孫 亮，陳宏偉

（湖北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢430068）

服務(wù)等級(jí)協(xié)議 SLA（service level agreement，SLA）作為合同的一種，既可以用紙質(zhì)合同展現(xiàn)出來，也可以通過電子文檔來展現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常是將SLA中規(guī)定的參數(shù)寫入XML文檔中，就可以存入計(jì)算機(jī)。為了定義SLA合同，需要服務(wù)質(zhì)量QOS（Quality of Service）參數(shù)來定義SLA 模版［1］。一般通過QOS參數(shù)，建立兩者之間的映射規(guī)則［2］。這個(gè)模版定義了所有的服務(wù)參數(shù)，也包含了完成合同的細(xì)節(jié)。不僅需要考慮數(shù)據(jù)的安全性也要考慮復(fù)雜的云計(jì)算環(huán)境的安全。服務(wù)質(zhì)量QOS在web服務(wù)中已經(jīng)相當(dāng)成熟，由于QOS在Web服務(wù)的整個(gè)生命周期中起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用，為了保證Web服務(wù)的服務(wù)水平，不僅要對(duì)服務(wù)本身的輸入輸出、功能、上下文環(huán)境等元素進(jìn)行語義描述，同時(shí)還要對(duì)Web服務(wù)的質(zhì)量（Quality of Service，QoS）進(jìn)行本體建模，完成對(duì)其語義的描述。

1 面向SaaS的SLA模塊框架圖

隨著科技的高速發(fā)展，云計(jì)算作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出現(xiàn)了。云計(jì)算的定義有很多種說法，它具有強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，其連接了大量的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和服務(wù)，將這些通過云平臺(tái)結(jié)合起來，對(duì)資源的分配使用會(huì)更徹底。云計(jì)算環(huán)境下服務(wù)的本質(zhì)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是完全不同的，用戶對(duì)于服務(wù)的期望也是不同的，服務(wù)等級(jí)協(xié)議SLA雖然在web服務(wù)端已經(jīng)非常成熟，但是云服務(wù)需要一個(gè)不同于web服務(wù)的SLA管理框架。但總的來說，SLA的簽署都是一個(gè)雙方博弈的過程。雖然博弈的環(huán)境大不相同，但其本質(zhì)是不變的，一些環(huán)境下需要博弈的雙方互換位置。在以往的研究中，已有不少基于云平臺(tái)的SLA管理框架，也提出了不少方法來解決這個(gè)問題［3－4］，也有一些文章詳細(xì)地分析了SLA的參數(shù)，但對(duì)于如何具體管理沒有細(xì)說。如何建立云環(huán)境下的SLA體系結(jié)構(gòu)，如何對(duì)SLA進(jìn)行管理［5］，使云環(huán)境下SLA的簽署和管理的研究具有重要的意義［6－7］。本文中，在己有的 CSLA 基本框架圖的基礎(chǔ)上，提出了關(guān)于面向SaaS的SLA模塊框架圖。

云計(jì)算的良好發(fā)展，已使業(yè)界發(fā)生了重大的改變，各種云平臺(tái)也隨之出現(xiàn)，未來這些平臺(tái)將會(huì)提供更多開放并且免費(fèi)的資源。云平臺(tái)的資源可分為三層，即IaaS（Infrastructure as aService）層資源，PaaS（Plateform as a Service）層資源和 SaaS（Software as a Service）層資源（圖1）。隨著云服務(wù)的多樣化，不同的客戶可能共享同一出租商的云資源，出租商提供的不同的云資源可能被同一客戶使用，SLA的出現(xiàn)將很好地解決雙方的利益問題，它是站在客戶與出租商之間的一份服務(wù)水平保證。

IaaS層資源包括帶寬資源、計(jì)算資源、服務(wù)資源。IaaS層的資源可以被PaaS層資源調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)通用支持環(huán)境，通用中間件。SaaS層資源實(shí)現(xiàn)行業(yè)公共服務(wù)，行業(yè)專業(yè)服務(wù)等多層次的管理和組合，直接為多用戶的服務(wù)調(diào)用提供應(yīng)用，滿足用戶需要（圖2）。

圖1 CSLA（Cloud Server Level Agreement）基本框架圖

圖2 面向SaaS的SLA模塊框架圖

云平臺(tái)是面向多種云用戶的，不同云用戶對(duì)于服務(wù)質(zhì)量的水平要求各有差異。云平臺(tái)上的云服務(wù)出租商也提供著數(shù)量巨大的不同服務(wù)質(zhì)量水平的云服務(wù)。通過QOS的參數(shù)評(píng)估，也可以定義應(yīng)用的等級(jí)，如對(duì)于高危用戶的防御，對(duì)系統(tǒng)的安全性是必要的。用戶對(duì)云服務(wù)進(jìn)行定制，需要與云服務(wù)出租商協(xié)商簽訂SLA以保障服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)云平臺(tái)需要對(duì)SLA進(jìn)行監(jiān)控、評(píng)估等管理，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)云資源進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)云平臺(tái)中虛擬資源的分配優(yōu)化管理將會(huì)提高服務(wù)的高效性。不同SLA標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)可能提供相同的功能給用戶，SLA的自動(dòng)化管理就顯得非常重要。因此，在云平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)面向SaaS的SLA管理是保證云平臺(tái)高效運(yùn)行的重要一步。

