企業(yè)paas平臺(tái)產(chǎn)品選擇框架研究

1、圖 1 PaaS熟悉程度為此，本文提出一個(gè)基于企業(yè)云服務(wù)架構(gòu)模型的 PaaS 產(chǎn)品選擇框架。知己知彼，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品選擇科學(xué)決策的前提是建立一個(gè)反映企業(yè)應(yīng)用需求的云服務(wù)架構(gòu)模型，由此創(chuàng)建企業(yè) PaaS 產(chǎn)品選擇 指標(biāo)體系。應(yīng)用面向服務(wù)的 DoDAF 2.0 視圖標(biāo)準(zhǔn)建立企業(yè)云應(yīng)用需求面向服務(wù)體系架構(gòu)（SOA）模型。通過(guò)架構(gòu)模型分析，明確企業(yè)需求，由此構(gòu)建綜合 PaaS 產(chǎn)品的 指標(biāo)體系。走出選擇困境的第二步是提出基于產(chǎn)品指標(biāo)的多屬性決策方法，本文著重研究 PaaS 產(chǎn)品定性與定量（非功能屬性與性能指標(biāo)）以及產(chǎn)品重要性與影響度間的關(guān)系。采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP：ytic Network Pros）來(lái)

2、完成 PaaS產(chǎn)品綜合。 ANP 是工程院Saaty 教授在他創(chuàng)建的層次分析法基礎(chǔ)上。通過(guò) ANP 能獲取決策者偏好和各個(gè)指標(biāo)間的重要性與影響關(guān)系分析，完成 PaaS產(chǎn)品選擇。2. 建立基于企業(yè)架構(gòu)模型的產(chǎn)品指標(biāo)企業(yè)決策者一般對(duì) PaaS 產(chǎn)品非功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)是明確的。例如：要求 PaaS 產(chǎn)品具備友好的開發(fā)環(huán)境，方便用戶能進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)與測(cè)試；各種形式的 服務(wù)應(yīng)該著力支持企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的上層操作活動(dòng)并且具有靈活可靠的資源調(diào)度功能、服務(wù)組合管理和監(jiān)控能力，如通過(guò) PaaS 能夠觀察業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行狀態(tài)（比如吞吐量和響應(yīng)時(shí)間），并能衡量和優(yōu)化相應(yīng)服務(wù)操作過(guò)程。來(lái)自：/ASP/Article11574

3、2.htm1. 引言作為松耦合、應(yīng)需服務(wù)和面向服務(wù)體系架構(gòu)（SOA:Service Oriented Architecture）的云計(jì)算 即服務(wù)（PaaS）的產(chǎn)品選擇成為當(dāng)前企業(yè)打造靈活、高效、綠色云服務(wù)架構(gòu)和企業(yè) SOA 中遭遇的棘手問(wèn)題。因?yàn)槊鎸?duì)已有的 PaaS 產(chǎn)品，如： App E 、SINA App Engine、Azure Platform 以及中服的 CServ aaS 等企業(yè)開發(fā)與決策者了解甚少（如圖 1 所示）。如何依據(jù)不同企業(yè)的不同要求，選擇符合企業(yè)服務(wù)需求的PaaS 產(chǎn)品？目前也沒(méi)有任何PaaS 產(chǎn)品選擇的研究 和研究結(jié)果可以借鑒。提出企業(yè)云服務(wù) DoDAF 2.0 體系

