面向图书馆的云计算服务等级协议比较研究

黎春兰

(广西师范大学计算机科学与信息工程学院，广西桂林 541004)



面向图书馆的云计算服务等级协议比较研究

黎春兰

(广西师范大学计算机科学与信息工程学院，广西桂林 541004)

云计算在图书馆已经有了初步的应用，包括租用云服务提供商的各种计算服务、存储服务和应用程序服务。但不管是哪种服务，服务质量的保证对图书馆来说都是尤其重要的。在云计算环境中，云服务提供商以服务等级协议的形式来体现服务质量的承诺及对未实现承诺时的赔偿办法，保证客户使用服务的满意度和忠诚度。本文从图书馆应用云计算服务的需求出发，通过比较目前市场上典型的云计算服务等级协议，挖掘图书馆需要什么样的服务等级协议并该如何作出选择，为图书馆获得云计算的服务质量、选择合适的云服务提供参考依据。

图书馆；云计算服务；服务质量；服务等级协议；云计算服务等级协议

随着云计算的快速发展，云计算在图书馆已经有了初步的应用，图书馆逐渐开始租用云服务提供商的各种IaaS、PaaS和SaaS。如OhioLINK[1](俄亥俄州图书馆咨询系统)、DCPL[1](哥伦比亚特区公共图书馆)、PITT[2](美国匹兹堡大学)图书馆、EKUL[3](东部肯塔基大学图书馆)和Caltech[4](加州理工学院)等已经逐渐开始租用Amazon和Google的云服务来托管网站、存储资源或开展应用程序服务。这种租用云计算服务的实质就是把图书馆的服务、职能外包给云服务提供商，由云服务提供商代替图书馆承担保存图书馆资源、提供图书馆资源的责任。由于图书馆是面向读者、为广大社会公众负责、保证人们正常的工作和学习的，将图书馆的这些职能、责任外包给他们信任的云端，云端对服务的保证就显得尤其重要。面对市场上各式各样的云服务，图书馆不仅需要根据自身的需求和预算，比较各云服务的性能、价格，还需要比较提供商对服务质量的保证(如服务的可用性、安全性等)。而这些与服务质量有关的保证，是以签订服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)的形式呈现出来的[5]。

那么，图书馆对云计算及其服务等级协议有哪些特殊的需求？图书馆该从哪些方面来比较各式各样的云计算服务等级协议并进行选择呢？本文立足于这些问题，讨论面向图书馆的云计算服务等级协议。

1 云计算SLA简述

如前所述，与云计算的服务质量有关的说明是在服务等级协议中描述的。服务等级协议(Service Level Agreement，简称SLA)原本是电信服务提供商和用户之间签署的一份关于服务内容、双方的责任与义务、质量等级与价格等服务细节的协议，用于约定服务质量指标和服务双方职责的正式协议[5]。随着技术的发展，SLA经历了电信服务、Web服务，发展到云计算服务，其目的由保证通信资源的服务质量，发展到保证网络资源及服务的服务质量，再到保证云计算的服务质量。

1.1 云计算SLA的研究现状

电信服务的SLA研究是云计算SLA的制定和管理的基础。2009年，TMF(TeleManagement Forum，电信管理论坛)成立了ECLC(Enterprise Cloud Leadership Council，企业云领导委员会)，以通过定义标准的、一致的衡量服务等级的方法和指标，实现在云生态系统中服务等级的透明性[6]，使SLA在云计算环境中发挥作用。各云服务提供商们也意识到SLA是可用来保证服务质量以提高用户满意度、保持竞争优势以获得更多利益的重要手段。因此，他们纷纷制定了各自的云服务SLA。如Microsoft Azure云平台服务制定了系列SLAs[7]，从Storage、Compute、SQL、AppFabric和CDN等方面来明确服务双方的职责与义务；Amazon的云服务AWS制定了系列SLA，如Amazon EC2 SLA[8]和Amazon S3 SLA[9]从服务承诺、服务折抵等方面来明确其服务；Google云服务制定Google Apps SLA[10]、Google App Engine SLA[11]、Google Compute Engine SLA[12]、Google Cloud Storage SLA[13]等，明确了Google云服务提供的服务等级及补偿的情况。

