鄭 冰，李 華

內(nèi)蒙古大學 計算機學院，呼和浩特 010021

SDN（software defined networking）為云計算解決方案提供網(wǎng)絡(luò)可編程能力和更強的網(wǎng)絡(luò)管理控制能力，學術(shù)界和業(yè)界給出了各種基于SDN的云網(wǎng)融合方案[1]。SDN的云網(wǎng)平臺（以下簡稱“云網(wǎng)平臺”）是SDN支撐的云計算平臺（SDN-enabled cloud computing platform）[2]，指基于SDN 思想，面向云網(wǎng)一體的軟硬件網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、操作和運營的系統(tǒng)，可以屏蔽云環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)底層異構(gòu)的物理硬件、設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施，將其抽象為支撐上層業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力并可以為用戶提供自助的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云網(wǎng)平臺是支撐云網(wǎng)協(xié)同工作的實體，保證云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量（quality of service，QoS），對于支撐上層業(yè)務(wù)正常運行和滿足用戶需求至關(guān)重要。

云網(wǎng)逐漸進入深度融合階段[1]。從范圍上看，云網(wǎng)融合最初在云平臺內(nèi)部實現(xiàn)，但隨著云間網(wǎng)絡(luò)通信需求的增加，出現(xiàn)了SD-WAN[1]。從應用場景看，出現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)、分布式云邊緣架構(gòu)下的物聯(lián)網(wǎng)、信息中心網(wǎng)絡(luò)等應用場景[2-3]。從支撐的上層業(yè)務(wù)看，對實時性要求較高的語音和實時視頻業(yè)務(wù)出現(xiàn)爆發(fā)式的增長。基于云網(wǎng)平臺也推出了如云專線、云聯(lián)網(wǎng)等云網(wǎng)產(chǎn)品[3]。這些變化拓展了服務(wù)質(zhì)量評價的維度?；赟DN的云網(wǎng)平臺是內(nèi)部有豐富功能組件的復雜系統(tǒng)，對其進行服務(wù)質(zhì)量評價涉及到云計算與SDN 的相關(guān)技術(shù)，是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

雖然信息技術(shù)（information technology，IT）服務(wù)、云服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和通用軟件的質(zhì)量評價已有大量的質(zhì)量模型，并有權(quán)威的質(zhì)量模型框架，例如，SQuaRE（software product quality requirements and evaluation，軟件產(chǎn)品質(zhì)量需求與評價）系列標準中的IT服務(wù)質(zhì)量模型[4]。但是，由于SDN 技術(shù)具有明顯的開放性和IT 化特征[5]，云網(wǎng)平臺提供的服務(wù)既具有傳統(tǒng)IT 服務(wù)的特征，還具有云服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的特征，現(xiàn)有的質(zhì)量模型不足以滿足對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量進行定量分析評價的需求，導致模型的可操作性較差。

以IT 服務(wù)質(zhì)量模型為指導，結(jié)合云環(huán)境下SDN 的架構(gòu)和特點，提出特定于云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量模型，并且只考慮與網(wǎng)絡(luò)功能相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量部分，可以量化評價云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量。本文主要貢獻如下：

（1）為基于SDN 云網(wǎng)平臺的服務(wù)提出了一種有針對性的服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP。該模型考慮了云網(wǎng)平臺服務(wù)具有的通用云服務(wù)和軟件化的特點，從服務(wù)提供者和用戶兩個視角出發(fā)，對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型的設(shè)計進行了需求分析，獲得了服務(wù)質(zhì)量模型兩個層次的分類維度。

（2）給出了QM-SDNCCP模型中質(zhì)量特性和子特性的結(jié)構(gòu)設(shè)計和描述，并給出具體度量元的分類計算方法，可用于描述并量化評價云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量。對QM-SDNCCP特性和子特性的設(shè)計進行了信度分析，表明所設(shè)計的服務(wù)質(zhì)量模型的可靠性和一致性符合一般質(zhì)量模型設(shè)計要求。

1 相關(guān)工作

1.1 相關(guān)標準和質(zhì)量模型

服務(wù)質(zhì)量是服務(wù)與要求有關(guān)的固有特性，在質(zhì)量評價過程中，只有進行多個維度的評價才能滿足用戶的多方面需求[4]。現(xiàn)有質(zhì)量模型為建立云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型提供了多個維度的參考。國際上已有一些常見的具有抽象概括性的質(zhì)量模型，對于軟件質(zhì)量模型，有經(jīng)典的McCall[6]、Boehm[7]質(zhì)量模型和Dromey[8]質(zhì)量模型，國際標準SQuaRE 系列標準[9]中的ISO/IEC 9126-2001 和ISO/IEC 25010-2011 也分別給出了軟件質(zhì)量模型和使用模型；對于服務(wù)質(zhì)量模型，最早的服務(wù)質(zhì)量評價體系SERVQUAL[10]基于用戶視角給出企業(yè)服務(wù)質(zhì)量的五個維度，包括有形性、可靠性、響應性、可保證和共情性，后被引入信息技術(shù)和云計算領(lǐng)域；在ISO/IEC 25011-2017[4]中給出的IT服務(wù)質(zhì)量模型將IT服務(wù)質(zhì)量屬性分類為適宜性、易用性、安全性、可靠性、有形性、響應性、適應性和可維護性；國際電信聯(lián)盟給出了通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量相關(guān)參數(shù)的分類和概念模型[11]，該模型只考慮網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的質(zhì)量模型，可以作為度量元的設(shè)計參考。我國國家標準給出的細化指標體系在質(zhì)量評價中具有直接可操作性：GB/T 33850-2017[12]定義了五個信息技術(shù)服務(wù)質(zhì)量特性，安全性、可靠性、響應性、有形性和友好性；GB/T 37738-2019[13]給出了云服務(wù)質(zhì)量評價指標，包含安全性、可用性、可靠性、響應性、滿意度和可保障性。由于關(guān)注點不同，每個質(zhì)量模型所包含的質(zhì)量特性和子特性都有所不同。以上的國際、國家標準按照時間發(fā)展具有一定的繼承演化性。

