云计算服务质量测评指标体系研究

王 彪 谭思敏 阮远华 谢天杰

（中国科学院云计算产业技术创新与育成中心,广东 东莞 523808）

1 引言

云计算服务是利用云计算技术把计算资源、网络资源和存储资源等进行统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户提供服务。用户通过网络以按需、自助、易扩展的方式获得所需资源和服务。

随着云计算服务的兴起,云计算服务质量的定义、度量和评价的一致性问题逐渐引起各大云计算服务提供商和云计算用户的关注。云计算服务是否已经按需提供,如何保证云计算服务的功能、可用性、安全性、可靠性和效率符合当初双方的预期,都已经成为云计算服务质量评价的重要考虑因素。为提高云计算服务质量,就需要对云计算服务进行不断循环的评价和完善,使云计算服务质量得到不断提升。为了对云计算服务进行公正、客观、科学和高效的评价,急需研究云计算服务质量的测评体系,规范云计算服务质量评测的方法,使云计算服务提供商、云计算用户和第三方机构对云计算服务质量的评价具有一致性,并且评价结论能够互认。

2 云计算服务质量存在问题分析

衡量云服务质量好坏的重要指标就是云服务提供商提供的云服务是否能够满足用户的需求,提供的云服务是否解决用户难题。随着云服务的不断普及和应用,特别是企业上云、政府业务上云以及智能制造、人工智能等产业的发展,对云计算服务的类型、质量提出了更高的要求,因此云服务面临的问题和挑战也越来越突出,对云服务质量监控、评价和改进的需求也越来越迫切。据IDC报告指出,云服务质量面临的挑战主要包括服务性能、服务安全性、服务可用性、服务的管理以及法律风险等。

在云服务性能方面,云服务的质量问题就包括服务中断、带宽不足和访问异常、功能限制等问题；在服务安全性方面,云服务的质量问题就包括数据所处风险、系统可靠性等问题；在服务可用性方面,云服务的质量问题就包括业务可持续风险、业务上云的适用性等问题；在云服务管理方面,云服务的质量问题包括缺乏统一标准、知识产权纠纷等问题。

在云计算服务质量测评技术研究方面,目前国内外主要是对云平台的资源使用情况进行度量,按照客户需求设定监控指标,进而对云平台资源服务能力进行实效评估,具体方法包括资源服务能力监控与度量、基于可信第三方的服务质量评估等。在资源服务能力监控与度量方法上,目前这类监控技术主要包括GMonE[1]、RMCM[2]、Smart SLA、MELA和Mon PaaS等。在基于可信第三方的服务质量评估方法上,主要包括DMI[3]和CASViD[4]等。这些技术和解决方案各有各的优势,监控指标都是根据客户需求而设定的,未针对共性的质量问题形成统一的测评关键技术指标和体系,因此监测和评价水平参差不齐。

为了更好地提升云计算的服务质量,解决本文提到的服务质量问题,需要对云计算服务质量进行检测和评价,通过可量化的指标研究,搭建云计算服务质量测评指标体系,为云服务提供商对自身服务提供质量的自查提供方法,为云服务使用者对购买的云服务的质量检查提供手段。

3 云计算服务质量测评指标体系搭建

在充分研究、分析和对比的基础上,结合各类指标体系构建和评估方法,以提高云计算服务质量为重点,遵循指标体系编制系统性原则、科学性原则和实用性原则,依据云计算服务质量的情况分析,课题组从服务可用性、服务安全性、服务可靠性、服务效率性和服务可维护性等四个维度建立云计算服务质量评价指标体系（见图1）,并在此体系下对服务质量每个维度进行评估指标细分,将云计算服务质量影响因素进行归类并形成可评估的细化指标,从而形成对云计算服务的整体、科学、合理质量水平评价。

图1 云计算服务质量评价指标体系

该体系分为两个层次,第一层次按照云计算服务质量评估的考核内容,划分为服务可用性、服务安全性、服务可靠性、服务效率性和服务可维护性。第二层结合考核内容,细化质量评估指标（见表1）。

其中,服务可用性包括服务实现的完备性、服务的可度量性、业务弹性、应用可配置性、数据可迁移性、性能符合性、服务可管理性；服务安全性包括服务的保密性、物理安全、主机安全、网络安全、应用安全、数据安全、安全保障透明性、数据的可销毁性、数据的知情权、虚拟机隔离性；服务可靠性包括服务可恢复性、数据备份的可靠性、数据容灾的可靠性、操作系统运行的可靠性、数据库系统运行的可靠性、中间件运行的可靠性、网络、设施及链路可靠性、灾备系统的可靠性；服务效率性包括服务的及时响应性、服务互动沟通机制、服务投诉解决率、计算资源配置及时性、虚拟机迁移时间、应用迁移时间、业务资源配置及时性、部署服务请求的效率性、业务开通效率性；服务可维护性包括平均故障修复时间、系统易扩展性、模块化、兼容性。

4 结语

云计算服务的质量评估与监测意义重大。对于接受云计算服务的使用者而言,在选择服务时和使用服务时,可以通过查看该服务提供商的第三方服务质量测试报告,作为购买服务和评价服务的重要参考依据之一。对于云计算平台管理机构而言,服务质量评估可为其管理提供决策的数据支撑,并结合评估结果要求云服务提供商对其提供的服务实施整改计划和方案,持续提升服务质量。

[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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