学术界也开展了对云计算SLA的深入研究。Rajkumar Buyya等提出了云计算在面向SLA资源提供管理中面临的挑战[14]，设计了支持面向SLA资源配置的云计算框架[15]，以解决SLA资源自动配置的问题。Nallur Vivek等[16]应用SLA来指导云端应用程序自管理和自优化。Kevin Kofler等[17]设计了一个在云服务的组合环境中，自动选择实现客户需求的最佳服务的形式模型。国内对云计算SLA的研究中，邓仲华等[18]构建了一个云环境下的初级SLA框架模型；张健[19]研究了云计算SLA的需求及参数，分类阐述了云计算服务的关键服务质量参数。王小鹏等[20]研究了从基础设施可用性的问题演进成为云计算环境复杂应用SLO的问题，提出评估和保障客户SLA的基于策略的自动化管理方法。云计算用例组(Cloud computing use case group)发布白皮书4.0，增加了云计算SLA的相关内容，提出了服务等级目标及管理等方面的问题[21]。

美国圣母大学(Notre Dame University)图书馆的高级系统管理员Robert Fox[22]提出使用类似购买软件许可证或签订SLA的形式，保证云环境下图书馆的服务能以特定的价格在特定的时间交付使用。但他并未对该解决方案作出具体的阐述，更没有谈及图书馆该如何该如何选择和签订SLA的问题。本文此后的篇幅正是针对此问题展开论述。

1.2 云计算SLA的内容

如果说服务等级协议是电信服务的服务等级协议，那么云计算服务等级协议就是云计算服务的服务等级协议(Cloud Computing Service Level Agreement，简称云计算SLA)。因此，可以将云计算SLA定义为：云计算服务提供商和客户之间的合同，用于说明云计算服务在可用性、性能和其他可测量的质量目标所期望达到的服务等级，确保在合同期限内，双方约定的服务质量水平能正确执行和实现[23]。

服务等级(Service Level)是一组预期的、隐含的服务质量，用来反映服务质量的水平。服务质量是用户使用云服务的总体效果，这些效果决定了一个用户对该云计算服务的满意程度[24]。服务等级反映的是在资源交付的过程中，也就是提供商的资源转化成客户的服务的过程中，所实现或达到的服务质量的程度。如Google Apps用每月执行时间百分比来描述服务质量，保证每月执行时间的百分比为99.9%[25]，这就是Google Apps所承诺的服务质量程度，其明确描述在Google Apps SLA中。一旦发生服务降级，提供商则必须向用户做出相应的赔偿，以确保用户对服务的满意度。所谓服务降级，是指服务仍然可用，但是相对于SLA中规定的服务质量水平来说，其实际的质量水平已经下降了。服务降级意味着实际交付的服务质量的水平与所承诺的服务质量的水平之间存在差距，即质量参数的值没有达到该等级所规定的值。服务发生降级后，提供商为保持客户的满意度和忠诚度，通常会对服务降级现象给予相应的赔偿，如EC2 SLA保证服务的年度正常运行时间百分比(Annual Uptime Percentage)至少为99.95%。服务如果没有达到承诺的标准，客户在资格折抵期内就有权获得10%的服务折抵。当然，服务降级的程度不同，赔偿的程度也会有所不同。如GCE SLA划分了3个服务降级的等级，分别给予折抵服务费用10%、25%和50%的赔偿。

一般来说，SLA的内容包括：签约方、有关服务的描述、签约方的权责、处罚条款及例外情况。其中，在签约方的权责中，明确描述服务提供商向客户承诺的服务质量的水平，并在处罚条款中，明确说明未达到规定的质量水平时，提供商向客户所作出的赔偿细则，通常是罚金或折扣的形式。

相应地，云计算SLA应当包含以下基本内容[26]：

(1)提供商所提供的一套服务的描述。

(2)对每项服务完整且详细的定义，包括专业术语的定义和说明。

(3)提供商与客户的责任。

(4)一套确定提供商是否按承诺交付服务的标准体系。

(5)一套监测服务的审核机制。

(6)在不满足SLA条款的情况下，客户及提供商可采取的补救措施。

(7)SLA如何随时间变化，说明SLA生效的时间、终止时间。

完整的SLA必须包含以上内容。但目前市场上的云计算SLA，极少有对SLA的版本如何随时间而更新的情况进行说明，也少有确定其监测服务的审核机制。如Google、Amazon、Microsoft等的云计算SLA基本上只包含术语定义、SLA例外描述、服务目标及服务补偿等主要条款，是相对来简单、规范的云计算SLA文档，足以为签约方的权利和义务提供有力的法律保障。

