务处理是不切实际的。

本发明的目的是提供这样一个软件体系结构，根据一系列服务请求，这种软件体系结构不仅能识别大量事务处理中每种事务处理的发生，而且能使指定的各种事务处理的发生和事务处理本身相关联。相关的目的是提供这样一个体系结构，它能识别事务处理的发生，其中，对每一个这样的发生，一个服务请求(或一组服务请求)是该发生的一部分，这个服务请求(或这一组服务请求)在事务处理的第二次发生中可能有下列变量：(a)一个服务请求(或一组服务请求)可能从第二次发生的一系列服务请求中省略；(b)一个服务请求(或一组服务请求)可能在第二次发生的一系列服务请求中重复一次或多次；和/或(c)第二次发生的一个服务请求(或一组服务请求)可能从几个可能的服务请求(或几组服务请求)中选择出来。

在本发明的一个实施列中，提出的计算系统用于识别事务处理的发生，其中，每个这种发生由一系列一个或多个服务请求定义，在这种计算系统中实现的方法包括下列步骤：

(a)读取一个在计算元件之间传输的服务请求；

(b)把一个服务请求的表示方法和多个其他服务请求的表示方法组合

   起来形成一个服务请求表示串；和

(c)将服务请求表示串和表示这个事务处理的特征的形式语言常规表

   达式相比较，确定该服务请求表示串是否对应该事务处理。

这种方法不仅以简单和准确的格式表示事务处理，而且更重要的一点是，可以预报其他尚未看见的事务处理的发生，因此，一旦一个事务处理的特征是一个常规表达式，那么这个特征就能被用来识别含有许多服务请求的这个事务处理的发生，而不需要附加的人为干预。

由此可见，常规表达式是形式语言的一种表示，在这种语言中，运算符描述事务处理的发生和/或未发生的语言符号串，例如，常用的表达式运算符如下：

     运算符        描述

       *     事件发生0次或多次

       +     事件发生1次或多次

       ？    事件是任选的

       []    仅仅发生括号中符号的一个事件

对应于一个常规表达式的形式语言可用来定义一个事务处理，跟使用服务请求表示的语言作为语言的符号这种情况一样。这就是说，服务请求表示变成这样一种常规语言的“字母”，并且事务处理的发生变成用这种字母表示的字母串。作为例子，由常规表达式定义为A^*B+C？D[EFG]，事务处理T规定：服务请求A能发生0次或多次；服务请求B必定出现1次或多次；服务请求C可能未发生或仅发生一次；服务请求D必定仅发生一次；服务请求E，F和G必定仅发生其中的一次。仅在所有这些条件全部以一个特定的次序满足的条件下，事务处理T的发生才能被识别出来。

事务处理采用常规语言的特征，不仅能够手工实现，也可由计算机自动实现，例如，一个适当的计算技术能被设计用来识别表示同一事务处理的服务请求表示串，其步骤如下：

(a)在一个特定的时间范围内收集传输到以及来自于识别的过程或计算期间的服务请求事项。

(b)格式化每一个服务请求事项的数据，以便能除去或掩盖在服务请求事项中与识别事务处理无关的已知的变量(例如，不同数据库对相同数据记录范围的查询值)，因此可提供和服务请求事项的模板相似的“格式化请求事项”。

(c)划分服务请求事项数据为一个或多个子集，其中，期望每一个子集都成为一个事务处理事项的表示。

(d)根据对重复的服务请求事项数据的集合的检验和归纳，确定每一个划分的常用表达式特征，完成人们理解的事务处理，服务请求事项的来源，和/或在服务请求事项的范围内的数据段。

考虑到上面提到的和本发明计算系统要执行的读取步骤，这个步骤可以包括一个子步骤：选择类别或“储存库(bin)”，用来分配给一个单独的服务请求(或一组服务请求)。具体来说，这样的服务请求的类别可能根据服务请求的源和目标过程中的至少一个来决定，例如，在一个客户服务网络中，由用户在客户节点产生的服务请求可能被指定给一系列储存库，这样，每一个储存库仅包含由单个用户产生的服务请求。具体来说，每个储存库包括由相关过程的一个集合识别的服务请求，这在本领域中表示为一个线程(thread)，其中，相关过程传输服务请求，例如，从一个用户到一个特定的服务器，这就是说，一个线程可被认作是在客户节点和服务器或网络的服务提供器节点之间的特定的可识别的连接或对话。此外，线程最好是可以识别的，因而一个线程在一指定的时间点只适合于调节一个服务请求。在一般情况下，每个线程可以由客户节点(源)和服务器节点(目标)的组合进行识别。正如我们所说，在某些应用里，单个的网络节点地址(源和/或目标的)不足以作为线程识别符，这是因为在一个指定的网络节点可能有多个对话期或过程要执行，因此而产生多个线程。在这种情况下，对于和服务节点通信的连接或对话期的识别信息可被用于识别服务包对应的线程，此外，线程或者可以是客户(用户)线程，这是一个可以由特定的客户计算机或用户识别的线程，或者也可以是共享线程，这是在多个客户计算机(用户)中共享的线程。