云用戶進(jìn)入云平臺(tái)后，根據(jù)自己的需求可以與云服務(wù)出租商之間進(jìn)行SLA預(yù)協(xié)商，用戶提交特定的QoS參數(shù)給QoS服務(wù)查詢模塊進(jìn)行查詢，包括提交待定的QOS參數(shù)和匹配QOS模塊，通過SLA識(shí)別與抽取模塊進(jìn)行SLA抽取識(shí)別，反饋給SLA協(xié)商模塊。生成的SLA協(xié)商文檔通過SLA查詢模塊將云用戶的需求與本地模型中已有服務(wù)的SLA模塊進(jìn)行比較，生成包含了云服務(wù)參數(shù)的不完全的SLA文檔。雙方通過反饋SLA文檔進(jìn)行反復(fù)協(xié)商，直到雙方滿意，生成最終的SLA文檔。SLA監(jiān)控執(zhí)行模塊會(huì)部署與云用戶簽訂好的服務(wù)等級(jí)協(xié)議。

2 SLA的XML本體模型

由IBM提出的WSLA是一種基于XML的可擴(kuò)展的語言，具有較強(qiáng)的靈活性，是針對(duì)Web Service領(lǐng)域的一種規(guī)范。使用XML定義SLA的語法模板，所有的元素被定義為XML模式類型，每個(gè)元素必須分配一個(gè)定義的類型。在XML格式的SLA文檔說明書中（圖3），各參數(shù)有一系列的數(shù)據(jù)類型和對(duì)象屬性，這些數(shù)據(jù)類型和對(duì)象屬性決定了SLA的特點(diǎn)。

圖3 典型的XML格式的SLA文檔說明書

定義XML中SLA的參數(shù)p的數(shù)據(jù)類型和對(duì)象屬性的集合

其中，集合p中的t和vp分別表示SLA的租戶和租期，集合sd中的sp表示服務(wù)描述參數(shù)，slo由集合slap和集合ep組成，集合vh中的pd和ao分別表示違例處理中的謂詞和行為。服務(wù)等級(jí)目標(biāo)slo（p）＝ ｛slap｜mt，f，op，ms｝∪ ｛ep｜th｝，集合slap為服務(wù)等級(jí)，其中的mt表示度量尺度，f為功能函數(shù)參數(shù)，op為操作數(shù)，ms表服務(wù)測量。集合ep為參數(shù)表達(dá)式相，kth為參數(shù)閾值。f（p）為SLA的外部參數(shù)，slo（p）為內(nèi)部參數(shù)。其中用戶的輸入的文本參數(shù)可表示為

則文本參數(shù)和SLA的XML參數(shù)的相似度ps可以表示為評(píng)估文本參數(shù)和SLA的XML參數(shù)的相似度是非常必要的，因?yàn)樵贫说腟LA識(shí)別和抽取模塊需要從用戶的輸入?yún)?shù)中提取相關(guān)的域，并設(shè)定SLA各個(gè)域的參數(shù)值。上式是SLA識(shí)別和抽取模塊的核心功能。其首先評(píng)估用戶輸入的文本參數(shù)，若該文本參數(shù)和SLA的XML模型本體相似度大于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值，則將用戶的文本參數(shù)賦值到相關(guān)域中。反之，則向用戶返回相關(guān)的錯(cuò)誤狀態(tài)，提示用戶參數(shù)未采納。

3 結(jié)束語

目前云計(jì)算已經(jīng)成為IT行業(yè)的研究熱點(diǎn)，是未來計(jì)算機(jī)研究的主要方向，隨著云計(jì)算相關(guān)技術(shù)及各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展成熟，其應(yīng)用也將多元化。本文分析了云計(jì)算與SLA結(jié)合的重要性和必然趨勢。云計(jì)算環(huán)境下服務(wù)等級(jí)協(xié)議SLA的研究將會(huì)提高服務(wù)的安全性和可靠性，本文著力于云服務(wù)等級(jí)協(xié)議的研究，提出了的CSLA協(xié)商模型，并闡述了面向SaaS的SLA管理框架。未來的工作目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的基于SLA的云計(jì)算管理框架，后續(xù)問題有待于更進(jìn)一步的深入與完善。

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