在具有一定通用性的質(zhì)量模型中，例如SQuaRE，并不針對具體對象的質(zhì)量提供定量度量或定性度量。而在通用標準的指導下，包括電子政務(wù)[14]、金融[15]、軍事[16]以及航天[17]等特定行業(yè)領(lǐng)域需求，都有相應的定制質(zhì)量模型。其中，GB/T 34077.1-2017 針對我國基于云計算的電子政務(wù)公共平臺提出的質(zhì)量模型包括的質(zhì)量特性有：準確性、有效性、響應性、安全性、可靠性和友好性。同樣，針對云網(wǎng)平臺進行具體的服務(wù)質(zhì)量特性等要素的分析和選擇時，也需要考慮其自身特有的領(lǐng)域性，例如云服務(wù)特征、SDN技術(shù)特征等，但是針對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型的研究卻非常有限，需要盡快開展。

1.2 云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量的相關(guān)研究

在云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型設(shè)計過程中需要考慮云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量特性、子特性和具體的度量元，相關(guān)的研究主要分為兩個方面：一是與SDN 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量特性相關(guān)的研究，有針對SDN 數(shù)據(jù)平面設(shè)備和控制器進行性能和功能特性的基準測試研究[18-20]；有對SDN控制器利用相關(guān)度量元進行可靠性、安全性和可擴展性的研究[21-22]；也有測試儀表廠商提供專業(yè)的評測方案，覆蓋SDN南向協(xié)議、編排層、以及虛擬化軟件等評價對象，其中有可供參考的具體的度量元[23]。二是與云服務(wù)質(zhì)量特性相關(guān)的研究，有針對云環(huán)境下多種云服務(wù)的基準評測[24]、隔離性研究[25]，還有云環(huán)境下通用服務(wù)質(zhì)量模型的研究[26-29]。隨著基于SDN的云計算網(wǎng)絡(luò)[2]等的研究發(fā)展，云網(wǎng)進入深度融合階段，網(wǎng)絡(luò)作為服務(wù)成為趨勢[1]。相應地，出現(xiàn)了與云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的模型和評價方案，有機構(gòu)給出了宏觀的評價指標，如云計算開源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的云網(wǎng)融合發(fā)展白皮書[30]等。但是現(xiàn)有的研究主要關(guān)注的是云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量的部分特性，并且主要是反映技術(shù)層面的指標，并沒有從提供服務(wù)的角度考慮服務(wù)提供者和用戶共同關(guān)注的質(zhì)量特性。

綜上，通用質(zhì)量模型無法滿足對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量有針對性的質(zhì)量評價，現(xiàn)有相關(guān)研究也少有從服務(wù)質(zhì)量特性的角度去度量云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量。在云網(wǎng)深度融合的背景下，隨著技術(shù)和需求不斷發(fā)展，有必要給出針對性的云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型，可以幫助服務(wù)提供者和用戶確定它的整體服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)對云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量進行持續(xù)評價。

2 云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量分析

2.1 服務(wù)質(zhì)量模型的目標使用者

首先，為了明確設(shè)計的視角，在識別和確定云網(wǎng)平臺服務(wù)的質(zhì)量特性時，必須考慮到服務(wù)質(zhì)量模型的目標使用者的需求。建立服務(wù)質(zhì)量模型的最終目標是為使用者給出可供應用、判斷和決策的信息，不同類型的使用者對云網(wǎng)平臺有不同的服務(wù)質(zhì)量需求。從服務(wù)的角度看，云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型的目標使用者包括服務(wù)提供者、用戶和第三方評測機構(gòu)。對于服務(wù)提供者，需要評價和改進所提供服務(wù)的質(zhì)量，提高用戶滿意度并獲得盡可能多的收益。對于用戶，需要找到符合需求的服務(wù)提供者、確定可接受的服務(wù)標準，并對所接受服務(wù)的質(zhì)量做出評價。服務(wù)提供者和用戶是云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型的主要利益相關(guān)使用者，在質(zhì)量模型的設(shè)計中應綜合考慮二者利益。第三方評測機構(gòu)主要是接受委托對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量進行評價。使用者對于服務(wù)質(zhì)量模型的使用涉及云網(wǎng)平臺生命周期中的多個階段，包括技術(shù)選型、驗收、運維和服務(wù)使用等階段。

2.2 云網(wǎng)平臺實現(xiàn)架構(gòu)的分析

將云網(wǎng)平臺看做灰盒進行分析，即，雖然不考慮源代碼級別的白盒，但是也并不將其完全視作整體對外提供服務(wù)的黑盒，而是綜合考慮云網(wǎng)平臺架構(gòu)中的邏輯實體、由邏輯實體構(gòu)成的平面之間的交互以及對外提供的服務(wù)，由此引入云網(wǎng)環(huán)境下SDN 技術(shù)帶來的影響和能力提升?；赟DN 云網(wǎng)平臺的實現(xiàn)主要分為兩種方式：一是云管理平臺實現(xiàn)的原生SDN網(wǎng)絡(luò)能力，為提高相對薄弱的網(wǎng)絡(luò)資源管理能力，云管理平臺本身提供了一些基于SDN 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度和管理功能，部分實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)控制與底層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的解耦；二是引入第三方SDN 控制器的云網(wǎng)平臺，基于相對成熟的獨立SDN控制器解決方案提升云管理平臺的網(wǎng)絡(luò)功能，支持擴展L2～L7層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這也是目前較為普遍采用的一種方式[2]，其架構(gòu)如圖1所示。

為使問題聚焦，只考慮SDN網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)的部分，并省略部分細節(jié)?？紤]主流的基于OpenFlow 模型的SDN 架構(gòu)，OpenFlow 將網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的公共屬性抽象為“流”（flow），最核心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是流表（flow table），是對流進行相應操作的動作的集合，如轉(zhuǎn)發(fā)、丟棄等。為明確云網(wǎng)平臺架構(gòu)內(nèi)部的邏輯功能和存在的跨邏輯平面的交互，需要從以下兩個角度對圖1進行分析：

