赵又霖 邓仲华 黎春兰

（武汉大学信息管理学院 湖北武汉 430072）

1 引言

云服务是云计算技术将其自身展现给用户的具体实现形式，也是其自身价值得以实现的方式。对云服务提供商而言，他们以不同的云服务内容和形式相互竞争，Google、Amazon、IBM、Sun、Microsoft、HP 和 Salesforce 等这些大型的IT厂商均推出不同的云服务，如应用程序服务、存储服务、架构服务和计算服务等。对用户而言，众多的云服务可以满足用户随时随地按需使用的需求，但用户在访问云服务的过程中会受到各种因素的制约，如一定费用的支付和预算的局限。因此，从云服务提供商角度来看，可以依据云 SLA（Service Level Agreements，服务等级协议）来优化使用其基础设施以提供用户所需要的云服务。从用户角度来看，可以依据云SLA来确保自己能够享受到云服务提供商所承受的服务质量和服务等级，进而平衡成本的支出与所获得服务质量的水平，选择性价比较高的云服务。

2 服务等级协议

TMF GB917定义的SLA为：SLA是服务提供商（Service Provider，SP）和用户之间正式签订的一个协定，是存在于双方之间的一个合约。它是一个正式的、经服务提供商和用户协商的合约，包括双方对服务内容、优先权、责任和义务以及费用和赔偿问题的共识，同时包括对服务质量等级的规定。在现有云环境下，SLA能较稳定地支持对服务的正常运营，因此是信息服务双方不可或缺的 一 项 协 议。 云 环 境 下 的 信 息 服 务 等 级 协 议（Information Service Level Agreement， ISLA） 是提供商关于如何实现提供给客户的信息服务的承诺、保证客户获得预定义的信息服务质量的协议。

随着市场竞争的加剧，电信服务、网络服务和云服务的提供商均面临着提高自身竞争优势和满足用户性能需求的双重压力。他们一方面致力于减少服务的成本，另一方面又必须努力改进云服务质量，从而使自己的服务/产品有别于其他的竞争者。由于网络服务提供商（Internet Service Provider， ISP）、 通 信 服 务 提 供 商 （Transmission Service Provider，TSP）、 云服务提供商 （Cloud Service Provider， CSP）、 信 息 资 源 服 务 提 供 商 （Information Resource Service Provider， IRSP）及终端用户（User）这些参与方、其角色具有多重性、用户需求具有多样化，使得成本和QoS之间的平衡尤为复杂和困难；同一个服务提供商，它的角色既可以是服务的提供方，也可以是服务的接收方。这种多重角色形成了一条复杂的关系链，如云服务提供商对于网络服务提供商是接受网络服务的客户（但不是终端客户），他们之间的服务等级协议是WSLA；对于信息资源服务提供商来说，云服务提供商是信息服务平台的提供者，因而他们之间的服务等级协议是ISLA（见图 1）。

图1 信息服务的业务关系模型

2.1 SLA的发展

SLA的应用经历了从电信到IP网络服务，在两者的基础上，SLA又被引入到云服务领域。因此，可以将SLA的发展归结为三个阶段，即电信服务阶段、网络服务阶段和云服务阶段。

（1）电信管理论坛TMF将SLA应用于电信服务领域。TMF、ITU、IETF等部门分别制定各种SLA和QoS的标准与规范，如有关服务质量的术语定义、确定和应用QoS参数的框架和方法、SLA的框架、SLA的管理手册等，有利于统一规范SLA的应用，保证用户和提供商对SLA和QoS术语的统一理解。

（2）在网络服务领域，各种在Web和Grid服务中签订的SLA逐渐形成，如HP的WSMF（Web Services Management Framework）、IBM 的 WSLA （Web Service Level Agreement）、WSPL、WS-agreement及其基于WS-Policy的方法等。这些在Web服务领域中用以保证Web服务质量的协议，通过提供各种IT服务水平的参数、衡量实际服务水平与预先协定的偏差和失误、监测和管理Web服务的执行，从而确保Web服务的网络性能和质量得到应有的保证。