4、結(jié)構(gòu)視圖模型的三階段五步驟分析過(guò)程，其中三階段如下：根據(jù) DoDAF V2.0 定義的八視角體系架構(gòu)設(shè)計(jì)建模規(guī)范，建立企業(yè)云服務(wù)體系結(jié)構(gòu)靜態(tài)視圖模型。為了獲得 PaaS 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，則需要構(gòu)建相應(yīng)的可執(zhí)行體系結(jié)構(gòu)模型，再通過(guò)可執(zhí)行模型演繹 PaaS 服務(wù)操作過(guò)程的動(dòng)態(tài)行為，識(shí)別靜態(tài)模型中不易發(fā)現(xiàn)的邏輯架構(gòu)缺陷并完成 PaaS 動(dòng)態(tài) 指標(biāo)體系的創(chuàng)建。采用變更迭代的方式，將云服務(wù)部署到應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)流程、云應(yīng)用服務(wù)需求分析，重復(fù)循環(huán)設(shè)計(jì)、測(cè)試和分析直至獲得滿意的云指標(biāo)體系。2.1 企業(yè)云服務(wù)體系架構(gòu)建模進(jìn)一步反映企業(yè)差異性需求的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，則要依靠一個(gè)架構(gòu)好的企業(yè)模型分析來(lái)支持。目前世界上支持

5、企業(yè)面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）設(shè)計(jì)建模的框架（標(biāo)準(zhǔn)）有開放群組的 TOGAF，它提供了企業(yè) SOA 架構(gòu)設(shè)計(jì)原理、架構(gòu)風(fēng)格和方法，但其沒(méi)有具體執(zhí)行指導(dǎo)。因此，本文建議選用易于執(zhí)行實(shí)施SOA 框架的國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架DoDAF 2.0。表1 展示遵循DoDAF V2.0 八個(gè)視角（全視角、操作視角、系統(tǒng)視角、服務(wù)視角等）視圖標(biāo)準(zhǔn)建議完成的體系架構(gòu)視圖模型。表 1 DoDAF V2.0 提供的企業(yè)架構(gòu)視圖模型參考以表 1 所展示的服務(wù)、操作和能力等視角模型為主體，依據(jù)企業(yè)自身發(fā)展服務(wù)要求，提出企業(yè)云服務(wù)體系結(jié)構(gòu)建模五步驟：（1）目標(biāo)架構(gòu)概念分析從企業(yè)云服務(wù)需求出發(fā)，明確服務(wù)架構(gòu)目標(biāo)和愿景，確定云計(jì)

6、算服務(wù)的范圍及所需的數(shù)據(jù)。建立的架構(gòu)模型主要是全視角（AV）中的 AV-1（總覽和概要信息）及數(shù)據(jù)與信息視角中（DIV）的概念數(shù)據(jù)模型（DIV-1）和邏輯數(shù)據(jù)模型（DIV-2）。（2）服務(wù)域功能分解在明確企業(yè)云應(yīng)用總體需求的基礎(chǔ)上，采取自頂向下的方法，對(duì)業(yè)務(wù)域按服務(wù)功能進(jìn)行逐層分解，獲取服務(wù)功能和服務(wù)組合能力構(gòu)想，通過(guò)業(yè)務(wù)需求分析明確服務(wù)分類、識(shí)別元服務(wù)和服務(wù)間依賴關(guān)系。這一步主要是構(gòu)建能力視角（CV）和服務(wù)視角的（SvcV）部分視圖模型。（3）業(yè)務(wù)流程分析根據(jù)業(yè)務(wù)用例，在頂層操作概念圖（OV-1）基礎(chǔ)上識(shí)別必要的操作活動(dòng)、操作節(jié)點(diǎn)以及執(zhí)行活動(dòng)的組織或個(gè)人，形成 OV-2（操作資源流描述）和

7、OV-4（組織關(guān)系圖）。其次確定活動(dòng)、數(shù)據(jù)、及規(guī)則的細(xì)節(jié)，包括 OV-5（活動(dòng)模型）、OV-6a（規(guī)則模型）、OV-6b（狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述）、OV-6c（事件軌跡描述）。（4）云服務(wù)描述分析云服務(wù)描述是呈現(xiàn) SOA 架構(gòu) PaaS產(chǎn)品選擇的主體?；谠?wù)識(shí)別，將業(yè)務(wù)流程自頂向下的分解以發(fā)掘企業(yè)需要的服務(wù)；自底向上，組裝和裁剪已有的系統(tǒng)和組件，將其改造成基于元服務(wù)并且滿足企業(yè)云應(yīng)用需求的服務(wù)。云應(yīng)用服務(wù)描述建模過(guò)程建議從服務(wù)視角中的 SvcV-5（操作活動(dòng)到服務(wù)的可追溯矩陣）開始，依據(jù) OV-5 中的活動(dòng)模型，追溯并識(shí)別相應(yīng)的服務(wù)及服務(wù)功能，輔之以服務(wù)規(guī)范及接口描述，創(chuàng)建 SvcV-1 及 Svc