仍然考虑读取步骤，为了确定读取的服务请求是否是对应的事务处理发生的服务请求串的一部分，将下述(a)和(b)之间的时间间隔跟一个预定的时间间隔进行比较：

(a)靠读取该服务请求在时间上最近的服务请求(例如，一系列服务

请求中的最新的服务请求)的时间，和；

(b)读取服务请求的时间。

如果这个时间间隔小于预定的时间间隔，则读取的服务请求被认为是具有最新服务请求的共同的事务处理发生的一部分。如果时间间隔大于预定的时间间隔，则读取的服务请求不被认为是具有最新服务请求的共同的事务处理发生的一部分。

因为服务请求可以用一个超长的文本串表示，并且因此对用常规表达式匹配的事务处理可能是无效的并因而是不适用的，所以要提供唯一的识别符来识别每一个服务请求。要注意的是，这种识别符可能是一个符号，如一个字母、或数字符号、或由其组成的一个序列。

另一个要注意的是，一个服务请求的请求识别符不同于其中包括的储存库之处在于：服务请求识别符根据本发明变成事务处理常规表达式的符号或字母。

本发明的另一个实施例涉及一个系统，用于从一系列使用常规表达式表示的服务请求中识别事务处理的发生。该系统包括下列组成部分。

(a)读取装置，用于读取在两个计算单元之间传输(例如，在网络的客户和服务器节点之间的或在两个服务器之间的通信线路上)的服务请求；

(b)组合装置，将一个服务请求表示和多个其他服务请求表示组合起来形成服务请求表示串，其中，这个服务请求表示串可以代表一个事务处理；

(c)比较装置，将服务请求表示串和表征这个事务处理特征的常用表达式相比较，以决定这个表示串是否对应事务处理的发生。正如我们所述，读取装置，组合装置，和比较装置一般都在同一处理器中执行，或在一系列并行处理器中执行。

本发明的其他特征和有益效果将从下面的详细描述和附图中变为显而易见。

图1描述连接到计算机网络中的本发明的硬件实施例。

图2描述连接到多层计算机网络中的本发明的其他硬件实施例。

图3描述一个信息包。

图4是本发明的数据处理单元的一个高级方块图。

图5和图6描述本发明方法的实施例。

本发明的设备配置如图1和图2所示，用于分析计算机网络的运行，例如测量要执行的事务处理所需要的响应时间。图1描述的是一个简单的单个网络段，这里，名词“段”表示网络的一部分，它至少具有两个网络节点并且在这两个网络接点之间进行相互连接。在图1的网络中，记录设备或探头20连接到客户(或用户)计算机28和服务器计算机32(即，服务器)之间的通信线或总线24上，记录设备20在沿着通信线24传输的每一个服务请求中选择一个或多个信息包，并且向监测计算机36提供这个信息包及该包由记录设备20接收的时间以便进行分析。具体来说，选择的信息包提供第一个服务请求包的接收时间(服务请求的开始时间)和最后一个服务结果或服务完成包的接收时间(服务请求的停止时间)。图2描述的是具有多个网络段的更复杂的多层结构。记录设备20a和20b通过通信设备22，例如调制解调器，相连到在网络段26a和26b之间的通信线24a和24b上。具体来说，网络部分26a包括客户计算机28，服务器计算机32a，32c和通信线24a和24c；而网络部分26b包括客户计算机28，服务器计算机32b，32c和通信线24b和24c。

记录设备20在多层计算机网络中的数目和位置依赖于其应用。一般来说，记录设备20将连接到通信线24的一部分，通信线24的这一部分位于使用被监测的网络段的通信线24的客户或服务器计算机的接口之间。在一个实施例中，记录设备20读取在这样一个通信线24上通信的所有信息包，并且使用本发明准确地确定涉及多个客户和/或服务器计算机的事务处理或应用发生的响应时间。