（3）云服务领域，各云服务提供商制定各自的云SLA以保证云服务的质量。如Microsoft Azure云平台服务制定 SLAs， 从 Storage、Compute、SQL、AppFabric 和 CDN等方面来明确服务双方的职责与义务；Amazon S3存储服务制定Amazon S3 SLA，从功能、可靠性和价格等方面来明确其存储服务；Google Apps制定Google Apps SLA，明确Apps产品提供的服务等级及违规情况。各种云SLA的实施使得云SLA成为目前云服务提供商们保证QoS的重要手段。

2.2 云SLA的需求及意义

云计算的本质是将资源虚拟化存储于云端，以互联网传播的方式为用户提供服务。因此，我们认为能通过网络实现的信息服务是实现云服务的前提条件之一。云SLA是对服务提供商所提供云服务的服务质量和服务等级进行阐述和明确的法律文本。就云SLA而言，服务提供商或用户都会考虑与某项云服务相关的要素，如服务对象等级、双方职责、服务维护、数据存储位置、业务连续性或灾难恢复能力、系统冗余等，因此需要在SLA文本中明确或者满足以下几点需求：

（1）对服务加以清晰的描述，以便用户能够容易地理解和完成对服务的操作。

（2）说明服务提供商所提供服务的服务等级。

（3）定义对服务参数进行监控的具体方式以及监控报告的格式。

（4）说明服务提供商不能提供服务时所需要承担的责任。

（5）说明计费等具体的业务参数等。

在关于云SLA的相关文本中，服务提供商和用户需要分别把各自的责、权、利阐述清楚，需要就双方均认可的服务提供商所提供服务的类型、所提供服务的等级参数、用户所需付费情况、关于所提供服务的相关保证措施以及关于服务提供商与用户违反文本中相关条款的惩罚措施等具体的文本条文明确下来。由于云计算在线服务模式的特殊性，对于云服务提供商可能出现的服务中断和不适时、数据损坏、用户隐私泄露等情况，要在云SLA文本中明确云服务提供商的责任以及一旦出现上述情况服务提供商所需承担的责任等。

3 云SLA管理的价值

为了服务质量水平以SLA预先定义的性能等级进行交付使用，需要对SLA中所有服务过程加以管理，即SLA 管理 （Service Level Agreement Management，SLAM）。TMF提出SLA生命周期管理和SLA参数框架两种SLAM管理工具。其中，SLA参数框架是对独立参数进行分类的有用工具。

云SLA定义了双方或者多方关于服务质量、优先权和职责等期望。传统的SLA是服务提供商和企业用户所签订的合同（见图2）。SP必须积极地管理所提供服务的质量以获得竞争优势。此外，其所提供的服务越是依赖于多个合作者，管理这些服务的云SLA在SP维持众多合作关系或用户关系中越具有重要的作用（见图3）。因此，云SLA及其管理在SP的用户关系管理（CRM）和供应关系管理（SRM）中起着重要作用，它对SP、用户和供应商均有着重要的价值。

图2 SP的CRM关系

图3 SP的SRM关系

4 云SLA的生命周期管理

TMF在eTOM视图中定义了SLA的生命周期过程，云服务提供商同样需要eTOM商务过程框架来规范、集成并自动化云服务的商务运营过程，能高效地与其它实体或参与方开展商务，使通过网络实现的云服务能更多地关注客户、关注服务质量，实现其资源节约、资源共享、安全保障等基本特征。根据业务或参与方的性质，云SLA的类型包括云服务提供商内部的SLA、云服务提供商-客户的SLA、云服务提供商-供应商的SLA（见图4）。

目前云服务提供商向用户提供的云服务一般包括四种：基础设施即服务IaaS、软件即服务SaaS、平台即服务PaaS以及存储即服务。以上四种服务，在其服务等级协议的管理过程中都应该遵循SLA生命周期中各个阶段的管理。