8、V-4 模型。然后根據(jù)操作資源流矩陣（OV-3）及數(shù)據(jù)模型明確服務(wù)間的交互關(guān)系及服務(wù)資源流的細(xì)節(jié)，建立 SvcV-2、SvcV-3 以及 SvcV-6 視圖模型。最后確定服務(wù)功能描述行為細(xì)節(jié)，建立服務(wù)規(guī)則模型（SvcV-10a）、服務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述（ SvcV-10b ）和服務(wù)事件軌跡描述（SvcV-10c）。（5）云服務(wù)資源分析服務(wù)資源關(guān)系包含 PaaS的上層（SaaS）和下層（），從應(yīng)用需求到支持平臺(tái)服務(wù)組合的基礎(chǔ)設(shè)施，按需組織云服務(wù)環(huán)境的部署和配置（服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等）由系統(tǒng)視角（SV）模型來(lái)展現(xiàn)。選用系統(tǒng)功能描述（SV-4）來(lái)刻畫云中相應(yīng)功能及數(shù)據(jù)流，系統(tǒng)接口描述（SV-1）、系統(tǒng)資源流描述

9、（SV-2）來(lái)描述云中資源的部署及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后開發(fā)系統(tǒng)度量矩陣（SV-7）以反映體產(chǎn)品性能參數(shù)要求。根據(jù)不同需要，還可利用 SV-10a、SV-10b 和 SV-10c 來(lái)描述云應(yīng)用資源的動(dòng)態(tài)部署、調(diào)度過(guò)程。2.2構(gòu)建 PaaS產(chǎn)品指標(biāo)在據(jù)也是創(chuàng)建產(chǎn)品選擇框架中，企業(yè)服務(wù)架構(gòu)視圖模型既是 PaaS產(chǎn)品定量化，建立 PaaS的依測(cè)產(chǎn)品指標(biāo)體系的基礎(chǔ)。以企業(yè)產(chǎn)品需求評(píng)指標(biāo)體系源于架構(gòu)視圖模型的大概對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 2 示意。指標(biāo)體系構(gòu)建步驟如下：例如，以選擇滿足企業(yè)自身需求的 PaaS產(chǎn)品為總目標(biāo)。通過(guò)服務(wù)域功能分解構(gòu)建指標(biāo)分類準(zhǔn)則。在開發(fā)成本準(zhǔn)則下的指標(biāo)有：（1）購(gòu)建成本，以企業(yè)項(xiàng)目為準(zhǔn)則選擇

10、恰當(dāng)?shù)?PaaS 成本指標(biāo)值；（2）維修成本，在維修管理方面為企業(yè)提供最佳效益；（3）開發(fā)周期，構(gòu)建符合企業(yè)云服務(wù)需求的 PaaS 所花費(fèi)的時(shí)間；統(tǒng)視角（SV）部分視圖模型提煉出產(chǎn)品性能指標(biāo)有：（1）云服務(wù)組合水平度量定義在性等）以反映用戶對(duì)云服務(wù)的滿意程度。（2）基礎(chǔ)設(shè)施利用率度量 PaaS 產(chǎn)品優(yōu)良性，如：資源回收、彈性擴(kuò)展、快速部署和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力等。（3）運(yùn)行穩(wěn)定性反映操作系統(tǒng)和應(yīng)用運(yùn)行支撐的穩(wěn)定性，正常工作且不失效的能力。（4）故障致應(yīng)用停用率即通過(guò)故障遷移等避免云應(yīng)用服務(wù)停滯能力。（5）SLA 違背率取決于 SLA違背的條目占有率，SLA 違背率越服務(wù)與協(xié)議出入越大，需要付出的違背代

