Kök neden analizi için anomali tanılaması

Kusto Sorgu Dili (KQL), anormal davranışları denetlemek için yerleşik anomali algılama ve tahmin işlevlerine sahiptir. Böyle bir desen algılandıktan sonra, anomaliyi azaltmak veya çözmek için Kök Neden Analizi (RCA) çalıştırılabilir.

Tanılama işlemi karmaşık ve uzundur ve etki alanı uzmanları tarafından gerçekleştirilir. İşlem şunları içerir:

• Aynı zaman çerçevesi için farklı kaynaklardan daha fazla veri getirme ve birleştirme
• Birden çok boyuttaki değerlerin dağılımında değişiklik aranıyor
• Daha fazla değişken grafiği oluşturma
• Etki alanı bilgi ve sezgilerine dayalı diğer teknikler

Bu tanılama senaryoları yaygın olduğundan, tanılama aşamasını kolaylaştırmak ve RCA süresini kısaltmak için makine öğrenmesi eklentileri kullanılabilir.

Aşağıdaki Machine Learning eklentilerinin üçü de kümeleme algoritmaları uygular: autocluster, basketve diffpatterns. autocluster ve basket eklentileri tek bir kayıt kümesini kümeler ve diffpatterns eklenti iki kayıt kümesi arasındaki farkları kümeler.

Tek bir kayıt kümesini kümeleme

Yaygın bir senaryo, aşağıdakiler gibi belirli ölçütler tarafından seçilen bir veri kümesini içerir:

• Anormal davranışı gösteren zaman penceresi
• Yüksek sıcaklık cihaz okumaları
• Uzun süreli komutlar
• En çok harcama yapılan kullanıcılar Verilerde ortak desenleri (segmentler) bulmanın hızlı ve kolay bir yolunu istiyorsunuz. Desenler, kayıtları birden çok boyutta (kategorik sütunlar) aynı değerleri paylaşan veri kümesinin bir alt kümesidir.

Aşağıdaki sorgu, on dakikalık bölmeler halinde bir hafta boyunca hizmet özel durumlarının zaman serisini oluşturur ve gösterir:

Sorguyu çalıştır

let min_t = toscalar(demo_clustering1 | summarize min(PreciseTimeStamp));  
let max_t = toscalar(demo_clustering1 | summarize max(PreciseTimeStamp));  
demo_clustering1
| make-series num=count() on PreciseTimeStamp from min_t to max_t step 10m
| render timechart with(title="Service exceptions over a week, 10 minutes resolution")

Hizmet özel durum sayısı, genel hizmet trafiğiyle ilişkilidir. pazartesiden cumaya iş günleri için günlük düzeni net bir şekilde görebilirsiniz. Gün ortasında hizmet özel durum sayılarında artış ve gece boyunca sayılarda düşüşler yaşanıyor. Düz düşük sayımlar hafta sonu boyunca görülebilir. Zaman serisi anomali algılaması kullanılarak özel durum ani artışları algılanabilir.

Verilerdeki ikinci ani artış Salı öğleden sonra gerçekleşir. Aşağıdaki sorgu keskin bir ani artış olup olmadığını daha fazla tanılamak ve doğrulamak için kullanılır. Sorgu, grafiği bir dakikalık bölmelerde sekiz saatlik daha yüksek bir çözünürlükte ani artış etrafında yeniden çizer. Daha sonra kenarlıklarını inceleyebilirsiniz.

Sorguyu çalıştır

let min_t=datetime(2016-08-23 11:00);
demo_clustering1
| make-series num=count() on PreciseTimeStamp from min_t to min_t+8h step 1m
| render timechart with(title="Zoom on the 2nd spike, 1 minute resolution")

15:00 ile 15:02 arası iki dakikalık dar bir artış görürsünüz. Aşağıdaki sorguda, bu iki dakikalık penceredeki özel durumları sayın:

Sorguyu çalıştır

let min_peak_t=datetime(2016-08-23 15:00);
let max_peak_t=datetime(2016-08-23 15:02);
demo_clustering1
| where PreciseTimeStamp between(min_peak_t..max_peak_t)
| count