2 图书馆对云计算及其SLA的需求

云计算的应用和发展，使图书馆从繁杂的基础设施管理和维护的活动中解放出来，提高了图书馆的工作效率，节约了图书馆的IT成本。云计算SLA保障了图书馆使用云计算的服务质量。

2.1 图书馆对云计算的需求

随着资源数据和用户的积累，图书馆正面临着有限经费与用户需求不断增加的矛盾与压力，具体体现在以下几个方面：

2.1.1 用户计算的需求

图书馆需购买和运行大量的PC机、安装大量的软件来满足学生和教师的个人需求，如文档处理软件、图像处理软件、浏览器、声频、视频程序等。

2.1.2 图书馆的管理压力

(1)图书馆网站构建和管理的压力：图书馆的网站从包含简单的HTML网页转变为一个内容复杂的管理系统，如Drupal、Joomla或PHP、Perl、ASP、JSP系统等[26]，对IT部门及技术人员的要求增大；

(2)图书馆的管理系统越来越多，包括各种图书馆自动化系统(提供图书馆的传统核心工作，包括编目、采访、报告、审计和用户管理)、联合检索系统、读者管理系统、馆际互借系统、参考咨询系统、以及越来越多开源软件等，其整合难度增大、效率低；

(3)书库资源存储系统空间和成本的压力：随着数字馆藏资源的增加和积累，图书馆的存储系统需要越来越大的空间，来提供提交、访问、共享、数字化和备份等功能，其存储空间已经要求从GB向TB级转换，而且还需要提供大量的网络带宽来支持不同的输入、输出密集行为及数据查询密集行为。

以上与图书馆有限经费之间存在着巨大的矛盾，严重地阻碍了图书馆的发展。面对这种情况，图书馆必须为实现其目标、功能和职责而改变资源管理和维护的方式。

云计算向图书馆提供了这样一种新的方式。云计算带来了计算方式的根本变化，它改变了组织获取、配置、管理和维护计算资源的方式以实现它们的目标。它使组织可以集中精力关注它们的核心业务，而将那些一般的资源管理和维护活动交给IT企业。

2.2 图书馆对云计算SLA的需求

图书馆对云计算SLA的需求，一方面体现在云计算自身服务质量所面临的挑战上；另一方面体现在图书馆对保证服务质量、赢回用户的需求上。

尽管图书馆使用云计算具有很多的优势，如共享了计算能力、获得了灵活性、节约了技术和资金、数据更有效等。但在几个广泛报道的案例中，Amazon、Google、Microsoft和Salesforce.com等的云服务都曾连续中断过几个小时[27]，用户信息泄露事件已不再罕见[28]。服务的可用性、安全性及数据的机密性等服务质量问题，是云计算服务质量面临的重要挑战，也是图书馆购买云服务时最重要的担忧之一。图书馆肩负着大量用户群使用各种图书馆资源和服务的重任，如果所租用的云计算服务一旦出现中断，务必会导致用户无法利用图书馆来完成日常的学习和工作。因此，图书馆必须要考虑到，当云计算服务提供商没有实现预定的服务质量水平时，图书馆所遭受的损失、提供商的赔偿力度以及图书馆承受损失的能力，比如用户的满意度下降、用户流失、图书馆核心竞争力减弱等。况且，在互联网的环境下，网络信息提供商提供了内容丰富、形式多样、便捷、易于使用的网络信息服务。图书馆的读者更偏爱这些网络信息服务。如Google搜索引擎[29]，整合了多个数据库的资源，提供统一的搜索，不仅在一个位置上就能方便地搜索到各个数据库的学术资源，还可以提供文献的摘要、被引用的情况、文章的不同版本、相关的文章等结果信息。如果所在的图书馆有权限，用户就可以直接下载该文献[30]。图书馆的读者已经不再需要在图书馆的多个数据库检索平台上来回穿梭了，而是转向使用网络信息提供商提供的信息服务。图书馆的“读者”也逐渐转变成为网络信息服务提供商的“用户”。对图书馆来说，其读者逐渐流失、自己变得越来越“空旷”，自己的核心价值及生存状况面临着巨大的挑战[31]。因此，对图书馆来说，形成易用的网络信息服务并保证服务交付的质量、提高用户的满意度是它赢回读者，获得用户的关键。而这些与服务质量水平和赔偿有关的保证，是以签订服务等级协议的形式体现出来的。图书馆通过与云计算服务提供商签订服务等级协议，就可以获得与服务质量有关的保证。如果服务质量没有达到预定的水平时，图书馆就能根据服务等级协议中的条款，获得不同程度的赔偿。