11、價(jià)也就越高。（6）服務(wù)差錯(cuò)率：展示滿足用戶服務(wù)請(qǐng)求水平，即在時(shí)間內(nèi)服務(wù)響應(yīng)異常的概率；另外，考慮 PaaS 產(chǎn)品水平指標(biāo)：（1）態(tài)度：度量產(chǎn)品供應(yīng)商提 供 PaaS 產(chǎn)品的正常與維修具備的相關(guān)技術(shù)與服務(wù)評(píng)價(jià)。（2）質(zhì)量：反映企 業(yè)對(duì)產(chǎn)品的感知與服務(wù)期望的滿意程度。（3）維修平均時(shí)間：度量用戶的滿意度，請(qǐng)求到完成產(chǎn)品故障排除的平均時(shí)間。指標(biāo)隸屬關(guān)系層次結(jié)構(gòu)如圖 3 所示：一個(gè)或多個(gè)元服務(wù)對(duì)象的集體行為上的多個(gè)指標(biāo)（網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲、吞吐量、響應(yīng)時(shí)間、可靠由服務(wù)視角（SvcV）的操作活動(dòng)到服務(wù)的可追溯矩陣（SvcV-5）以及 SvcV-4、SvcV-7 和系圖 2產(chǎn)品指標(biāo)與視圖模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系Step1

12、：提出總目標(biāo)，基于企業(yè)云服務(wù)目標(biāo)架構(gòu)全視角（AV）的總覽和概要信息視圖模型（AV-1）提出 PaaS 產(chǎn)品指標(biāo)總目標(biāo)。Step2：構(gòu)建準(zhǔn)則層通過(guò)服務(wù)域功能分解，依據(jù)企業(yè)架構(gòu)能力視圖的能力構(gòu)想（CV-1）和能力分類（CV-2）以及能力依賴（CV-4）描述和能力到服務(wù)（CV-7）描述提出指標(biāo)分類準(zhǔn)則（如：開發(fā)成本、性能指標(biāo)和產(chǎn)品等）。Step3：明確指標(biāo)層屬性由 SvcV-4（服務(wù)功能描述）和 SvcV-7（服務(wù)度量矩陣）追溯服務(wù)應(yīng)用指標(biāo)隸屬關(guān)系及其度量以及不同子目標(biāo)的指標(biāo)之間影響與依賴關(guān)系。圖 3 PaaS產(chǎn)品指標(biāo)體系基于決策者經(jīng)驗(yàn)和偏好確定的指標(biāo)（如態(tài)度等）的定量化方法有Saaty 教授創(chuàng)建的

13、網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）。它既能夠?qū)Q策者的定性判斷定量化，又能考慮定性與定量指標(biāo)間的相互影響和重要性依賴關(guān)系，如運(yùn)行穩(wěn)定性會(huì)影響到云服方法。務(wù)組合水平。為此，本文采用 ANP 作為 PaaS產(chǎn)品選擇的綜合3. PaaS 產(chǎn)品 ANP 選擇Saaty 教授 ANP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型如圖 4 示意?？刂茖影袆e網(wǎng)絡(luò)層中各元素重要性及相互影響的準(zhǔn)則。如，針對(duì)目標(biāo)下的成本與產(chǎn)品性能兩個(gè)準(zhǔn)則，其網(wǎng)絡(luò)層中的各個(gè)元素的重要性及其相互之間的影響是不同的。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)層中的元素亦會(huì)在同一準(zhǔn)則下相互影響，例如在成本準(zhǔn)則下，故障致應(yīng)用停用率受構(gòu)建成本的質(zhì)量的影響。因此 ANP 能客觀考慮選擇決策中指標(biāo)間的相互依賴影響