Count
972

Aşağıdaki sorguda 972'de 20 özel durum örneği verilmiştir:

Sorguyu çalıştır

let min_peak_t=datetime(2016-08-23 15:00);
let max_peak_t=datetime(2016-08-23 15:02);
demo_clustering1
| where PreciseTimeStamp between(min_peak_t..max_peak_t)
| take 20

PreciseTimeStamp	Region	ScaleUnit	DeploymentId	Tracepoint	Servicehost
2016-08-23 15:00:08.7302460	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	100005	00000000-0000-0000-0000-000000000000
2016-08-23 15:00:09.9496584	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007006	8d257da1-7a1c-44f5-9acd-f9e02ff507fd
2016-08-23 15:00:10.5911748	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	100005	00000000-0000-0000-0000-000000000000
2016-08-23 15:00:12.2957912	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007007	f855fcef-ebfe-405d-aaf8-9c5e2e43d862
2016-08-23 15:00:18.5955357	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007006	9d390e07-417d-42eb-bebd-793965189a28
2016-08-23 15:00:20.7444854	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007006	6e54c1c8-42d3-4e4e-8b79-9bb076ca71f1
2016-08-23 15:00:23.8694999	eus2	su2	89e2f62a73bb4efd8f545aeae40d7e51	36109	19422243-19b9-4d85-9ca6-bc961861d287
2016-08-23 15:00:26.4271786	ncus	su1	e24ef436e02b4823ac5d5b1465a9401e	36109	3271bae4-1c5b-4f73-98ef-cc117e9be914
2016-08-23 15:00:27.8958124	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01	904498	8cf38575-fca9-48ca-bd7c-21196f6d6765
2016-08-23 15:00:32.9884969	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01	10007007	d5c7c825-9d46-4ab7-a0c1-8e2ac1d83ddb
2016-08-23 15:00:34.5061623	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	1002110	55a71811-5ec4-497a-a058-140fb0d611ad
2016-08-23 15:00:37.4490273	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01	10007006	f2ee8254-173c-477d-a1de-4902150ea50d
2016-08-23 15:00:41.2431223	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01	103200	8cf38575-fca9-48ca-bd7c-21196f6d6765
2016-08-23 15:00:47.2983975	ncus	su1	e24ef436e02b4823ac5d5b1465a9401e	423690590	00000000-0000-0000-0000-000000000000
2016-08-23 15:00:50.5932834	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007006	2a41b552-aa19-4987-8cdd-410a3af016ac
2016-08-23 15:00:50.8259021	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	1002110	0d56b8e3-470d-4213-91da-97405f8d005e
2016-08-23 15:00:53.2490731	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	36109	55a71811-5ec4-497a-a058-140fb0d611ad
2016-08-23 15:00:57.0000946	eus2	su2	89e2f62a73bb4efd8f545aeae40d7e51	64038	cb55739e-4afe-46a3-970f-1b49d8ee7564
2016-08-23 15:00:58.2222707	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6	10007007	8215dcf6-2de0-42bd-9c90-181c70486c9c
2016-08-23 15:00:59.9382620	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01	10007006	451e3c4c-0808-4566-a64d-84d85cf30978

Tek kayıt kümesi kümelemesi için autocluster() kullanma

Binden az özel durum olsa da, her sütunda birden çok değer olduğundan ortak segmentleri bulmak yine de zordur. Aşağıdaki sorguda görüldüğü gibi, eklentiyi autocluster() kullanarak ortak segmentlerin kısa bir listesini ayıklayabilir ve ani artışın iki dakika içinde ilginç kümeleri bulabilirsiniz:

Sorguyu çalıştır

let min_peak_t=datetime(2016-08-23 15:00);
let max_peak_t=datetime(2016-08-23 15:02);
demo_clustering1
| where PreciseTimeStamp between(min_peak_t..max_peak_t)
| evaluate autocluster()

