21-EFT.WP.Metrology.Sync v1.0 | 第14章 质量指标、SLO 与面板

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第14章 质量指标、SLO 与面板

一句话目标：以统一口径定义同步 SLI/SLO，构建可审计的面板与误差预算闭环，驱动告警、回退与发布决策。

I. 范围与对象

1. 适用对象
   • PTP/NTP/SyncE/White Rabbit 域内 GM/BC/OC 与分布式图同步路径。
   • ts 发布与 tau_mono 计算链路的端到端度量与看板。
2. 输入
   • 指标流：offset(t), skew(t), J(t), asym(t), PDV(t), lock_state(t), holdover_state(t)。
   • 到达时字段：T_arr 两口径与 delta_form。
   • 窗口与阈值：Delta_t, tol_sync, skew_max, J_rms_max, tol_asym, tol_Tarr, p_target。
3. 输出
   SLI 时间序列与分位数、SLO 评估结果、误差预算与燃尽率、面板与导出清单 manifest.sync.sli.*。

II. 名词与变量

• 时间语义：ts, tau_mono, Delta_t（滑动窗口），p_target（SLO 目标分位）。
• 同步度量：sync_error(t), skew(t), J_rms, J_pp, asym, PDV。
• 到达时：T_arr, gamma(ell), n_eff, c_ref, delta_form。
• 预算与合规：bad_time, E_budget, burn_rate, availability, q_score_sync。

III. 公设 P614-*

• P614-1（测度统一）：所有 SLI 在 tau_mono 上计算，对外以 ts 发布，并附 offset/skew/J 元数据。
• P614-2（分位口径固定）：分位数采用插值分位定义，流式计算需与离线复算一致（误差 ≤ eps_q）。
• P614-3（误差预算显式）：SLO 以“坏时间预算”表达，发布时披露 E_budget 与 burn_rate。
• P614-4（两口径强制）：涉及到达时的面板必须并行记录两口径与 delta_form。
• P614-5（量纲守恒）：check_dim(expr) 必须通过，单位明确为 s, s/s 等。
• P614-6（观测不扰动）：测量链路开销与插桩延迟必须外生估计，不得混入被测量。

IV. 最小方程 S614-*

• S614-1（同步误差）
  sync_error(t) = | ts_ref(t) - ts_local(t) |
  unit "s", dim "[T]"
• S614-2（频偏与抖动）
  skew(t) = d ts_local / dt - d ts_ref / dt
  J_rms = sqrt( mean_window( ( offset(t) - mean_window(offset) )^2 ) )
  J_pp = max_window(offset) - min_window(offset)
• S614-3（非对称与 PDV）
  asym = | delay_ms - delay_sm |
  PDV = percentile(delay_samples, 99) - percentile(delay_samples, 1)
• S614-4（到达时两口径差）
  delta_form = | ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell ) - ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ) |
• S614-5（分位与覆盖）
  p_q(x) = inf { v : F_x(v) ≥ q }，coverage = ( observed_points / expected_points )
• S614-6（SLO 判据）
  pass = ( p_target(sync_error) ≤ tol_sync ) ∧ ( p99(|skew|) ≤ skew_max ) ∧ ( J_rms ≤ J_rms_max ) ∧ ( asym ≤ tol_asym ) ∧ ( delta_form ≤ tol_Tarr )
• S614-7（误差预算与燃尽）
  bad_time = measure{ t ∈ window : sync_error(t) > tol_sync }
  E_budget = ( 1 - availability_target ) * |window|
  burn_rate = bad_time / E_budget