從分析邏輯功能的角度，云網(wǎng)平臺架構(gòu)中包含的邏輯實體有：云管理平臺、SDN 控制器、支持SDN 的交換機（以下簡稱交換機，是SDN 網(wǎng)絡(luò)中典型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）和主機。云管理平臺主要負責其管控域內(nèi)云資源的管理和任務(wù)調(diào)度等。SDN控制器負責網(wǎng)絡(luò)資源的管理，例如安裝了流表的交換機、網(wǎng)絡(luò)鏈路，是SDN網(wǎng)絡(luò)中的控制邏輯實體。交換機負責流表的安裝維護以及執(zhí)行處理特定流的動作等。通過SDN控制器下發(fā)不同控制策略到交換機的流表，不同的流可以匹配到不同的流表中，執(zhí)行不同的動作。另外，用戶可以在SDN控制器平臺上開發(fā)自定義的流管理等多種應用程序，即SDN App。通過部署在SDN 控制器平臺上的各類應用程序，例如網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)鏈應用程序，SDN控制器與云管理平臺協(xié)同，可以增強云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理能力。主機是云網(wǎng)平臺的被管對象，其中也包括用戶發(fā)起服務(wù)請求的終端。

（1）從分析邏輯平面之間功能交互的角度，云網(wǎng)平臺架構(gòu)按層次劃分為：資源管理平面、網(wǎng)絡(luò)管理平面和數(shù)據(jù)平面，其中網(wǎng)絡(luò)管理平面又細分為控制平面和應用平面。SDN改變了傳統(tǒng)云環(huán)境下承載網(wǎng)絡(luò)的功能結(jié)構(gòu)，將部分網(wǎng)絡(luò)功能從數(shù)據(jù)平面抽取到控制平面和應用平面，通過這些邏輯平面之間的交互（通過南北向、東西向APIs）使控制平面具有集中管理和擴展能力，提高了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性，但交互過程也增加了云網(wǎng)平臺內(nèi)部的通信量，引入通信延遲和安全風險。

2.3 云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量影響因素的分析

2.3.1 SDN對云網(wǎng)環(huán)境下服務(wù)質(zhì)量的影響

首先，需要考慮SDN和云計算的本質(zhì)特征：

（1）SDN 的關(guān)鍵技術(shù)特征主要包括[5]，控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分離、轉(zhuǎn)發(fā)平面抽象、開放的可編程接口和控制平面集中化的網(wǎng)絡(luò)控制管理等。

（2）NIST（美國國家標準與技術(shù)研究院）在NIST SP 800-146中定義了云計算的五個基本特征[24]：按需自助服務(wù)、快速可伸縮性、可度量的服務(wù)、無處不在的網(wǎng)絡(luò)訪問和資源池化。

其次，需要關(guān)注由SDN 引入的服務(wù)質(zhì)量影響。通過2.2 節(jié)的架構(gòu)分析，SDN 將部分屬于底層設(shè)備管理的功能抽象到控制平面，需要考慮網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)改變對服務(wù)質(zhì)量的影響，主要是控制平面和數(shù)據(jù)平面分離所帶來的影響：

（1）SDN控制平面的處理能力和數(shù)據(jù)平面的轉(zhuǎn)發(fā)能力是否能夠有效支撐服務(wù)[19-20，23]。

（2）作為網(wǎng)絡(luò)管理控制的中心，SDN 控制平面是否能夠在出現(xiàn)故障的情況下，提供相應機制保障服務(wù)的可靠運行[21-22]。而對于功能簡化的數(shù)據(jù)平面，同樣需要提供保障用戶數(shù)據(jù)可靠轉(zhuǎn)發(fā)的機制。

2.3.2 SDN提供的云網(wǎng)平臺服務(wù)能力

對于SDN 提供的云網(wǎng)平臺服務(wù)能力，參考國際電信聯(lián)盟標準[11]，考慮技術(shù)實現(xiàn)中SDN提供的技術(shù)支撐以及服務(wù)提供階段對需求的滿足，給出分析視角如圖2所示。

本文總結(jié)的具體SDN提供云網(wǎng)平臺服務(wù)能力包括七個方面。結(jié)合圖2，服務(wù)能力的每個方面都分別從三個角度闡述，包括，云網(wǎng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)需求、SDN提供的云網(wǎng)平臺服務(wù)能力支撐、對服務(wù)提供者和用戶需求的滿足。具體如下：

（1）細粒度的定制化的感知測量。

可度量的服務(wù)是云計算的重要特征之一[28]。云網(wǎng)環(huán)境下需要實現(xiàn)更簡單及精確的網(wǎng)絡(luò)測量，提升對于網(wǎng)絡(luò)帶寬或流量度量的精確度，并可以針對不同類型的服務(wù)提供定制化的感知測量。

SDN自身提供了細粒度的流量信息統(tǒng)計功能，可以對每包、每端口、每流表、每隊列和每計量表進行統(tǒng)計[5]。

服務(wù)提供者可以按每流或流量匯總等不同粒度收集統(tǒng)計信息，獲取多樣的網(wǎng)絡(luò)測量數(shù)據(jù)，滿足用戶對于準確度量服務(wù)的需求。

（2）網(wǎng)絡(luò)流量的細粒度的動態(tài)調(diào)度調(diào)優(yōu)。

云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)流量具有高吞吐量、低時延和變化頻繁的特點[3]。為了支撐上層業(yè)務(wù)的正常運行，云網(wǎng)平臺需要具有動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)流量的能力，即，及時感知流量負載的變化和出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞，彈性地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的配置與回收[31]，自動化地調(diào)整路由策略。例如，對于網(wǎng)絡(luò)直播類的業(yè)務(wù)，在直播時，短期內(nèi)會涌入大量的用戶流量，需要增加帶寬資源，在直播后，需要及時釋放帶寬資源。

SDN可以實現(xiàn)基于流的網(wǎng)絡(luò)資源解析（L1～L4層），根據(jù)上層業(yè)務(wù)當前狀況以及趨勢預測，通過控制器動態(tài)下發(fā)策略，實現(xiàn)對全局網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化，完成流量的自我調(diào)優(yōu)，結(jié)合備份機制，可以降低網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生的概率。更進一步地，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和主機的聯(lián)合優(yōu)化[30]。

對于服務(wù)提供者，可以增強服務(wù)的及時響應性，使網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率保持在合理的范圍內(nèi)，在保證服務(wù)質(zhì)量的同時，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降低運營成本的目的。對于用戶，可以獲得良好的體驗并節(jié)省開銷。

