云服务与网络服务一体化环境下的QoS保障机制研究

With the development of IT technology, Cloud computing is emerged as a new computing paradigm that provides services to the end users. In the Cloud computing system, network performance usually has a great impact on the Cloud service provisioning performance. This research presents two notions, namely CaaS (Communication-as-a-Service) and NaaS (Network-as-a-Service) in the composite Network-Cloud context, and invesitigates its QoS machenisms. Based on above notions, the research then gives an end-to-end QoS-aware service provisioning model, explores the service admission control and scheduling machenisms, proposes several service composition algorithms, and estabilish an evaluation system for composite Network-Service provisioning in order to imporve the fairness of service diffirentiation and scheduling, effectiveness of service composition, and reliabilty of serving network. The research is expected to provides theoretical references for improving the entire serving quality of Cloud computing in our country.

云计算是信息技术发展和信息社会需求到达一定阶段的必然结果，是一种全新的技术手段和计算模式。本研究以云服务、网络服务和通信服务为对象，以QoS保障为主线，提出"云服务与网络服务一体化环境下的QoS保障机制研究"课题。课题以综合提高云计算环境下服务区分接入与调度的公平性、服务组合的有效性和网络服务性能的可靠性三个关键特性为目标，以QoS保障体系建模研究为切入点，以"建模（Modeling）- - 优化（Optimization）- - 分析（Analysis）"的过程化递进为手段，系统研究云服务与网络服务一体化环境下的QoS保障模型，探索一体化环境下服务区分与调度机理，提出一体化环境下的服务组合方法，建立一体化环境下的QoS测评体系，为提高我国云计算的整体服务质量水平提供理论和使能技术支撑。

本研究在总结云计算发展现状、需求和未来发展趋势，分析云服务在实际网络交付中所面临的问题的基础上，针对国家在云计算科技产业化的重大战略需求，提出了“云服务与网络服务一体化环境下的QoS保障机制研究”课题。研究紧紧围绕提高云计算环境下服务区分接入与调度的公平性、服务组合的有效性和网络服务性能的可靠性三个目标展开，系统地研究了云服务QoS保障机理，探索了云服务与网络服务一体化环境下QoS保障机制，建立了一套保障用户QoS性能的结构化建模技术、求解算法和性能评价体系。具体来讲，本研究主要对以下四个方面展开了探索：..1）云服务与网络服务一体化环境下QoS保障建模研究。综合考虑一体化计算环境下的服务形态、服务模式、服务规模以及多租户、虚拟化的服务机制等特点，提出了云服务与网络服务一体化环境下的QoS保障系统框架。..2）面向一体化环境的服务区分接入与调度策略研究。提出了一种适合一体化计算服务区分的接入和调度策略，有效地解决接入服务请求和分配资源，实现了端到端的网络QoS保障。对系统性能进行定性与定量分析，推导出最坏情况下系统性能指标大小。..3）云服务与网络服务一体化环境下服务组合机制研究。针对一体化服务的选择和组合问题进行了分析，提出了高效的服务组合算法。同时，研究了对一体化环境下QoS感知的服务组合方法，实现云和网络资源的最优化配置，以获得更好的服务组合方案。..4）面向云服务与网络服务一体化的QoS性能评测。建立了面向一体化服务的QoS性能评测标准和体系。提出了一体化环境下多路径网络服务模型和性能上界分析方法。并利用SDN技术搭建了云服务和网络服务一体化原型试验系统。..本研究有望提高我国云计算的整体服务质量水平提供理论和使能技术支撑，为我国制定云服务评测体系规范奠定基础，从而推动国民经济的快速发展。