SegmentId	Count	Yüzde	Region	ScaleUnit	DeploymentId	Servicehost
0	639	65.7407407407407	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57	e7f60c5d-4944-42b3-922a-92e98a8e7dec
1	94	9.67078189300411	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6
2	82	8.43621399176955	ncus	su1	e24ef436e02b4823ac5d5b1465a9401e
3	68	6.99588477366255	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01
4	55	5.65843621399177	weu	su4	be1d6d7ac9574cbc9a22cb8ee20f16fc

Yukarıdaki sonuçlardan en baskın segmentin toplam özel durum kayıtlarının %65,74'unu içerdiğini ve dört boyutu paylaştığını görebilirsiniz. Sonraki segment çok daha az yaygındır. Kayıtların yalnızca %9,67'sini içerir ve üç boyutu paylaşır. Diğer segmentler daha az yaygındır.

Autocluster, birden çok boyutun madenciliğini ve ilginç segmentleri ayıklamak için özel bir algoritma kullanır. "İlginç", her segmentin hem ayarlanan kayıtları hem de ayarlanan özellikleri önemli ölçüde kapsadığı anlamına gelir. Segmentler de birbirinden ayrılmıştır, yani her biri diğerlerinden farklıdır. Bu segmentlerden biri veya daha fazlası RCA işlemiyle ilgili olabilir. Segment gözden geçirmesini ve değerlendirmesini en aza indirmek için, otomatik küme yalnızca küçük bir segment listesini ayıklar.

Tek kayıt kümesi kümeleme için basket() kullanma

Eklentiyi basket() aşağıdaki sorguda görüldüğü gibi de kullanabilirsiniz:

Sorguyu çalıştır

let min_peak_t=datetime(2016-08-23 15:00);
let max_peak_t=datetime(2016-08-23 15:02);
demo_clustering1
| where PreciseTimeStamp between(min_peak_t..max_peak_t)
| evaluate basket()

SegmentId	Count	Yüzde	Region	ScaleUnit	DeploymentId	Tracepoint	Servicehost
0	639	65.7407407407407	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57		e7f60c5d-4944-42b3-922a-92e98a8e7dec
1	642	66.0493827160494	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57
2	324	33.3333333333333	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57	0	e7f60c5d-4944-42b3-922a-92e98a8e7dec
3	315	32.4074074074074	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57	16108	e7f60c5d-4944-42b3-922a-92e98a8e7dec
4	328	33.7448559670782				0
5	94	9.67078189300411	scus	su5	9dbd1b161d5b4779a73cf19a7836ebd6
6	82	8.43621399176955	ncus	su1	e24ef436e02b4823ac5d5b1465a9401e
7	68	6.99588477366255	scus	su3	90d3d2fc7ecc430c9621ece335651a01
8	167	17.1810699588477	scus
9	55	5.65843621399177	weu	su4	be1d6d7ac9574cbc9a22cb8ee20f16fc
10	92	9.46502057613169				10007007
11	90	9.25925925925926				10007006
12	57	5.8641975308642					00000000-0000-0000-0000-000000000000

Sepet, öğe kümesi madenciliği için "Apriori" algoritmasını uygular. Kayıt kümesinin kapsamı eşiğin üzerinde olan tüm segmentleri ayıklar (%5). 0, 1 veya 2, 3 segmentleri gibi benzer segmentlerle daha fazla segmentin ayıklandığını görebilirsiniz.

Her iki eklenti de güçlü ve kullanımı kolaydır. Sınırlamaları, tek bir kayıt kümesini etiket olmadan denetimsiz bir şekilde kümelemesidir. Ayıklanan desenlerin seçili kayıt kümesini, anormal kayıtları veya genel kayıt kümesini niteleyip tanımlamadığı belirsizdir.

İki kayıt kümesi arasındaki farkı kümeleme

diffpatterns() Eklenti ve basketsınırlamasını autocluster aşıyor. Diffpatterns iki kayıt kümesi alır ve farklı ana segmentleri ayıklar. Bir küme genellikle araştırılan anormal kayıt kümesini içerir. Biri ve baskettarafından autocluster analiz edilir. Diğer küme başvuru kayıt kümesini, temeli içerir.