V. 流程 M60-14（指标→评估→预算→面板→落盘）

1. 就绪
   • 汇聚窗口 Delta_t 内原始时间戳与延迟样本；单位归一并执行 check_dim。
   • 绑定 TraceID/build_id/config_hash 与参考链路标识。
2. 计算 SLI
   • 生成 sync_error/skew/J/asym/PDV 的 p50/p95/p99 与均值、方差；计算 delta_form。
   • 计算覆盖度 coverage 与观测完整性。
3. SLO 评估
   • 执行 S614-6，并计算 bad_time/E_budget/burn_rate 与趋势。
   • 生成 q_score_sync ∈ [0,1]（示例：q = max( 0, 1 - burn_rate )，并对多指标取加权最小）。
4. 面板与告警
   • 生成面板规范：时间序列、分位带、预算条、告警阈值与回退按钮。
   • 告警分级：warn（接近阈）→major（超阈 1×）→critical（燃尽率 > br_max）。
5. 落盘与签名
   • 导出 manifest.sync.sli.*、contract_report、panel_spec.json，并以 hash_sha256(blob) 与 signature 签名。
   • 失败路径：冻结阻断、触发回退与复验窗口。

VI. 契约与断言（C60-14x）

• C60-140（量纲守恒）：对 S614-* 全量表达式执行 check_dim(expr)。
• C60-141（覆盖度）：coverage ≥ 0.99，否则本窗口判无效且进入降权。
• C60-142（同步分位）：p_target(sync_error) ≤ tol_sync。
• C60-143（频偏上界）：p99(|skew|) ≤ skew_max。
• C60-144（抖动 RMS）：J_rms ≤ J_rms_max；若 J_pp > J_pp_max 进入链路排查。
• C60-145（非对称）：asym ≤ tol_asym。
• C60-146（到达时两口径）：delta_form ≤ tol_Tarr。
• C60-147（预算燃尽）：burn_rate ≤ br_max（示例：br_max = 1.0）。
• C60-148（面板新鲜度）：now - last_panel_emit ≤ freshness_slo。
• C60-149（锁定时间）：t_lock ≤ t_lock_max；失锁后 t_relock ≤ t_relock_max。
• C60-14A（BMCA 稳定）：单位时间内 gm_switch_count ≤ gm_switch_max。

VII. 实现绑定 I60-14*

• compute_sync_sli(stream, window, qset) -> {p50,p95,p99,mean,var}
• compute_jitter_and_pdv(delay_samples) -> {J_rms,J_pp,PDV}
• calc_arrival_two_forms(path, n_eff, c_ref) -> {T_arr_1,T_arr_2,delta_form}
• evaluate_slo(sli, rules) -> {pass, violations, bad_time, E_budget, burn_rate, q_score_sync}
• emit_dashboard(spec, series) -> panel_id
• export_sli_manifest(ctx, sli, slo) -> manifest.sync.sli
• sign_panel(blob, key_id) -> {hash_sha256, signature}
  不变量：分位实现与离线复算一致；manifest.sync.sli 可重放；delta_form 与阈值同源于配置库。

VIII. 交叉引用

• 伺服与滤波：见本卷第6章。
• 延迟与非对称：见本卷第7章。
• 偏移/频偏估计：见本卷第8章。
• 噪声与稳定度：见本卷第9章（对 J 与 Allan 族的解释）。
• 合规与审计：见本卷第13章。
• 到达时与路径一致：见《EFT.WP.Metrology.TimeBase v1.0》第9章。
• 清洗发布与清单：见《EFT.WP.Methods.Cleaning v1.0》第10章。
• 统计 SLO 与误差预算：见《EFT.WP.Methods.CrossStats v1.0》第14章。

IX. 质量度量与风控

1. 运行面板关键图层
   sync_error 分位带（p50/p95/p99）与阈值线；burn_rate 条形累计；J_rms/J_pp 与 PDV 趋势；asym 日曲线；delta_form 轨迹。
2. 风控动作
   • 轻度：降权该路径、延长伺服常数、提升包速率上限。
   • 中度：切源或提升等级的上游，触发链路对称性复测。
   • 重度：进入 holdover 与流量隔离，冻结发布并强制审计。

小结