（3）按需求分配網(wǎng)絡(luò)資源。

云計算具有按需使用資源的特性[29]。云環(huán)境中部署的應用類型豐富，用戶對網(wǎng)絡(luò)相關(guān)服務(wù)的需求多樣且多變，需要為不同用戶或不同應用提供有區(qū)分的服務(wù)。

SDN轉(zhuǎn)發(fā)決策是基于流的，同一個流中的所有數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備上都接收相同的服務(wù)策略。利用SDN技術(shù)對數(shù)據(jù)流進行分類，實現(xiàn)基于每流的帶寬保證，將資源預留、隊列管理和分組調(diào)度等策略相結(jié)合，在動態(tài)負載均衡基礎(chǔ)上，為特定類型的用戶或應用提供專用帶寬，實現(xiàn)有區(qū)分的、不同優(yōu)先級的帶寬QoS保證，并支持網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)可配置[5]。

對于服務(wù)提供者，可以為用戶提供更豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)選擇，例如，多種可選QoS策略，實現(xiàn)QoS策略自動管理。用戶按需使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并擁有對網(wǎng)絡(luò)進行配置的自主性，擁有調(diào)整QoS策略和進行路由定制的能力等。

（4）網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理。

在統(tǒng)一的資源平臺上實現(xiàn)用戶的自服務(wù)，是云計算的特征之一[24]。云網(wǎng)平臺下，需要屏蔽底層供應商設(shè)備的差異，提供網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理能力。

在虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用SDN 控制平面集中化的網(wǎng)絡(luò)控制管理特征，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理[25]?？刂破矫婵梢韵掳l(fā)不同粒度級別的用戶策略。服務(wù)提供者將業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型編排為網(wǎng)絡(luò)實例組合，SDN控制平面通過北向接口接收編排信息，通過南向接口下發(fā)給數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以進一步實現(xiàn)自動化統(tǒng)一管理[3]。

對于服務(wù)提供者，可以實現(xiàn)云網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)的一體化開通和運營，用戶可以自助下單開通服務(wù)，提升服務(wù)提供和使用的自動化程度、降低管理的復雜度和成本。

（5）網(wǎng)絡(luò)資源隔離。

在云網(wǎng)環(huán)境下，使用共享資源池的方式為用戶提供服務(wù)，會帶來一些的風險，如用戶訪問未分配的網(wǎng)絡(luò)資源、其他用戶的網(wǎng)絡(luò)資源和相關(guān)數(shù)據(jù)/控制信息[25]。為保證用戶網(wǎng)絡(luò)資源和信息的安全需要進行網(wǎng)絡(luò)資源隔離，至少包括網(wǎng)絡(luò)資源相關(guān)的可達性隔離和帶寬隔離。

SDN 中通過流表操作，以流為粒度，從L1 到L4 都可以進行數(shù)據(jù)流過濾，實現(xiàn)不同用戶和業(yè)務(wù)間流量的可達性隔離[25]。通過計量表進行限速操作可以實現(xiàn)帶寬隔離。對流表信息隔離需要引入存儲和數(shù)據(jù)庫相關(guān)的安全措施。

對于服務(wù)提供者和用戶，網(wǎng)絡(luò)資源隔離都是必要的，可以保障服務(wù)的安全性。

（6）網(wǎng)絡(luò)資源可視化。

云網(wǎng)環(huán)境下的云服務(wù)具有無形性的特點[26]，不便于用戶管理網(wǎng)絡(luò)資源，也降低了用戶對云網(wǎng)平臺服務(wù)的接受度。由此提出了網(wǎng)絡(luò)資源可視化、網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)檢測及實時更新等可視化需求。

SDN 控制平面提供了管控域內(nèi)底層網(wǎng)絡(luò)的全局視圖信息，在此基礎(chǔ)上，可以為網(wǎng)絡(luò)資源負載均衡、網(wǎng)絡(luò)故障定位及快速恢復等功能提供便利[22]。

服務(wù)提供者為用戶提供有形的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提高云網(wǎng)平臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可接受程度，用戶根據(jù)可視化的網(wǎng)絡(luò)抽象視圖獲得服務(wù)有形性，便捷地管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流。

（7）網(wǎng)絡(luò)組件的軟件化和網(wǎng)絡(luò)功能定制。

云計算的按需自助服務(wù)從另一角度可以理解為用戶在服務(wù)提供者提供的平臺上按需自定義擴展功能。一定程度上，可以將云網(wǎng)平臺提供的服務(wù)看作PaaS 服務(wù)，用戶可以利用平臺提供的開放API接口進行二次開發(fā)，實現(xiàn)定制的網(wǎng)絡(luò)功能擴展。

云網(wǎng)平臺中的SDN網(wǎng)絡(luò)組件具有軟件化特征[5]，網(wǎng)絡(luò)的正常運行很大程度依賴于運行在通用服務(wù)器上的軟件。網(wǎng)絡(luò)組件的軟件化為解除廠商綁定、實現(xiàn)用戶按需自定義網(wǎng)絡(luò)功能提供可能?；赟DN的云網(wǎng)平臺為用戶提供開放的API接口，實現(xiàn)一定程度的網(wǎng)絡(luò)可編程性，且SDN 技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)編程具備一定通用軟件編程特征[2，5]。

用戶通過服務(wù)提供者提供的API 接口進行二次開發(fā)，實現(xiàn)定制的網(wǎng)絡(luò)功能，例如自定義的網(wǎng)絡(luò)分析程序，并部署在云網(wǎng)平臺上，也可以更改和刪除定制的網(wǎng)絡(luò)功能。

上述云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量影響因素分別從不同角度反映了服務(wù)提供者和用戶所關(guān)注的云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型的建立需求，下面進行服務(wù)質(zhì)量模型設(shè)計。