租用云计算服务的图书馆对服务质量的需求就如同电信服务、网络服务和云计算服务的用户一样，他们也需要用SLA来维护自身的权益。服务提供商也需要SLA来规范自己的服务，并用SLA将其清晰描述，有利于权责的明确与衡量。特别是在图书馆租用云计算的解决方案中，有些图书馆的部分或全部的服务系统部件是从第三方厂商(包括云计算提供商、网络服务提供商、通信服务提供商、信息资源服务提供商及其他合作伙伴等)处购买的，参与方之间的关系复杂，各个角色又具有多重性，增加了测量服务质量的难度。因此，通过SLA来明确提供商与图书馆、合作伙伴与图书馆，甚至图书馆与用户之间的责任，有利于在如此复杂的服务环境中，使图书馆的服务质量责任的可追踪性，也有利于多参与方责任和义务的衡量，确保图书馆的服务质量，保证图书馆用户对图书馆服务的满意度。

3 图书馆的云计算SLA

对图书馆来说，使用得最多的云计算服务无疑是计算服务(如Google Compute Engine、Amazon EC2和Microsoft Windows Azure Compute等)、存储服务(如Google Cloud Storage、Amazon S3和Microsoft Windows Azure Storage等)和应用程序服务(如Google Apps、Amazon SQS和Microsoft office 365等)。这些云计算服务在市场上具有较高的信誉，它们的SLA相对规范，但具体承诺的标准、描述框架和服务补偿各不相同。本小节站在图书馆使用云计算服务的角度，分别比较以上3家云计算服务提供商的计算服务SLA、存储服务SLA和应用程序SLA。

3.1 计算服务SLA

计算服务就是提供计算能力的服务，是以计算实例的方式实现的。所谓计算实例就是逻辑上的计算机，图书馆租用1台这样的逻辑上的计算机，就可以使用提供商在这台计算机上预先配置的计算资源，包括CPU、内存、硬盘和I/O总线等[32]，如表1所示为Google、Amazon和Microsoft所提供的计算实例的配置。云计算服务提供商一般会在服务的主页上详细描述计算实例的性能配置和价格等内容，而在与图书馆签订的SLA中明确其所承诺的服务质量水平。

表1 三大云服务计算实例的配置及价格

图书馆使用计算实例主要是用来托管其网站，如DCPL使用了Amazon的EC2服务托管其网站主页。EC2 SLA保证服务的年度正常运行时间百分比(Annual Uptime Percentage)至少为99.95%。服务如果没有达到承诺的标准，客户在资格折抵期内就有权获得10%的服务折抵。

在计算服务的SLA中，除了Amazon EC2 SLA，还有Google Compute Engine SLA(简称GCE SLA)和Microsoft Windows Azure Compute SLA(简称Azure Compute SLA)。前者承诺每自然月所包含服务的合格应用程序至少有99.95%的时间是可操作和可使用的，其服务等级如表2所示。后者承诺的服务等级表现为每月联机可用时间服务等级(Monthly Connectivity Uptime Service Levels)和每月角色实例执行时间服务等级(Monthly Role Instance Uptime Service Level)两个类型。每月联机可用时间服务等级承诺的每月正常运行时间百分比为99.95%，每月角色实例执行时间服务等级承诺每月正常运行时间百分比为99.9%，其服务等级及赔偿如表2所示。

表2 云计算SLA的质量水平及服务折扣等级

表2(续)

