云計算服務質量測評指標體系研究

王 彪 譚思敏 阮遠華 謝天杰

（中國科學院云計算產業技術創新與育成中心,廣東 東莞 523808）

1 引言

云計算服務是利用云計算技術把計算資源、網絡資源和存儲資源等進行統一管理和調度,構成一個計算資源池向用戶提供服務。用戶通過網絡以按需、自助、易擴展的方式獲得所需資源和服務。

隨著云計算服務的興起,云計算服務質量的定義、度量和評價的一致性問題逐漸引起各大云計算服務提供商和云計算用戶的關注。云計算服務是否已經按需提供,如何保證云計算服務的功能、可用性、安全性、可靠性和效率符合當初雙方的預期,都已經成為云計算服務質量評價的重要考慮因素。為提高云計算服務質量,就需要對云計算服務進行不斷循環的評價和完善,使云計算服務質量得到不斷提升。為了對云計算服務進行公正、客觀、科學和高效的評價,急需研究云計算服務質量的測評體系,規范云計算服務質量評測的方法,使云計算服務提供商、云計算用戶和第三方機構對云計算服務質量的評價具有一致性,并且評價結論能夠互認。

2 云計算服務質量存在問題分析

衡量云服務質量好壞的重要指標就是云服務提供商提供的云服務是否能夠滿足用戶的需求,提供的云服務是否解決用戶難題。隨著云服務的不斷普及和應用,特別是企業上云、政府業務上云以及智能制造、人工智能等產業的發展,對云計算服務的類型、質量提出了更高的要求,因此云服務面臨的問題和挑戰也越來越突出,對云服務質量監控、評價和改進的需求也越來越迫切。據IDC報告指出,云服務質量面臨的挑戰主要包括服務性能、服務安全性、服務可用性、服務的管理以及法律風險等。

在云服務性能方面,云服務的質量問題就包括服務中斷、帶寬不足和訪問異常、功能限制等問題；在服務安全性方面,云服務的質量問題就包括數據所處風險、系統可靠性等問題；在服務可用性方面,云服務的質量問題就包括業務可持續風險、業務上云的適用性等問題；在云服務管理方面,云服務的質量問題包括缺乏統一標準、知識產權糾紛等問題。

在云計算服務質量測評技術研究方面,目前國內外主要是對云平臺的資源使用情況進行度量,按照客戶需求設定監控指標,進而對云平臺資源服務能力進行實效評估,具體方法包括資源服務能力監控與度量、基于可信第三方的服務質量評估等。在資源服務能力監控與度量方法上,目前這類監控技術主要包括GMonE[1]、RMCM[2]、Smart SLA、MELA和Mon PaaS等。在基于可信第三方的服務質量評估方法上,主要包括DMI[3]和CASViD[4]等。這些技術和解決方案各有各的優勢,監控指標都是根據客戶需求而設定的,未針對共性的質量問題形成統一的測評關鍵技術指標和體系,因此監測和評價水平參差不齊。

為了更好地提升云計算的服務質量,解決本文提到的服務質量問題,需要對云計算服務質量進行檢測和評價,通過可量化的指標研究,搭建云計算服務質量測評指標體系,為云服務提供商對自身服務提供質量的自查提供方法,為云服務使用者對購買的云服務的質量檢查提供手段。

3 云計算服務質量測評指標體系搭建

在充分研究、分析和對比的基礎上,結合各類指標體系構建和評估方法,以提高云計算服務質量為重點,遵循指標體系編制系統性原則、科學性原則和實用性原則,依據云計算服務質量的情況分析,課題組從服務可用性、服務安全性、服務可靠性、服務效率性和服務可維護性等四個維度建立云計算服務質量評價指標體系（見圖1）,并在此體系下對服務質量每個維度進行評估指標細分,將云計算服務質量影響因素進行歸類并形成可評估的細化指標,從而形成對云計算服務的整體、科學、合理質量水平評價。

圖1 云計算服務質量評價指標體系

該體系分為兩個層次,第一層次按照云計算服務質量評估的考核內容,劃分為服務可用性、服務安全性、服務可靠性、服務效率性和服務可維護性。第二層結合考核內容,細化質量評估指標（見表1）。

其中,服務可用性包括服務實現的完備性、服務的可度量性、業務彈性、應用可配置性、數據可遷移性、性能符合性、服務可管理性；服務安全性包括服務的保密性、物理安全、主機安全、網絡安全、應用安全、數據安全、安全保障透明性、數據的可銷毀性、數據的知情權、虛擬機隔離性；服務可靠性包括服務可恢復性、數據備份的可靠性、數據容災的可靠性、操作系統運行的可靠性、數據庫系統運行的可靠性、中間件運行的可靠性、網絡、設施及鏈路可靠性、災備系統的可靠性；服務效率性包括服務的及時響應性、服務互動溝通機制、服務投訴解決率、計算資源配置及時性、虛擬機遷移時間、應用遷移時間、業務資源配置及時性、部署服務請求的效率性、業務開通效率性；服務可維護性包括平均故障修復時間、系統易擴展性、模塊化、兼容性。

4 結語

云計算服務的質量評估與監測意義重大。對于接受云計算服務的使用者而言,在選擇服務時和使用服務時,可以通過查看該服務提供商的第三方服務質量測試報告,作為購買服務和評價服務的重要參考依據之一。對于云計算平臺管理機構而言,服務質量評估可為其管理提供決策的數據支撐,并結合評估結果要求云服務提供商對其提供的服務實施整改計劃和方案,持續提升服務質量。

[1]MONTES J,SANCHEZ A,MEMISHI B,et al.GMonE: A complete approach to cloud monitoring [J].FutureGeneration Compute Sys-tem,2013,29(8) : 2026－2040.

[2]SHAO J,WEI H,WANG Q.et al. A runtime modelbased monitoring approach for cloud [C]/ / Proceedings ofthe 2010 IEEE 3rdIn-ternational Conference on Cloud Computing,Miami: IEEE,2010:313－320.

[3]JAMAIL N S M,ATAN R,ABDULLAH R,et al.Development of SLA monitoring tools based on proposed DMIin cloud computing[J]. TMLAI Transactions on MachineLearning and Artificial Intel-ligence,2015,3(1) : 1－7.

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