3 服務(wù)質(zhì)量模型的設(shè)計

3.1 服務(wù)質(zhì)量模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)建方法

服務(wù)質(zhì)量模型是一組依據(jù)需求定義的特性及特性間的關(guān)系，實現(xiàn)對質(zhì)量需求的抽象描述。需要給出結(jié)構(gòu)設(shè)計從而明確特性之間的關(guān)系[27]。依據(jù)經(jīng)典的McCall模型[6]和SQuaRE系列模型[9]的設(shè)計，遵循獨立性、針對性、可度量性、簡明性和可比性的設(shè)計原則，建立具有多層次結(jié)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量模型。其中，層次結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3所示。

圖3中，質(zhì)量特性是高層次抽象層，具有一般性；每個特性由若干子特性構(gòu)成，子特性是對質(zhì)量特性的解釋，更具體地體現(xiàn)云網(wǎng)平臺特征；子特性又包含若干可以直接量化比較的度量元，便于實施度量。度量元是指在層次結(jié)構(gòu)底層度量所約定的服務(wù)需求和最終提供的服務(wù)的符合程度[10]，其數(shù)值需要通過從云網(wǎng)平臺采集具體的評測數(shù)據(jù)進行計算獲取。評測數(shù)據(jù)分為客觀的測量/采集數(shù)據(jù)和主觀的專家評估量化數(shù)據(jù)。

在整體多層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，質(zhì)量模型結(jié)構(gòu)又分為兩部分，質(zhì)量特性的樹狀結(jié)構(gòu)和度量元的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，按照獨立性原則，每個層次的特性、子特性以及具體度量元的設(shè)計應盡力減少相互之間的關(guān)聯(lián)性，從不同角度反映云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量，因此，主體的質(zhì)量模型特性的組成采用樹型結(jié)構(gòu)，如圖3（a）。在對于度量元的初步篩選過程中發(fā)現(xiàn)，不同度量元的評測數(shù)據(jù)之間存在交集，即，不同度量元可能擁有一個或多個相同評測數(shù)據(jù)來源。因此，度量元到具體評測數(shù)據(jù)的部分是不完全連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖3（b）。例如，從SDN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備獲取的“網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率”的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以作為衡量“出口鏈路帶寬利用合理性”和“網(wǎng)絡(luò)資源配置和回收有效性”兩個度量元的評測數(shù)據(jù)來源。

按照針對性原則，重點關(guān)注從云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量影響因素到質(zhì)量特性、子特性和度量元的映射[8]。為實現(xiàn)質(zhì)量模型和評價對象的綁定映射，按照構(gòu)建順序，層次質(zhì)量模型的建立方法有三種[8]：一是自頂向下，首先確定頂層質(zhì)量特性，自頂向下將質(zhì)量特性分解，從質(zhì)量特性到云網(wǎng)平臺質(zhì)量影響因素建立聯(lián)系，例如McCall 模型和ISO/IEC 25010；二是自底向上，自云網(wǎng)平臺的質(zhì)量影響因素到質(zhì)量特性的映射。通過聚類或因子分析的方式，確定必須滿足的重要影響因素，以及這些因素所影響的頂層質(zhì)量特性，例如質(zhì)量屋（house of quality，HOQ）指標選擇方法[32]；三是前兩者的結(jié)合，采用自底向上/自頂向下（bottom-up/top-down）的方式進行質(zhì)量特性的反復迭代識別，例如Dromey質(zhì)量模型[8]。通過對各層次指標的初步篩選和專家意見，Dromey 質(zhì)量模型采用的自底向上/自頂向下的方式更適合于構(gòu)建云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型，質(zhì)量模型各層次指標需要反復迭代確認，實現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量影響因素到質(zhì)量特性的映射。

采用自底向上/自頂向下的構(gòu)建順序，通過德爾菲法（也稱為專家咨詢法）和頻率分析法確認質(zhì)量特性。頻率分析法是指，在選取指標的過程當中，以現(xiàn)有權(quán)威標準和學術(shù)研究中給出的質(zhì)量特性為數(shù)據(jù)樣本進行頻率統(tǒng)計分析。該方法根據(jù)現(xiàn)有模型的規(guī)模（數(shù)量）和定義覆蓋范圍（質(zhì)量）來評估所建議的質(zhì)量模型的結(jié)構(gòu)特征，為云網(wǎng)平臺質(zhì)量模型的合理性提供支撐[33]。計算方法為f=f(k)/s，其中，f為頻率，f(k)為第k項指標出現(xiàn)的次數(shù)，s為樣本的總數(shù)。本文給出了統(tǒng)計結(jié)果數(shù)據(jù)（https：//github.com/zh-b210/qm），照質(zhì)量模型適用對象不同分為三類，包括：軟件質(zhì)量模型（D1）、IT 和云服務(wù)質(zhì)量模型（D2）以及Web服務(wù)質(zhì)量模型（D3）。云網(wǎng)平臺服務(wù)基于信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)提供，與IT服務(wù)、云服務(wù)和傳統(tǒng)Web服務(wù)都有相似，可借鑒相關(guān)研究成果。

各質(zhì)量特性之間的可靠性和一致性在第4 章通過信度分析進行驗證。以上方法能夠確保云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量特征與質(zhì)量特性之間建立明確的聯(lián)系。

3.2 服務(wù)質(zhì)量模型的設(shè)計

3.2.1 參考質(zhì)量模型和質(zhì)量特性分類規(guī)則

如果按照自底向上/自頂向下的構(gòu)建方法實現(xiàn)從云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量影響因素（2.3節(jié)）到頂層質(zhì)量特性的映射，還需要確定頂層質(zhì)量特性的分類方式。

對于服務(wù)質(zhì)量模型的質(zhì)量特性進行分類的方式主要有三種[27]：基于權(quán)威質(zhì)量模型依從性分類、根據(jù)服務(wù)質(zhì)量依賴性分類和根據(jù)相關(guān)應用場景分類。由于云網(wǎng)平臺所提供服務(wù)的應用場景多變，難以依據(jù)場景進行類別劃分，因此質(zhì)量特性的分類設(shè)計只好將前兩種方式相結(jié)合如下：