14、，評(píng)測(cè)元素 的依存關(guān)系。：為了反映企業(yè)應(yīng)用需求，保證產(chǎn)品 選擇的客觀性，建議通過(guò)服務(wù)架構(gòu)模型仿真獲取圖 3 性能指標(biāo)值（如 運(yùn)行穩(wěn)定性、故障致應(yīng)用停用率、SLA 違背率和 基礎(chǔ)設(shè)施利用率等）?？紤]決策者對(duì) PaaS 熟悉程度以及為簡(jiǎn)化 過(guò)程等 ，某些 指標(biāo)還是需要依賴決策者的 認(rèn)定。圖 4 典型 ANP 層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用 ANP 完成 PaaS 產(chǎn)品綜合步驟：（1）確定目標(biāo)準(zhǔn)則通過(guò)對(duì)決策問(wèn)題的詳細(xì)描述，包括決策問(wèn)題的目標(biāo)和準(zhǔn)則，指明該決策參與者和決策者期望目標(biāo)。（2）構(gòu)建 ANP 層次模型建議通過(guò)此步驟，理清楚 ANP 層次結(jié)構(gòu)模型的控制層（目標(biāo)和決策準(zhǔn)則）與網(wǎng)絡(luò)層（相應(yīng)目標(biāo)、準(zhǔn)則下指標(biāo)結(jié)構(gòu)指標(biāo)元

15、素或元素組）之間的相互影響。（3）獲取指標(biāo)相對(duì)權(quán)重挖掘決策者的指標(biāo)重要性認(rèn)知，采用 19 標(biāo)度法，通過(guò)指標(biāo)間的兩兩比較來(lái)構(gòu)造判斷矩陣。再通過(guò)判斷矩陣特征向量歸一化和一致性檢驗(yàn)，獲得各個(gè)指標(biāo)元素相對(duì)某一準(zhǔn)則的權(quán)重。（4）創(chuàng)建超級(jí)矩陣將上步驟獲得的權(quán)重向量填入每個(gè)準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)的列中，再將由架構(gòu)模型仿真與判斷獲取的各個(gè)備選方案的指標(biāo)值歸一化處理后，填入各指標(biāo)對(duì)應(yīng)列中，這樣就了非超級(jí)矩陣。將矩陣 A 與非矩陣對(duì)應(yīng)的塊相乘，即獲得評(píng)價(jià)的超級(jí)矩陣。（5）計(jì)算產(chǎn)品綜合結(jié)果針對(duì)超級(jí)矩陣，采用矩陣冪乘的方法，直至超級(jí)矩陣達(dá)到收斂的狀態(tài)。超級(jí)矩陣冪乘反應(yīng)的是各個(gè)指標(biāo)之間相互影響的累積過(guò)程。最后，各指標(biāo)及備選方案的權(quán)重

16、都能夠在收斂的極限超級(jí)矩陣中提取出來(lái)，從而得到 PaaS產(chǎn)品的優(yōu)劣排序以支持企業(yè)決策者的云產(chǎn)品選擇。4. 示例分析圖 5 PaaS產(chǎn)品 ANP模型構(gòu)造分析 12 項(xiàng)指標(biāo)值，部分指標(biāo)可通過(guò)企業(yè)云服務(wù)體系架構(gòu)可執(zhí)行模型仿真獲得，其它指標(biāo)則通過(guò)汲取決策者認(rèn)知偏好得到。據(jù)此獲得的指標(biāo)的數(shù)值如下表所示。表 2PaaS產(chǎn)品的指標(biāo)值簡(jiǎn)單起見，本示例主要闡述應(yīng)用 ANP 的 PaaS 產(chǎn)品選擇 分析過(guò)程。假設(shè)某企業(yè)園區(qū)通過(guò)建立企業(yè)云服務(wù)體系架構(gòu)視圖模型，分析企業(yè)云服務(wù)需求，獲得該企業(yè) PaaS 產(chǎn)品評(píng)測(cè)指標(biāo)如圖 3 所示。分別從 開發(fā)成本、PaaS 性能和產(chǎn)品售后 的 12 項(xiàng)指標(biāo)來(lái)完成 產(chǎn)品綜合 ，并由 A