图4 云SLA的生命周期

4.1 云SLA开发阶段

云SLA的开发主要是支持服务计划及其活动，如预测市场的趋势、定义和构建可用的服务产品目录等活动。SP将其服务以不同的形式提供给云用户，服务产品是用其功能和特征加以描述的。在此阶段，首先，SP可以采用用户需求调查系统、用户评价系统、服务交互或监测程序等应用程序加以辅助支持，以做出服务开发阶段的一系列决策：如提供服务的类型、服务的水平、服务的质量等级，衡量每项服务水平及质量的参数、参数值的确定等。其次，由于市场需求、竞争压力、服务性能的变动预示着SP开发新服务及其新的SLA模板（见图5）。总之，此阶段的主要任务是：

（1）识别云用户需求。用户需求是开发新云SLA的主要依据。SP在将当前服务交付给用户使用时，需要不断地搜集用户在使用服务过程中所反馈的信息，从而分析用户的使用偏好、识别用户需求。此阶段中SP主要收集用户三个方面的需求：SLA中不存在的服务、SLA中没有定义的服务、超出当前SLA参数的定义。

（2）识别并描述与用户需求相称的服务特征（如服务水平、服务参数及参数值）。在服务的描述过程中，不仅要描述与服务相关的SLA参数，还要描述该SLA参数值是否可以由用户自己选择指定、某参数值是否依赖于已选择的某些参数。

（3）识别并描述网络、通信和云计算的性能。如现有网络和信息资源供给的技术所能提供的服务水平、质量等级等，有助于SP较好地认清当前的技术水平；同时需要将性能以可量化、可计算的参数及参数值的形式将其描述出来，以供用户选择和评价。

（4）准备标准的SLA模板。新服务的描述及其SLA模板是本阶段的结束标志及检验准则，为后阶段与用户的协商奠定基础。

图5 云SLA开发阶段的任务 与工作流程

本阶段结束的标志是获得服务的SLA模板。在SLA管理的过程中还应该对SLA模板的生命周期加以管理，使SLA模板尽可能地适应环境的变化。SLA模板的生命周期包括初始模板的生成、用户的反映/回馈、分析用户需求、改进模板和生成最终模板等。SLA模板是一个公用的服务模板，用户可以根据自身的个性化需求，在云SLA的协商阶段，与SP进行谈判、协商，从而形成适合自身需求的云SLA。

在此阶段，云服务提供中心 （Cloud Service Provider Center，CSPC）持续不断地收集来自不同用户的请求，检查当前目录中是否有与用户需求相匹配或相近的服务，估计新服务潜在的用户量、预期利润和潜在的市场需求等，并将用户需求连同新服务的潜在市场价值及所估算的生命周期发送给云服务计划和开发中心（Cloud Service Planning and Development，CSP&D）。 CSP&D 将用户需求划分为业务需求和技术需求，咨询云服务质量管理中心（Cloud Service Quality Management， CSQM） 当前网络、通信和云资源质量的情况，然后衡量提供新服务的可选架构，确定开发新服务所需的潜在技术或技术的优先级，并将技术需求发送给技术计划和开发中心（Technology Planning and Development，TP&D）。 TP&D根据收到的技术需求，比较当前技术的性能和可靠性能力，分析其技术实现的可能性、更新或改进技术所需成本、实现新服务的时间跨度。如果TP&D认为支持服务可用性或QoS的某项技术尚未成熟，应给出使用其他特定技术的具体建议。TP&D将估计出来的成本和时间值返回给云服务计划和开 发 中 心 （Cloud Service Planning and Development，CSP&D）。CSP&D依据所有返回的成本和时间等信息，评估服务和技术的可行性，如果可行，则生成服务描述文档和SLA模板，并将其发送给相关中心。如CSPC负责服务

的供给，服务配置中心根据与用户签订的SLA配置云服务，CSQM负责检测服务质量的执行情况等。

4.2 云SLA协商阶段

经过云SLA开发阶段，成型的服务及其描述文档和SLA模板即可发布。SLA的协商阶段始于用户与提供商双方对云服务的特征、功能、价格及双方的职责等信息经过多次协商、谈判后，签订包含一个或多个需要安装和使用服务实例的合同。因此，协商阶段包含的活动主要有协商服务的选项、服务参数的QoS水平、SLA模板中服务参数值，并要详细说明SLA合同的责任和义务（见图6）。总之，此阶段的主要任务是：