首先，考慮到SDN 的IT 化特征和云計算的服務(wù)特征，云網(wǎng)平臺提供的服務(wù)質(zhì)量既依賴于IT基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)和軟件等有形產(chǎn)品的質(zhì)量，又依賴于服務(wù)本身獨有的特征[10]，主要參考的權(quán)威質(zhì)量模型出自SQuaRE 系列標準[9]：ISO/IEC 25011 給出的IT 服務(wù)質(zhì)量模型為主要參考模型，并從ISO/IEC 25010的軟件產(chǎn)品質(zhì)量模型和使用質(zhì)量模型中篩選出未被覆蓋的特性作為補充。服務(wù)質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量和使用質(zhì)量的延伸[9]，強調(diào)的重點有所不同，ISO/IEC 25011 結(jié)合了經(jīng)典服務(wù)質(zhì)量評價體系SERVQUAL的特性，以服務(wù)質(zhì)量為中心，對參考模型中質(zhì)量特性與質(zhì)量子特性進行繼承、裁剪和更改。

其次，給出定制質(zhì)量特性的分類規(guī)則，進一步確保定制的質(zhì)量特性能夠覆蓋云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量影響因素和模型使用者的需求，考慮2.1 節(jié)給出的主要利益相關(guān)使用者，即，服務(wù)提供者和用戶。確定質(zhì)量特性時需要參照規(guī)則如下[27]：

（1）對云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量有直接貢獻的特性：從云網(wǎng)平臺作為整體提供服務(wù)的角度，通過云網(wǎng)平臺提供和呈現(xiàn)的可度量服務(wù)，反映整體服務(wù)質(zhì)量對主要利益相關(guān)使用者直接貢獻的特性。規(guī)則（1）重點與服務(wù)質(zhì)量相關(guān)。

（2）用戶體驗相關(guān)特性：從接受服務(wù)的角度，用戶關(guān)注體驗。云網(wǎng)環(huán)境下，用戶需要獲得符合約定性能的準確、有效的服務(wù)，達到獲得良好用戶體驗的目的，反映云網(wǎng)平臺相關(guān)產(chǎn)品在特定場景下，對于用戶使用服務(wù)的需求的滿足性。規(guī)則（2）重點與服務(wù)在特定條件下的使用質(zhì)量和提供服務(wù)過程中的交互體驗相關(guān)。

（3）服務(wù)提供者運營成本相關(guān)特性：從提供服務(wù)的角度，服務(wù)提供者關(guān)注收益（轉(zhuǎn)化為運營成本）。云網(wǎng)環(huán)境下，服務(wù)提供者需要通過云網(wǎng)平臺為用戶提供服務(wù)，達到節(jié)約運營成本并增加收入的目的。規(guī)則（3）重點與服務(wù)在特定條件下的使用質(zhì)量和提供服務(wù)中的資源利用效率相關(guān)。

（4）云網(wǎng)平臺軟件產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)特性：與規(guī)則（1）不同，這一規(guī)則強調(diào)云網(wǎng)平臺所蘊含的軟件產(chǎn)品本身所提供的功能對使用者需求的滿足程度，例如“準確性”這一子特性。從軟件產(chǎn)品本身的質(zhì)量看，這部分是專門與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的特性。規(guī)則（4）重點與軟件產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)。

圖4 給出所參考質(zhì)量模型依賴關(guān)系和相關(guān)分類規(guī)則。

這里并不強調(diào)分類規(guī)則的不可重疊性，某些質(zhì)量特性存在與多個分類規(guī)則相關(guān)的情形，例如可靠性。這在現(xiàn)有的質(zhì)量模型構(gòu)建研究中也較為常見[9，27，33]。

3.2.2 質(zhì)量特性的選擇

從云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量的影響因素到質(zhì)量特性，采用自底向上/自頂向下反復迭代的方法，依據(jù)權(quán)威標準和分類規(guī)則，選取7 個服務(wù)質(zhì)量特性，包括：準確性、有效性、響應性、可靠性、安全性、有形性和友好性。分類規(guī)則和質(zhì)量特性的相關(guān)性如表1所示。

對于表1，需要說明兩點：

表1 云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量特性的分類規(guī)則和相關(guān)性Table 1 Classification rules of SDN-enabled cloud computing platform service quality characteristics

（1）質(zhì)量特性的調(diào)整。與ISO/IEC 25011 相比，做出的調(diào)整是將“適宜性”替換為ISO/IEC 25010 中的產(chǎn)品質(zhì)量模型中的“功能性”的子特性“準確性”和使用質(zhì)量模型中的“有效性”，其中“準確性”更能反映云網(wǎng)平臺服務(wù)相關(guān)的產(chǎn)品本身的質(zhì)量和最終對于用戶體驗的影響?！坝行浴笔欠?wù)提供者按照約定為用戶提供服務(wù)是否可用和可用的水平，直接影響到服務(wù)質(zhì)量，也影響用戶體驗和服務(wù)提供者的運營成本。服務(wù)提供者對于用戶網(wǎng)絡(luò)管理控制請求的及時有效的響應是SDN技術(shù)的重要體現(xiàn)，也與用戶使用體驗和服務(wù)提供者的運營成本相關(guān)，因此作為一個質(zhì)量特性提出?！耙子眯浴碧鎿Q為GB/T 33850-2017 中的“友好性”[12]，體現(xiàn)云網(wǎng)平臺服務(wù)所具有的服務(wù)提供者和用戶交互的特點，是服務(wù)提供者設(shè)身處地為用戶著想和對用戶給予特別關(guān)注的能力。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，強調(diào)云網(wǎng)環(huán)境下SDN 所提供的更多的用戶自主性，可定制、更多維度的分析和二次開發(fā)能力。在刪除了“適應性”和“可維護性”，頻率分析的調(diào)研結(jié)果中表明，在一級質(zhì)量特性的選擇中，本文給出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，雖然D1中“可維護性”的選擇頻率較高，但是與云網(wǎng)平臺服務(wù)更相近的D2和D3中，“可維護性”出現(xiàn)的頻率分別是0和36%，并且這兩個特性與“友好性”在內(nèi)涵上有重疊[13，24]，因此刪除。