17、NP 計(jì)算獲得指標(biāo)間的相互影響積累。例如“云服務(wù)差錯(cuò)率”對(duì)“云服務(wù)組合水平”的影響，“運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定性”對(duì)“云服務(wù)差錯(cuò)率”的影響等。具體而言：（1）選取市場(chǎng)上的 A、B、C 產(chǎn)品作為 對(duì)象，構(gòu)造的 ANP 模型如圖 4 所示。這里構(gòu)建的 ANP 模型只有一個(gè)準(zhǔn)側(cè)PaaS 的優(yōu)劣，因此省略了控制層的構(gòu)建，只需要考慮網(wǎng)絡(luò)層之間的相互影響關(guān)系。參考簡(jiǎn)單的理想解近排序，將獲得的各指標(biāo)數(shù)值做歸一化處理，得到PaaS產(chǎn)品的指標(biāo)值分布如圖 5 所示：圖 6 PaaS產(chǎn)品指標(biāo)比較由圖6 清晰觀察到：A產(chǎn)品在故障致應(yīng)用停用率方面表現(xiàn)尤為突出，明顯優(yōu)于B、方面表現(xiàn)較好。C產(chǎn)品，而 C產(chǎn)品在如果單純地以圖 5 中各指

18、標(biāo)的數(shù)值線條所圍成的圖形面積的大小來(lái)品的優(yōu)劣，可看出 A 產(chǎn)品優(yōu)于B、C，而 B、C 相當(dāng)。但是應(yīng)該，這一選擇結(jié)果是基于各指標(biāo)權(quán)重相同的假設(shè)下得到的。在實(shí)際產(chǎn)品選擇過(guò)程中，由于企業(yè)對(duì)指標(biāo)有不同的側(cè)重。如某企業(yè)可能更加看重開發(fā)因此，考慮決策者偏好的 PaaS所耗費(fèi)的成本，而某些企業(yè)更加看重產(chǎn)品的等。產(chǎn)品綜合排序要依靠 ANP 模型完成。（2）超級(jí)矩陣元素影響分析應(yīng)用 ANP 模型需要通過(guò)分析元間的相互影響作用來(lái)確定各元素的重要性。例如，以“E4 云服務(wù)組合水平”為準(zhǔn)則，在“C2 PaaS性能”元素集中，需要考慮“E7 故障致應(yīng)用停用率”、“E8 SLA 違背率”和“E9 云服務(wù)差錯(cuò)率”的影響作用

19、。能否正確識(shí)別服務(wù)請(qǐng)求反映云服務(wù)組合能力，但是 SLA 違背和故障致應(yīng)用停用率對(duì)系統(tǒng)云服務(wù)組合水平的影響相對(duì)較小。元素間的相互影響關(guān)系采用 19 標(biāo)度法。如 E8 比 E7 對(duì) E4 的影響略大，取 E8E7=2。構(gòu)造的判斷矩陣如表 3 所示：表 3 針對(duì)“云服務(wù)組合水平”的判斷矩陣（3）元素集重要性分析與指標(biāo)重要性判斷方法一樣，通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣完成兩兩比較。最終以矩陣 A的形式來(lái)表示元素集的比較結(jié)果，每一列表示針對(duì)某一元素集重要性比較后獲得的特征向量。獲得的矩陣 A 如表 4：表 4矩陣 A（4）構(gòu)造超級(jí)矩陣構(gòu)造 1515 矩陣，將步驟（2）中獲得的特征向量填入每個(gè)準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)的列中，同時(shí)，將各個(gè)備選方案的指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理，填入各指標(biāo)對(duì)應(yīng)列中，這樣就 了非 超級(jí)矩陣。此時(shí)獲得的 1515 矩陣可分解為 44 個(gè)塊，任意兩個(gè)元素集中所有元素在非 超級(jí)矩陣 叉即 一個(gè)塊