多层计算机网络中两个计算机之间通信的一个典型的信息包的表示方法见图3。如图3所示，信息包38一般包括一个节点地址部分40，用于识别信息包的源和目标，一个端口号部分44，用于识别源和目标端口，和一个附加信息部分48。根据应用，附加信息部分48可以是例如一个数据库请求，一个文件系统请求，或一个目标代理请求，这是本领域的普遍技术人员可以理解的。

图4是本发明中对于服务请求分析的计算模块的实施例的方框图，具体来说，这些模块可能在监测计算机36上运行。因此，由记录设备20在通信线24上检测到的信息包38提供给服务请求分析器50，用于通过确定对应于每个这样的服务请求的信息包来识别各个服务请求。注意，对每一个确定的服务请求，服务请求分析器50产生一个服务请求串，用于识别其中的信息包系列。需进一步说明的是，服务请求串的表示可能是超长的(例如，大到约8000个字符)。

随后，将服务请求字符表示传到事务处理分析器54，事务处理分析器54首先在服务请求表58中匹配每个服务请求跟一个服务请求识别符，所说的这个服务请求表58用于储存事务处理发生的识别期间所有以前碰到的识别符。这样，服务请求表58将使每一个服务请求串的表示跟“请示识别符”(如一个或多个字符组成的字母数字串)相关联，其中，这个字母数字串比上面提到的服务请求串要短得多。具体来说，由服务请求表58中获得的请求识别符表示每一个服务请求，因此，提供一个更紧凑的和更简单的服务请求表示法，注意，使服务请求匹配一个服务请示识别符是采用散列方式查找，二进制搜索，或其他公知的在存储器中搜索的算法完成的。

在服务请求识别符的分配之后，事务处理分析器54还要分解服务请求识别符的最终序列，使之成为事务处理的发生的期望的一些集合，因此，把假定对应事务处理发生的服务请求识别符的集合传送到常规表达式匹配器62，用于跟多个常规表达式表示(存储在常规表达式库66中)中的事先确定的唯一对应于事务处理的一个常规表达式表示进行匹配。

用于识别事务处理的计算过程：

共同待审查的美国专利申请，申请序列号08/513435，1995年8月10日递交，题目：识别事务处理的方法和设备，该文详细描述了这样一种方法：采用记录设备20读取服务请求，过滤服务请求而形成一个“通信数据组”，并随后在通信数据组之内识别服务请求集合里的这个服务请求；在这里参考引入这一申请。

图5和图6描述了本发明提出的方法的一个实施例的步骤，用于从采用常规表达式的服务请求序列来识别事务处理的发生。

参见图5，图5表示一个主控处理程序，其中，在步骤100，事务处理分析器54从服务请求分析器50读取一个服务请求(记为“当前服务请求”)。

在步骤104，事务处理分析器54首先用更简洁的表示法来替换每个格式化的服务请求串，这个简洁表示法是通过对当前的(格式化的)服务请求确定一个服务请求识别符(也表示为“当前请求识别符”)来提供的，而当前的服务请求来自于服务请求表58，其中，这种识别符是和服务请求唯一相关的。其后，在步骤104，确定当前服务请求识别符的候选“储存库”，其中，在本说明书中的“储存库”识别一组服务请求识别符，假定这一组服务请求识别符的服务请求属于相同的事务处理发生，来源于同一客户过程。可以理解，对于多个用户的服务请求可能混杂在从服务请求分析器50接收的服务请求集合内。这样，在104步骤，每个服务请求(或请求识别符)都通过线程识别来存储(例如，对在客户网络节点和服务器网络节点之间传输服务请求的数据传输期间的识别)。所以，每一储存库对应一个唯一的线程，并且，其中的服务请求表示是通过检测到的对应的服务请求的时间来排序的。

在102步，执行当前服务请求的“格式化”，这里从当前服务请求事项中掩盖或除去特定的服务请求事项信息。即，掩盖或除去将阻止为了识别包含有服务请求的事务处理需进一步处理的信息。相应地，数据段中对服务请求的识别没有必要的特定值也可除去。这样，具有特定日期如“DATE＝01/01/2000”的数据库查询，可以简单地用“DATE＝*”代替。此外，在服务请求中不相关的其他变量也可转换成一个均匀分布的字符串。例如，一不规则的空白字符串可能由一个单个的空白字符替代。通过执行这样一个格式化过程，可以简化由事务处理分析器54在确定服务请求识别符(步骤104)中进行的处理，例如可以使其成为一个字符串模型匹配程序。