（1）为特定的服务实例选择合适的SLA参数值。用户协商主要是围绕服务的实例、质量水平以及用于衡量质量水平的参数值等内容展开的。

（2）确定签订SLA的用户成本，即确定用户购买服务的价格。

（3）确定发生SLA违规的SP成本，或当实现的服务水平超出SLA规定时SP所获得的奖励。

（4）定义与服务相关的使用报告。这与SLA参数的性质有关。

此阶段结束的标志是用户签订SLA合同。CSPC接受来自用户对云服务合同信息的咨询，将用户信息发送给订单处理中心（Order Handling，OH），然后其将订单细节提交给云服务配置和激活中心 （Cloud Service Configuration&Activation，CSC&A）。CSC&A检查订单中各服务要素的可用性及可行性，如果涉及到外部提供商的服务要素，则咨询采购中心（Buying）。此外，CSC&A还需请求资源提供中心（Resource Provisioning，RP）检查支持该服务实例的能力及资源的可用性，并将核查的结果返回给OH，由OH来确定产品的可用性，并将结果返回给CSPC。CSPC向用户提供SLA模版，针对SLA的细节向用户提出报价，与用户谈判、协商，最后签订合同。合同中应包含经过双方同意的QoS和SLA参数。

图6 云SLA协商阶段的任务与工作流程

4.3 云SLA实现阶段

云用户的请求在协商阶段转化为用户订单与SLA合同，而SLA合同在实现阶段被转化为可运行的实例。因此实现阶段即SLA实例化的过程，也是激活服务、对服务及服务实例进行配置、安装、启用的过程（见图7）。云SLA实现阶段的主要任务包括三个方面：

（1）配置和提供支付服务的资源。SP将提供给个体服务的实例化资源分配到生命周期的不同阶段；

（2）配置满足SLA的特定服务实例；

（3）激活云服务，将服务交付给用户使用，

此阶段结束的标志是产生实例化的、经过测试的、可接受的服务。CSC&A配置订单中所请求的服务实例，并将请求发送至恰当的部门。CSC&A执行对服务实例的测试，以检验其关键质量指标（Key Quality Indicator，KQI）是否达到SLA的标准，并在管理服务目录中更新服务实例及其KQIs。此外，CSC&A还需通知CSQM初始化监测新服务实例。一切准备就绪后，CSC&A通知服务OH，由OH负责通知用户及其他部门。

4.4 云SLA执行阶段

图7 云SLA实现阶段的任务与工作流程

云SLA执行阶段即执行SLA合同中的各项规定，它涵盖了SLA服务的所有操作。此阶段主要的任务包括：

（1）正常执行和监测服务。其中正常执行的情况包括一切正常、无差错的执行以及出现中断但在SLA范围之内的执行。SP自身执行的服务与供应商/合作者执行的外部服务都需要进行全程监测。监测的目的，一方面是监测服务的性能数据，保证对服务的评价做到有据可依，有助于预测长期的服务能力；另一方面是保证服务的可用性及可靠性。

（2）即时报告服务执行的情况。报告记录的是服务执行和监测的情况，报告的时间和频率依服务的类型和特征而定。

（3）SLA违规的即时处理。SLA违规即服务的非正常执行。倘若SP首先发现服务中断，SP则会采取一系列的措施，确保中断的时间尽量不违反SLA的规定。因此，此处的SLA违规是指用户首先发现的服务中断，并且中断的时间超出了SLA的规定，从而造成SLA违规。

执行阶段结束的标志是用户使用了云服务，但执行的过程却存在正常执行和SLA违规的情况。正常执行是指执行的服务在SLA规定的范围内，或一切正常运行，或是曾出现过服务中断，但中断时间没超出SLA规定的范围。SLA违规的情况是指用户发现服务没有达到SLA规定的质量等级，并向SP提出相应的赔偿。

云服务在执行过程中，总是会出现超出或达不到SLA中明确规定的参数及参数值。换言之，在执行SLA的过程中会出现违反SLA规定的情况。而发现SLA违规的情况至少有两种，一种是SP首先发现违规，并采取相应的补救措施；另一种是用户首先发现违规，并向SP报告服务非正常执行的情况。