其中，所实现的不同服务等级，其价格不同。一般采用服务费用折扣的办法，来抵消未来的服务费用。如某月GCE正常运行时间的百分比实现的服务等级为1等级，则他下个月的服务费用将获得10%的折扣。这种用服务折扣的方式，就相当于GCE违反承诺(99.95%)所作出的赔偿。

总的来说，Amazon EC2、GCE、Azure Compute均承诺了服务可用性为99.95%或99.9%。对服务没有实现承诺的标准时，EC2只给与了1个10%的折抵等级，而GCE和Azure Compute分别依据可用性的实际值给予2种服务折抵，其中GCE的折抵幅度达50%。但EC2所提供的实例的等级多至14种，内存跨度从613MB到68.4GB，可供选择的余地大。而且，EC2的购买选项除了按需实例的租用方式，还提供了预留实例和现场实例租用方式，可满足不同层次的性能需求、不同成本预算的要求。特别是对图书馆来说，EC2提供了较高的可用性保证，其实例的弹性高、使用率高，并且提供了更为优惠的预留实例费率和折扣，既可以满足图书馆对计算能力的要求，又可以大大地降低图书馆的成本支出。因此，图书馆在选择计算实例时，更倾向于选择EC2。

3.2 存储服务的SLA

计算实例本身配置有相应的存储空间，在一定程度上可以满足客户的需求。但是，计算实例自带的存储空间是无法满足具有专门存储需求的图书馆的要求的，这时，图书馆就需要额外购买大量的存储空间来进行馆藏资源的存储与备份等。如OhioLINK图书馆联盟使用S3来托管其大量公共数字资源的存储，如肯特州的百年收藏，DCPL也使用了S3服务来备份他们的集成管理系统的数据。S3 SLA保证服务每月正常运行时间百分比至少为99.9%，其服务等级如表2所示。

在存储服务的SLA中，除了Amazon S3 SLA，还有Google Cloud Storage SLA(简称GCS SLA)和Microsoft Windows Azure Storage SLA(简称Azure Storage SLA)。两者均承诺每月正常运行时间百分比为99.9%，服务等级如表2所示。

三者存储服务保证的服务可用性均为99.9%，均通过每月正常运行时间百分比来衡量[33]。GCS服务等级划分较细。但是，受诸多因素的影响，图书馆如果购买了某提供商的计算服务，在需要购买额外的存储服务时，很大程度上还会选择该提供商。如DCPL同时购买了Amazon的EC2和S3来托管网站、存储资源。

3.3 应用程序的SLA

云计算应用程序的服务向图书馆提供了某些应用程序的使用，但图书馆不能控制运行该程序的操作系统、硬件或网络基础设施。如EKUL用Google Apps作为其日常工作的应用程序，用Google Docs来收集Web表单的响应，用Google Calendar来安排指令和会议，用Google Analytics来收集统计网站、目录和博客的信息等。Google Apps SLA承诺每个自然月所包含服务的网络接口至少有99.9%的时间对客户是可操作和可使用的，其SLA的服务等级如表2所示。

目前，Amazon也提供了SQS(消息队列服务)和FPS(基于API的付款服务)等应用程序服务，Microsoft 提供了Office 365等应用程序服务。两者还有待制定专门的应用程序SLA。Office 365在用户购买说明处明确保证服务的可用性为99.9%。相对来说，Google的应用程序服务比较成熟、全面，也使得Google在该市场上处于领先的优势，很多图书馆均选择了Google Apps作为日常工作的应用程序。如前所述，图书馆在选择购买应用程序服务时可参照其服务性能、保证服务质量的SLA及价格等方面进行综合考虑。

4 图书馆如何选择云计算SLA

图书馆迫切需要云计算及其服务来缓解所面对的矛盾与压力，它必须考虑选择何种云计算服务以及如何使用，才能保证所获得的服务实现SLA上所承诺的服务质量水平，从而有利于发展图书馆的核心业务，发挥图书馆的核心价值。图书馆在选择云计算服务及其SLA时，既要考虑图书馆自身的需求，又要综合评价各云计算SLA及其内容。

在面对自身需求方面，图书馆在选择云计算SLA时需要考虑以下几个方面：

(1)考虑将图书馆的使命和价值嵌入到所选择的云计算服务中[34]，利用云计算服务及其优势，充分发挥云计算服务在图书馆的应有价值，图书馆缓解IT等方面的压力，促进图书馆核心业务的效率和发展，提高图书馆的核心竞争力。