在图5的108步骤中，确定在下述的时间(a)和时间(b)之间的时间间隔：[a]当前的服务请求之前刚刚过去的前一个服务请求(在候选储存库)的结束时间，和[b]确定当前的服务请求的开始时间。随后，将这个间隔和一个预定的时间间隔长度相比较。确定这种预定时间间隔长度的方法已经在上面提到的共同待审查的美国专利申请(序列号：08/513435，1995年8月10日递交)。然而，这里给出简短的讨论。即：例如，基于服务请求的开始时间和停止时间给每个服务请求指定一个时间，用来跟先前的和/或随后的服务请求的其他这样的时间进行比较。通常地，监测计算机36通过将第一个服务请求的停止时间和下一个服务请求的开始时间之间的时间间隔和一个预定的时间间隔长度进行比较，来识别一系列相关的服务请求。假如这个时间间隔小于或等于预定的长度，服务请求就被以为是相同的事务处理发生的一部分。相反，如果时间间隔大于预定的长度，则服务请求就被认为是不同的事务处理发生的一部分。因此，对于相同的事务处理发生的一部分的两个连续的服务请求来说，预定时间间隔应根据在这两个相邻的服务请求之间所希望的最大设计时间间隔来选择。

预定时间间隔长度的确定一般是一个迭代过程，在这个过程中，第一个时间间隔长度增加或减少一个选择的时间增量，并且对于每个修改的时间间隔长度，要确定可识别的事务处理发生的数目。可以理解，小的时间间隔长度与大的时间长度相比，产生的事务处理模式要少得多。时间间隔长度相对于每个时间间隔长度的可识别的事务处理发生的数目绘出曲线，并且将预定的时间间隔长度，或“扫描点”，选择在由画出来的点确定的曲线的平坦区域的中点。

这样，再次参见图5的步骤108对当前服务请求进行处理，假如在当前服务请求和相邻服务请求之间的时间间隔长度小于或等于预定的时间间隔长度，则当前服务请求识别符加入到候选储存库中提供的事先确定的服务请求表示的候选库内(在步骤112)。随后，分析器54返回到步骤100。

相反，假如时间间隔大于预定的时间间隔长度，则服务请求表示不加入到在候选储存库中的服务请求表示中，这是因为在储存库中这种表示的集合被认为是完整的(即被认为是代表一个完整的事务处理发生)。换言之，在116步，事务处理分析器54传送这个储存库的内容(例如，作为时间序列的一系列请求识别符，在这里也被标作“请求标识系列”)到常规表达式匹配器62，并且(在140步)从候选储存库中除去这些请求并将当前的请求识别符加到储存库中。

图6描述的是在116步调用的常规表达式匹配器62的操作，在120步，来自储存库的服务请求识别符和发生次序的时间结合在一起，因此获得例如一个文本串。这种操作形成一个简洁的、然而是唯一的组成事务处理发生的所有服务请求的表示。例如，假如储存库包括下列服务请求的表示(按下面发生的时间顺序)：

(1)LOGIN(即在服务器网络节点登录一个特定的数据库)

(2)SELECT(即从特定的数据库中选择一个或多个数据项)

(3)INSERT(即插入一个或多个数据项进入特定的数据库)。

服务请求字符表58包括

    请求识别符     服务请求

        1            插入

        2            登录

        3            选择

根据上面的假设，在120步输出的服务请求的文本串是231。

其次，在124步，常规表达式匹配器62发现与120步输出的文本串匹配的第一个常规表达式。这是种通过比较这个文本串跟常规表达式库66中的每一个常规表达式实现的。在库66中，每个常规表达式为一个文本串，文本串包括请求识别符和常规表达式算符，正如上面概述部分所描述的那样。此外，每个常规表达式和对应的事务处理名称相关联；例如，“ADD USER”或“CHECKOUT BOOK”表示和常规表达式相关联的特定事务处理。在上面的例子中，文本串231和下述的常规表达式匹配：2^*3+1？。

在128步，常规表达式匹配器62确定服务请求识别符的文本串是否和常规表达式库66中的常规表达式匹配。假如在库66中的一个常规表达式和文本串匹配，则在132a步针对和匹配的常规表达式相关联的事务处理的名字发出一个有关匹配的报告。此外，假如在库66中没有和文本字符匹配的常规表达式，则在136a步为下一个文本串发出一个报告：表示发生一个特别的事务处理，记为“未匹配(unmatched)”。注意，未匹配的文本串登录进一个错误文件，允许今后能写入常规表达式。