4.5 云SLA评估阶段

云SLA评估阶段的任务一方面是评估单个云用户的SLA与交付给云用户QoS的情况；另一方面是评估某一时期SP所有业务的整体质量水平，包括整体的质量目标、业务目标以及风险管理的过程，即SP内部业务评估的一部分。

4.5.1 单个云用户的阶段性评估

（1）SP实际交付给用户的QoS情况。QoS的评价存在不同视角：用户QoS需求、SP提供的QoS、SP实际交付、提供给用户的QoS以及用户所感知到的QoS。因此，在评估云SLA的阶段，必须要根据云服务在执行过程中所获得的监测数据为QoS的执行情况提供有力的证据，从而作为评价服务及其质量的依据。

（2）用户对服务质量的满意度。影响用户满意度的因素主要有两方面，一方面是SP实际交付给用户的QoS情况，另一方面是用户对QoS的期望。

（3）改进用户满意度的潜力。SP根据用户的满意度以及自身提供QoS的能力来确定自身提高QoS的潜力及改善用户满意度的潜力，从而保持用户的忠诚度。

（4）用户需求的改变。评估用户需求与发现用户需求的变化，进而分析其变化的因素及趋势，有利于SP改进服务及其SLA、开发新服务及新SLA、吸引用户和保持用户的忠诚度。

4.5.2 SP内部整体业务的质量水平评估

（1）向所有用户交付服务质量的整体情况。云服务的整体质量情况是SP服务实力的真实体现。因此，评估整体服务质量的情况也是SP衡量自身服务实力的依据。

（2）重新调整服务目标，使得服务实力与服务目标相匹配。

（3）重新调整服务运营。目标调整后，服务的执行和运营也需要同步协调。

（4）识别服务支持的问题。服务的执行和运营离不开支持性、辅助性的活动，如战略计划、风险管理、绩效管理、资金财产管理和人力支援管理等。

（5）创建不同SLA的服务水平。云服务提供商可以根据用户群的不同需求，创建SLA的不同服务等级。

云SLA评估的启动方式有三种，第一种是阶段性的评估，即根据SLA的规定，定期评估服务执行是否满足SLA的情况。第二是用户要求的重新评估，当用户对SP发送过来的评估报告存在质疑时，向SP提出重新评估或复查等需求。第三是用户退出服务时的评估，此时评估用户退出服务的相关影响因素。

4.6 云SLA撤销阶段

云SLA撤销阶段指的是SP因自身的问题，使得服务暂时撤销，其主要是解决与终止服务相关的用户端设备和线路问题。此阶段与云SLA相关的问题包括：

（1）规定设备或线路的拆除或搬迁的责任。

（2）承诺拆除或搬迁设备或线路的时间。

（3）规定SP有权使用用户的设备。设备或线路在拆除、搬迁的过程中，涉及到对用户设备的测试、拆除或搬迁，因此，SLA中应规定SP何时有权使用或有权访问用户的设备，以协助服务的关闭活动，减少关闭服务的时间。

总之，由于SP自身原因导致服务被关闭，对用户的行为产生的影响，用户对此应具有知情权。SP均应在SLA中明确规定并勇于承担其中的责任，从而提高用户的满意度和忠诚度。

5 结语

云SLA的管理是对云服务过程中涉及的SLA加以规划，使其服务质量与预先定义的性能相一致。云SLA的管理有利于高效地管理资源和服务，确保实现不同等级的服务质量。云SLA管理是SP从技术角度来衡量性能的一种方法。它通过量化性能指标获得和保留用户，监管性能和服务的实施，提供性能报告，并以惩罚的方式履行协议、管理供应链关系，有助于SP满足用户的需求、与用户保持良好的长期合作关系。本文对云SLA的生命周期管理加以分析，是为了展示基础设施即服务IaaS、软件即服务SaaS、平台即服务PaaS以及存储即服务这些云服务在实现过程中得以保证其服务质量的管理方式。从云SLA的生命周期管理角度分析各类服务要满足的基本管理模式仅仅是SLAM的一种工具，SLA参数框架的管理同样也是SLAM的一项重要工具，这将在后续的研究中加以详细阐述。

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