（2）質(zhì)量特性與分類規(guī)則相關(guān)關(guān)系的解釋。由于本文質(zhì)量模型是基于經(jīng)典模型進行的定制，頂層質(zhì)量特性均從現(xiàn)有經(jīng)典質(zhì)量模型中選擇，其內(nèi)涵已經(jīng)相對成熟和穩(wěn)定，可以認為和分類規(guī)則之間的相關(guān)性關(guān)系也是確定的。因此，依據(jù)權(quán)威模型中質(zhì)量特性的內(nèi)涵和現(xiàn)有研究的分析結(jié)果給出相關(guān)關(guān)系，如表1所示。通過頻率分析的統(tǒng)計結(jié)果進行進一步的驗證，例如，在D3中100.00%和82.98%的服務(wù)質(zhì)量模型均選擇“可靠性”和“安全性”作為質(zhì)量特性，可以確認和服務(wù)質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系。在D2中60%選擇了“響應性”作為質(zhì)量特性。

3.2.3 服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP

結(jié)合需求分析結(jié)果，在7 個服務(wù)質(zhì)量特性的基礎(chǔ)上，按照可度量性的原則分解出25 個子特性。在質(zhì)量子特性的具體設(shè)計中參考了與SQuaRE 系列標準有演化關(guān)系的兩個國家標準[13，15]，對部分子特性進行了調(diào)整。按照圖3（a）的結(jié)構(gòu)設(shè)計，圖5給出了適用于云網(wǎng)平臺的服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP（quality model for SDN-enabled cloud computing pltaform）。為便于問題闡述，給出符號表示和形式化說明。

限于篇幅，省略常見子特性和度量元的解釋[6-9]，僅給出與2.2節(jié)給出的需求相關(guān)的、特定于云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量的部分子特性的度量元的詳細描述以及度量元類型，如表2所示。其中度量元類型的解釋將在3.3節(jié)給出。

表2 子特性的度量元分解（部分）Table 2 Metrics decomposition of sub-characteristics（part）

3.3 度量元的取值類型與計算方法

完整的質(zhì)量模型設(shè)計需要給出可操作性的度量元的計算方法[27，34]。一般通過差值[34]和比值[13-14，35]兩種方式進行符合程度的比較。按照簡明性和可比性的設(shè)計原則，這里采用更普遍的比值方式。比值方式的好處是可以同時將取值進行無量綱的歸一化處理，將原始數(shù)據(jù)歸一化到[0，1]之間，便于計算具有可比性的綜合服務(wù)質(zhì)量評價結(jié)果。這種方法尤其適用于云網(wǎng)環(huán)境下一段時間內(nèi)流量帶寬等有峰值的情形和相對重要程度的衡量。另外，為了獲得直接可比性，將比值結(jié)果均轉(zhuǎn)換為正向度量元，即度量元取值越大對服務(wù)質(zhì)量的提升越有積極作用。

在通過比值計算度量元的時候，需要根據(jù)質(zhì)量模型的特點確定度量元類型。Manuel[36]的度量元類型被廣泛采用，包括，存在型（P）、比率型（R）、層級型（L）和時間型（T），等。根據(jù)對云網(wǎng)平臺特征的分析和自底向上/自頂向下的迭代指標確認過程中的經(jīng)驗總結(jié)，刪減了不適合的度量元類型。例如，如果采用比值方式度量符合程度，那么表示時間間隔的時間型就可以轉(zhuǎn)化為比率型，控制平面的成功“響應時間”就轉(zhuǎn)換為“請求處理的及時性”（∈子特性f(2)4）。

以下給出QM-SDNCCP 模型采用的三種度量元類型：

（1）存在型（P），度量元所描述的需求在具體實現(xiàn)中是否滿足。為保持形式統(tǒng)一，仍采用等式，度量元ρ的計算方法如公式（1）所示：

其中，ρ∈{0,1}，對于sp的取值，存在兩種情況，通過評價者賦分值，需求在具體實現(xiàn)中滿足賦1 分，需求在具體實現(xiàn)中沒有滿足賦0分。

例如，度量元“路由定制能力”（∈子特性f(2)3），如果評估對象具有路由定制能力sp=1，則最終取值ρ=1，不具有路由定制能力sp=0，則ρ=0。

（2）比率型（R），數(shù)值比率，度量元所描述的需求在服務(wù)實現(xiàn)中的計數(shù)或具體測量的數(shù)值與約定（或相關(guān)標準規(guī)定）的計數(shù)或數(shù)值的比值。按照評測數(shù)據(jù)的類型分為以下幾種情況：

①計數(shù)類，表示通過簡單計數(shù)獲得的數(shù)據(jù)，細分為正向計數(shù)類和負向計數(shù)類。正向計數(shù)類表示進行比值運算后獲得的度量元數(shù)值和原始值的大小變化趨勢一致數(shù)據(jù)。度量元計算方法如公式（2）所示：其中，rp∈[0,1]，ns表示約定（或相關(guān)標準規(guī)定）的計數(shù)標準值，n是需求在具體實現(xiàn)中實際被滿足的計數(shù)值。

例如，假設(shè)約定可視的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)ns=5，評估對象實際可視的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)n=4，則度量元“網(wǎng)絡(luò)資源可視性”，rp=0.8。

逆向計數(shù)類，即對數(shù)據(jù)進行比值運算后獲得的度量元數(shù)值隨著原始值的增大而減小。度量元計算方法如公式（3）所示，參數(shù)的解釋與公式（2）類似，不再贅述。

數(shù)值類表示在一段時間間隔(t～t+Δt)內(nèi)采集獲得的實數(shù)類型的評測數(shù)據(jù)（例如，響應時間），同樣有正向數(shù)值類和逆向數(shù)值類。度量元計算方法如公式（4）和（5）所示：

其中，α∈[0,1]，對于sl的取值，通過評價者賦分值。需求在具體實現(xiàn)中全部滿足賦5 分，較大部分滿足時賦3分，部分滿足時賦1分，完全沒有滿足賦0分。相比于存在型，層級型度量元的評分制引入了更強的主觀性，但是這種情況目前無法避免[36]，可以通過后續(xù)在綜合評價計算中引入AHP等方法進行改進[27]。

例如，度量元“統(tǒng)一管理能力”（∈子特性f(2)2），如果評估對象完全實現(xiàn)統(tǒng)一管理需求，則sl=5，α=1；較大部分實現(xiàn)統(tǒng)一管理需求，則sl=3，α=0.6；部分滿足需求，則sl=1，α=0.2；如果完全不滿足統(tǒng)一管理需求sl=0，α=0。