以上详细描述了本发明的不同的实施例，但本领域的技术人员显然能对这些实施例作出修改和改进。容易理解，这样的修改和改进都落在本发明在权利要求书中提出的范围之内。

Claims (16)

1.一种用于识别事务处理发生的方法，事务处理发生由一系列一个或多个服务请求所定义，其特征在于包括如下步骤：

读取在两个计算单元之间传输的一个服务请求；

将一个服务请求的表示和多个其他的服务请求表示相组合，形成一个服务请求表示串；和

将服务请求表示串和表示这个事务处理特征的常规表达式相比较，以确定服务请求表示串是否对应于事务处理的发生。

2.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于：其中的读取步骤还包括：

从多组服务请求中选择一组服务请求；

根据所选择的服务请求中的一个源服务请求和一个目标服务请求中的至少一个服务请求，将选择的服务请求组分类。

3.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于：其中的服务请求包括一个服务请求包。

4.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于，在服务请求表示串中的每一个服务请求通过时间来排序，并且还包括如下步骤：

将第二个服务请求和上一个服务请求之间的时间间隔和一个预定的时间间隔进行比较，以确定第二个服务请求的表示是否是服务请求表示串的一部分，而第二个服务请求和上一个服务请求之间的时间间隔对应着服务请求表示串。

5.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于还包括如下步骤：分配给服务请求一个唯一的表征服务请求特征的识别符，其中所述的识别符包括在服务请求的表示内。

6.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于串内每一个服务请求表示具有唯一的识别符。

7.按权利要求1所述的一种用于识别事务处理的发生的方法，其特征在于常规表达式还包括一个或多个下列运算符：

(a)  表示服务请求发生0次或多次的一个运算符；

(b)  表示服务请求发生1次或多次的一个运算符；

(c)  表示服务请求是任选的一个运算符；

(d)  表示仅发生一个或多个的服务请求集合之中的一个服务请求的一个运算符。

8.一种用于识别事务处理发生的系统，所说的事务处理的发生由一系列一个或多个服务请求定义，其特征在于包括：

读取装置，用于读取在两个计算单元之间传输的服务请求；

组合装置，用于组合一个服务请求的表示和多个其他的服务请求的表示，形成一个服务请求表示串；和

比较装置，用于比较这个服务请求表示串和具有事务处理特征的常规表达式，以确定服务请求表示串是否对应于事务处理的发生。

9.一种确定一组至少一个服务请求表示是否对应于一个事务处理的发生的方法，所说事务处理的发生由一系列一个或多个服务请求表示确定，其特征在于包括如下步骤：将该组和具有事务处理特征的常规表达式进行比较。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于还包括如下步骤：根据由服务请求表示代表的相应的源和目标服务请求中的至少一个服务请求对服务请求表示进行分类。

11.按权利要求9所述的方法，其特征在于，在所说的组中每个服务请求表示通过时间来排序，并且还包括：

将第二个服务请求和上一个服务请求之间的时间间隔和一个预定的时间间隔进行比较，以确定第二个服务请求的表示是否是这组服务请求表示的一部分，而第二个服务请求和上一个服务请求这两者在该组中都具有所说的表示。

12.按权利要求9所述的方法，其特征在于还包括如下步骤：分配给一个服务请求一个唯一的具有服务请求特征的识别符，其中，所述的识别符包括在该服务请求的一个对应的服务请求表示之内。

13.按权利要求9所述的方法，其特征在于：在该组内的多个服务请求表示中的每一个服务请求表示都具有一个唯一的识别符。

14.按权利要求12所述的方法，其特征在于：常规表达式包括一个或多个服务请求识别符。

15.一种确定一组一个或多个服务请求表示是否对应于一个事务处理的发生的系统，所说的事务处理由一系列一个或多个服务请求表示确定，其特征在于包括：

将该组跟具有事务处理特征的常规表达式进行比较的装置。

16.一种用于预报事务处理发生的方法，其特征在于包括如下步骤：

收集一系列服务请求表示；

划分一系列服务请求表示成为子集，其中，期望服务请求表示的每一个子集都成为单个事务处理类型的一次或多次发生；

从一个或多个事务处理发生中组建一个常规表达式，其中每一个发生都满足常规表达式；

通过确定另外一组服务请求表示是否满足常规表达式，来预报该组服务请求是否是事务处理的事项。

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