Aşağıdaki sorguda, diffpatterns ani artışın iki dakika içinde temeldeki kümelerden farklı olan ilginç kümeleri bulur. Temel pencere, ani artışın başladığı saat olan 15:00'in sekiz dakika öncesi olarak tanımlanır. İkili sütuna (AB) göre genişletir ve belirli bir kaydın taban çizgisine mi yoksa anormal kümeye mi ait olduğunu belirtirsiniz. Diffpatterns , iki sınıf etiketinin anormal tarafından ve taban çizgisi bayrağı (AB) tarafından oluşturulduğu denetimli bir öğrenme algoritması uygular.

Sorguyu çalıştır

let min_peak_t=datetime(2016-08-23 15:00);
let max_peak_t=datetime(2016-08-23 15:02);
let min_baseline_t=datetime(2016-08-23 14:50);
let max_baseline_t=datetime(2016-08-23 14:58); // Leave a gap between the baseline and the spike to avoid the transition zone.
let splitime=(max_baseline_t+min_peak_t)/2.0;
demo_clustering1
| where (PreciseTimeStamp between(min_baseline_t..max_baseline_t)) or
        (PreciseTimeStamp between(min_peak_t..max_peak_t))
| extend AB=iff(PreciseTimeStamp > splitime, 'Anomaly', 'Baseline')
| evaluate diffpatterns(AB, 'Anomaly', 'Baseline')

SegmentId	CountA	SayıB	YüzdeA	YüzdeB	PercentDiffAB	Region	ScaleUnit	DeploymentId	Tracepoint
0	639	21	65.74	1.7	64.04	Eau	su7	b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57
1	167	544	17.18	44.16	26.97	scus
2	92	356	9.47	28.9	19.43				10007007
3	90	336	9.26	27.27	18.01				10007006
4	82	318	8.44	25.81	17.38	ncus	su1	e24ef436e02b4823ac5d5b1465a9401e
5	55	252	5.66	20.45	14.8	weu	su4	be1d6d7ac9574cbc9a22cb8ee20f16fc
6	57	204	5.86	16.56	10.69

En baskın segment, tarafından ayıklanan segmentle autoclusteraynıdır. İki dakikalık anormal pencere üzerindeki kapsamı da %65,74'dür. Ancak sekiz dakikalık taban çizgisi penceresindeki kapsamı yalnızca %1,7'dir. Fark %64,04'dür. Bu fark anormal ani artışla ilgili gibi görünüyor. Bu varsayımı doğrulamak için, aşağıdaki sorgu özgün grafiği bu sorunlu segmente ait kayıtlara ve diğer segmentlerden kayıtlara böler.

Sorguyu çalıştır

let min_t = toscalar(demo_clustering1 | summarize min(PreciseTimeStamp));  
let max_t = toscalar(demo_clustering1 | summarize max(PreciseTimeStamp));  
demo_clustering1
| extend seg = iff(Region == "eau" and ScaleUnit == "su7" and DeploymentId == "b5d1d4df547d4a04ac15885617edba57"
and ServiceHost == "e7f60c5d-4944-42b3-922a-92e98a8e7dec", "Problem", "Normal")
| make-series num=count() on PreciseTimeStamp from min_t to max_t step 10m by seg
| render timechart

Bu grafik, Salı öğleden sonra ani artışın eklenti kullanılarak diffpatterns keşfedilen bu belirli segmentten gelen özel durumlar nedeniyle olduğunu görmemizi sağlar.

Özet

Machine Learning eklentileri birçok senaryo için yararlıdır. autocluster ve basket denetimsiz bir öğrenme algoritması uygular ve kullanımı kolaydır. Diffpatterns denetimli bir öğrenme algoritması uygular ve daha karmaşık olsa da RCA için farklılaşma segmentlerini ayıklamak için daha güçlü bir yöntemdir.

Bu eklentiler geçici senaryolarda ve otomatik gerçek zamanlıya yakın izleme hizmetlerinde etkileşimli olarak kullanılır. Zaman serisi anomali algılamayı bir tanılama süreci izler. İşlem, gerekli performans standartlarını karşılamak için yüksek oranda iyileştirilmiştir.