由圖3（b）可知，云網(wǎng)平臺質(zhì)量模型的度量元采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計，是通過對有交集的評測數(shù)據(jù)進行計算獲得。從評價對象獲取的評測數(shù)據(jù)，利用以上分類的計算方法進行運算可以算出度量元數(shù)值，之后通過綜合評價獲得最終評價結(jié)果。在綜合評價方法的選擇上，很多標準和研究提出的質(zhì)量模型都給出了參考方法，例如分級加權(quán)平均方法[12-14]、模糊綜合評價法[17]等，不再贅述。

4 服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP的信度分析

服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP具有多層次結(jié)構(gòu)，用于對云網(wǎng)平臺進行服務(wù)質(zhì)量評價的多指標體系。為了確保通過QM-SDNCCP獲得的評價結(jié)果可靠且一致，需要對其主要組成部分的指標體系進行信度分析。信度分析是一種測度指標體系是否具有一定可靠性和一致性的有效分析方法[30，36]，用于衡量質(zhì)量模型評價結(jié)果的穩(wěn)定性。具備高信度的指標體系，內(nèi)部結(jié)構(gòu)良好，各指標之間獨立，并且指標關(guān)系一致。QM-SDNCCP主體是由質(zhì)量特性和子特性兩個層次構(gòu)成，需要對二者進行信度分析。具體步驟如下：

（1）樣本數(shù)據(jù)采集。邀請云網(wǎng)領(lǐng)域的專家和用戶對所提出的服務(wù)質(zhì)量特性和子特性進行評分，其中用戶的類型分為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運維人員和有云網(wǎng)平臺開發(fā)測試經(jīng)驗的人員。通過專家和用戶的個人經(jīng)驗判斷，按照服務(wù)質(zhì)量影響的重要程度，分別對7個質(zhì)量特性和25個子特性進行打分。通過李克特式5點量表法[17]收集專家和用戶的主觀評分，最終共搜集59份評分數(shù)據(jù)，打分表如表3所示。

表3 服務(wù)質(zhì)量評價影響打分表Table 3 Scoring scale for impact of service quality evaluation

（2）計算信度系數(shù)。信度系數(shù)是表明信度大小的統(tǒng)計量，一般通過對信度系數(shù)的計算進行信度分析，最常使用的是Cronbach’s Alpha信度系數(shù)[17]，計算方法如公式（7）所示：

其中，N為用于測量信度的特性/子特性的數(shù)目，σ2Yi為第i個特性/子特性得分的方差，σ2X為總得分的方差。Alpha 越大，則說明利用指標體系進行評價所獲得的結(jié)果越可靠；反之，則說明專家和用戶雖然使用相同的指標體系，但所得評價數(shù)據(jù)之間差異較大，指標體系不具有可靠性。

利用統(tǒng)計軟件SPSS20.0 對步驟（1）所獲得的服務(wù)質(zhì)量評價影響打分數(shù)據(jù)進行信度分析，結(jié)果如表4所示。

表4 可靠性統(tǒng)計量Table 4 Reliability statistics

（3）對信度系數(shù)的計算結(jié)果進行分析討論。通常情況下，當Alpha∈(0.7, ]1 表明該指標體系具有極高信度，當Alpha∈[ ]0.35,0.7 ，表明該指標體系具有一般信度，而當Alpha∈[0,0 .35 )，表明該指標體系具有極低信度。從表4 的結(jié)果可以看到，質(zhì)量模型的7 個特性都具有極高信度。同時，考慮到特性的劃分主要依據(jù)相關(guān)權(quán)威標準，在IT 服務(wù)質(zhì)量和云服務(wù)質(zhì)量評價等領(lǐng)域中有多年的應用，并且表1中給出了詳細的分類規(guī)則，因此，認為QM-SDNCCP 特性的可靠性和一致性滿足要求。25個子特性更具有云網(wǎng)平臺服務(wù)特征的針對性，是通過需求分析獲得，不可避免地引入了更多主觀性，其信度分析結(jié)果更有參考價值。表4 的信度分析結(jié)果表明QM-SDNCCP子特性的設(shè)計具有極高的信度，可靠性和一致性滿足要求。

5 結(jié)論

目前，SDN技術(shù)在云計算環(huán)境下的應用范圍逐漸變廣，需要對云網(wǎng)平臺提供服務(wù)的質(zhì)量進行系統(tǒng)的評價。本文在給出云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型設(shè)計需求分析的基礎(chǔ)上，對權(quán)威服務(wù)質(zhì)量模型SQuaRE 進行了裁剪和定制，提出了云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP，并給出了度量元的計算方法，達到描述并量化評價云網(wǎng)平臺服務(wù)質(zhì)量的目的。對服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP 進行了信度分析，表明QM-SDNCCP模型的特性和子特性的設(shè)計具有可靠性和一致性。QM-SDNCCP 可以應用在技術(shù)選型、驗收、運維和服務(wù)使用階段，為服務(wù)提供者和用戶提供云網(wǎng)平臺服務(wù)選擇和質(zhì)量改進的參考。

本文只給出一個多方面需求覆蓋的服務(wù)質(zhì)量模型，由于篇幅所限，沒有對服務(wù)質(zhì)量模型中特性、子特性的描述以及具體度量元給出更加細化的分析，例如針對彈性、隔離性等服務(wù)提供者和用戶都重點關(guān)注的度量。另外，雖然出現(xiàn)了諸如Kubernetes這類所謂容器云管理平臺[3]，但是基于SDN的云網(wǎng)平臺所支持的服務(wù)能力并沒有本質(zhì)變化。未來，服務(wù)質(zhì)量模型QM-SDNCCP也將根據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應用場景的豐富做出相應的調(diào)整。

致謝：感謝內(nèi)蒙古大學計算機學院的云計算與服務(wù)軟件內(nèi)蒙古自治區(qū)工程實驗室、內(nèi)蒙古自治區(qū)社會計算與數(shù)據(jù)處理重點實驗室和內(nèi)蒙古紀檢監(jiān)察大數(shù)據(jù)實驗室提供的實驗環(huán)境支持。