GAIA-DataSet：面向AIOps研究的多模态运维数据资源库

GAIA-DataSet：面向AIOps研究的多模态运维数据资源库

【免费下载链接】GAIA-DataSetGAIA, with the full name Generic AIOps Atlas, is an overall dataset for analyzing operation problems such as anomaly detection, log analysis, fault localization, etc.项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ga/GAIA-DataSet

一、学术价值定位

GAIA-DataSet作为Generic AIOps Atlas的开源实现，构建了一个覆盖完整运维场景的数据研究框架。该数据集通过模拟企业级分布式系统的真实运行状态，提供了包含指标、日志、追踪数据在内的多模态运维记录，为异常检测算法评测、日志智能分析、故障根因定位等研究方向提供了标准化实验基准。其核心价值在于解决AIOps领域研究中缺乏标注完整、场景丰富的真实数据集这一关键瓶颈，支持从数据驱动角度推进运维智能化技术的学术探索与工业落地。

二、数据架构解析

2.1 基础数据层（MicroSS数据集）

2.1.1 指标时间序列数据

包含超六千五百个多维度指标，采用CSV格式存储，每条记录包含13位毫秒级时间戳与对应指标值。文件命名规范中嵌入节点标识、IP地址、指标名称及采集周期等元数据，支持按服务层级（基础设施/应用/业务）进行多粒度分析。适用算法包括：基于孤立森林的离群点检测、LSTM时间序列预测、STL分解的周期性分析等。

2.1.2 分布式追踪数据

结构化链路追踪记录包含时间戳、主机IP、服务标识、追踪ID、跨度关系、调用耗时等关键字段，完整呈现微服务架构下的请求流转路径。该数据适合图神经网络（GNN）的服务依赖关系建模，以及基于注意力机制的异常调用链识别算法研究。

2.1.3 业务操作日志

涵盖二维码登录场景的全流程业务处理记录，包含精确到秒级的时间戳、服务名称及详细操作描述。此类非结构化文本数据可用于训练日志模板提取算法（如Drain3改进版），以及基于BERT的业务异常语义识别模型开发。

2.1.4 系统运行记录

包含系统级日志与异常注入过程的完整记录，与业务日志采用统一格式规范但专注于底层运行状态。该数据支持研究系统异常传播规律，可结合因果推断算法（如DoWhy框架）构建故障影响范围评估模型。

2.2 增强数据集（Companion Data）

2.2.1 异常检测专用集

提供406组标注完整的指标异常样本（含279组带标签数据），覆盖七类典型时间序列模式：变化点数据（Changepoint）、概念漂移序列（Concept_drift）、线性趋势数据、低信噪比记录、部分平稳序列、周期性波动数据及阶梯式变化指标。支持对比评估不同检测算法在各类数据特性下的表现差异。

2.2.2 日志智能分析资源

包含218,736条标注日志数据，细分为三大研究方向：日志结构化解析（Log Parsing）、语义异常检测（Semantics Anomaly Detection）和命名实体识别（NER）。其中语义异常检测样本包含人工标注的异常类型标签，适合训练基于Prompt Learning的少样本异常识别模型。

2.3 数据采集方法论

采用三层采集架构：基础设施层通过Prometheus+Node Exporter采集系统指标；应用层部署SkyWalking实现分布式追踪；业务层开发专用日志采集Agent记录操作轨迹。异常注入采用控制变量法，在保持系统基线负载稳定的前提下，通过混沌工程手段引入网络延迟、资源耗尽、依赖故障等23类典型异常场景，同步记录异常注入时间、影响范围及恢复过程，构建完整的因果关系链。

三、学术应用指南

3.1 数据获取与预处理流程

3.1.1 数据集获取

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ga/GAIA-DataSet

3.1.2 数据解压规范

MicroSS目录下的分卷压缩文件需按序号合并解压（如metric_split.z01至metric_split.zip），推荐使用7-Zip工具的"合并分卷"功能处理。Companion Data提供独立压缩包，可直接解压使用。

3.2 典型研究场景实施建议

3.2.1 时间序列异常检测研究

推荐流程：

1. 从metric_detection数据集中选取三类以上不同特性的时间序列（如周期性+低信噪比+阶梯式）
2. 采用5折交叉验证对比主流算法性能（Isolation Forest/XGBoost/LSTM-AE）
3. 重点关注F1值、精确率-召回率曲线及平均检测延迟三个评估维度
4. 利用提供的标注异常点分析算法在不同异常模式下的表现差异

3.2.2 日志语义理解研究

实施步骤：

1. 对business日志进行模板提取（推荐使用LenMa算法）
2. 构建基于BiLSTM-CRF的日志实体识别模型，标注服务名/操作类型/错误码等关键实体
3. 利用标注的异常日志数据训练语义分类器，区分语法错误/业务异常/资源不足等故障类型
4. 通过混淆矩阵分析模型在相似异常描述上的分类效果

3.2.3 故障根因定位研究

实验设计：

1. 关联分析trace数据与metric异常片段，构建服务调用图与指标影响矩阵
2. 采用PageRank改进算法计算节点故障传播概率
3. 使用run日志中的异常注入记录作为Ground Truth，评估根因定位准确率
4. 对比基于规则推理与深度学习方法在定位精度与泛化能力上的差异

四、数据特性与局限说明

该数据集在保留企业级系统真实运维特征的同时，通过严格的数据脱敏处理保护商业隐私。主要局限在于：部分高 cardinality指标（如请求量）经过归一化处理，可能影响极端流量场景的算法评估；异常注入场景集中于二维码登录业务，对电商秒杀等峰值流量场景的覆盖不足。研究者在使用时应结合具体研究目标，适当补充领域相关的特定场景数据。

五、许可证与引用说明

数据集采用Apache 2.0开源许可协议，允许学术研究与商业应用中的数据使用、修改及二次分发。基于该数据集发表的学术论文，建议引用以下规范："GAIA-DataSet: A Multimodal Operational Data Repository for AIOps Research, CloudWise-OpenSource, 2022." 完整许可条款参见项目根目录LICENSE文件。

通过提供标准化、多维度的运维数据资产，GAIA-DataSet为AIOps领域的学术研究搭建了数据互通的实验平台，推动从经验驱动向数据驱动的运维智能化技术跃迁。建议研究者关注数据集的持续更新（当前最新版本V1.10），以获取包含Zookeeper、Redis、MySQL等中间件监控数据的扩展样本。

【免费下载链接】GAIA-DataSetGAIA, with the full name Generic AIOps Atlas, is an overall dataset for analyzing operation problems such as anomaly detection, log analysis, fault localization, etc.项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ga/GAIA-DataSet