(2)立足于图书馆的需求，综合比较云计算服务的性能、质量和价格。服务的性能不同、质量保证不同，其价格也有所不同。图书馆根据自身的成本预算，在综合比较性能、SLA中服务质量保证及价格的基础上，作出适合本馆馆情的选择，以利于本馆的发展。

(3)考虑提供差异化服务[34]。SLA提供了具有差异化的服务等级及服务质量水平。图书馆应根据所选择的的云计算服务及其SLA，制定与其相关的差异化服务，立足于本馆用户的需求和期望，以此区别于其他图书馆或其他网络提供商的信息服务，确定本馆的核心竞争力。

在综合评价各种云计算SLA及其内容时，图书馆可以从以下几个方面出发：

(1)根据需求确定所需要租用的云计算服务的类型，如用于解决所面临的IT基础设施方面、资源存储方面、成本方面的压力和困难的计算服务、存储服务，用于缓解图书馆管理系统压力的应用程序服务。在此基础上，再对比各种类型服务提供商的SLA，选择利于图书馆服务质量保证的提供商及其SLA。

(2)根据需求确定所需要租用的云计算服务的等级，也就是图书馆在多大程度上，所能允许的服务降级的幅度。尽管发生服务降级，图书馆会获得相应的服务赔偿。但同时它也会影响图书馆的用户对图书馆服务的评价，毕竟对用户来说，他可能完全不清楚，他自己使用的到底是图书馆提供的服务，还是图书馆通过购买获得的云计算服务。用户对图书馆服务的评价，决定着用户对图书馆服务的满意度和忠诚度。

(3)选择具有清晰权责描述的云计算SLA。在SLA中，权责有利于签约双方明确自己在服务交付过程中，所获得的权利和义务，这也是服务质量责任具有可追踪性的重要前提。

5 结 语

总的来说，图书馆使用云计算高质量的服务，把自己从繁杂的基础设施管理和维护的活动中解放出来，提高了工作的效率，节约了IT成本。Google、Amazon和Azure均提供了计算、存储、应用程序等适用于图书馆的云服务。他们把对服务质量的承诺明确说明在SLA上。几乎所有的SLA都是用服务的可用性来表示服务质量，用“每月(或年)正常执行时间百分比”来计量可用性。但在SLA的内容上，由于提供商、服务的不同，SLA在服务质量的承诺值、计算方法、服务等级的划分上都有所不同。服务质量的承诺和服务等级说明了服务质量实现及其赔偿细则，是所有SLA内容中最为重要的部分，也是图书馆甚至其他用户在购买云服务时最为关心的部分。当然，作为购买者，图书馆还需综合考虑服务的性能、价格以及自身的需求、资金预算等方方面面的因素，选择令其信任的提供商及云服务，有助于图书馆将自己的资源(人力、资金和精力等)集中在图书馆的核心工作、业务创新、图书馆间的协作、资源共享等事务上，促进图书馆事业的发展。

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(本文责任编辑：郭沫含)

Cloud Computing Service Level Agreements by the View of Libraries

Li Chunlan

(School of Computer Science and Information Engineering，Guangxi Normal University，Guilin 541004，China)

Many libraries have started to adopt some cloud services step by step,including computing resources,storage resources and software.But how libraries can choose the very services by their needs and budgets?The libraries should compare the promission of performance and quality of services.Service level agreement is a form of the promisison.It is signed between the Cloud Services Provider and the Customer about service levels,commitments and service credits.The paper started with the needs of libraries for cloud computing,comparing some typical cloud services SLA in the purpose of helping libraries to choose services.

libraries;cloud computingservices;service of quality;service level agreement;cloud computing service level agreement

2014-12-17

教育部人文社科青年基金项目“图书馆云服务质量的模型”(项目批准号：13YJC870012)、广西高校人文社科一般项目“图书馆云服务质量的维度研究”(项目编号：SK13YB015)和2014年广西师范大学博士启动基金项目“构建大数据环境下图书馆云服务质量的模型”的研究成果。

黎春兰(1980-)，女，讲师，研究方向：信息资源管理。

10．3969/j．issn．1008-0821．2015．04．016

G250.73

A

1008-0821(2015)04-0075-02