關于云計算可用性的定性和定量研究

2013-05-06 11:41

【中云網(wǎng)獨家】作者：陳懷臨中云網(wǎng)首席顧問

摘要:

云計算在被越來越多的個人和企業(yè)所采用, 但人們對于云計算服務在安全性, 可靠性和服務響應確定性方面的擔憂也與日俱增. 雖然云服務提供商(Clouds Service Provider) 通常都會承諾SLA（Service Level Agreement）的可用性(Availability)范圍等, 但許多云租戶不理解可用性的內在復雜性, 因此在選擇云平臺時缺乏對風險進行評估的能力. 本文首次系統(tǒng)的定義和分析了云計算可用性的算法模型, 特別是對云計算的IaaS, PaaS和SaaS各個層次可用性的內在關系展開定性討論. 文章的最后, 針對2008年到2012年以來AWS被外界所報道過的服務事故做了相應的統(tǒng)計調查和一些定量分析.

1. 云計算的挑戰(zhàn):

云服務在被越來越多的企業(yè)所采用. 據(jù)Gartner預測, 2013年公有云的市場份額將會以8%的增長率從2012年的1110億美金增長至1310億美金, 如圖1所示.

圖1 公有云服務市場和年增長率

在IaaS(Infrastructure as a Service)方面, 增長速度為47.3%, 市場份額為90億美金. 2012年, IaaS增長了42.4%. 2016年, 公有云的市場大小會達到2100億美金, 增長率為17.7%, 而在IaaS方面會保持41.3%的增長率[1].

然而, 隨著大量中小型企業(yè)的CIO在考慮把公司的數(shù)據(jù)和應用遷移到云計算平臺上, 伴隨而來的是對云計算的服務質量(Quality of Service)的擔憂.

UCBerkeley計算機系RAD實驗室的Michael Armbrust等在2009年2月發(fā)表了關于對云計算服務的論文--“Above the Clouds:A Berkeley View of Cloud Computing”. 文中Berkeley提出了其理解的云計算概念模型, 并提出了云服務必須克服的10大障礙[2], 如圖2所示.

圖2 Berkeley的云計算模型

在這10大障礙中, 1(Availability of Service), 2(Data Confidentiality and Auditability), 5(Performance Unpredictability), 6(Scalable Storage), 7(Bugs in Large-Scale Distributed Systems), 8(Scaling Quickly) 都與云計算質量緊密相關. Berkeley在對可用性(Availability)的解釋中, 還特別提到了DDoS攻擊對云計算帶來的危害和需要防范的措施.

另外, 據(jù)來自Newvem的調查數(shù)據(jù)報告, 有35%的亞馬遜的AWS用戶對宕機基本上沒有防范措施; 40%的AWS用戶沒有定期做數(shù)據(jù)的備份. TeamQuest最近對許多企業(yè)的CIO做了一次調查, 接受調查的的CIO有40%的表示他們在使用云計算的時候發(fā)生了機群宕機現(xiàn)象[3].

2012年, 許多著名的公有云計算數(shù)據(jù)中心都發(fā)生了重大的安全事故.下面是一些典型的案例[4][5]:

*2012年2月29日和7月26日, 微軟的Azure發(fā)生事故, 時間分別為長達9個小時和2.5個小時, 許多北美和歐洲的用戶無法正常管理和使用其公司正常業(yè)務, 有的徹底丟失了他們最新的數(shù)據(jù).

* 2012年6月14日, 6月29日, 10月22日和圣誕節(jié)期間的12月24日, 亞馬遜AWS發(fā)生了嚴重云服務緩慢和崩潰無法訪問的問題, 影響的租戶包括許多重要的互聯(lián)網(wǎng)公司, 例如Netflix, pInterest, twitter, Instagram等等[4]. 每次事故導致用戶無法正常使用服務的時間長達9個小時和更多.

* 2012年7月10日, 著名的SaaS(Service as a Service)公司Salesforce的服務出現(xiàn)重大停頓. 其原因是提供Salesforce公司IaaS服務的公司(Equinix)的數(shù)據(jù)中心電源失效. Equinix據(jù)說在1分鐘內就恢復了電源. 但Salesforce花費了接近9個小時來完整的恢復其相關業(yè)務.

* 2012年9月10日, 著名的DNS服務提供商GoDaddy的數(shù)據(jù)中心服務暫停. GoDaddy管理著接近5千萬個域名和5百萬個WEB站點. 這次服務無法正常使用長達7個小時. 其原因被解釋為路由器的數(shù)據(jù)被破壞. 也有媒體報道是GoDaddy遭遇到了強大的DDoS攻擊. 但這一聲稱被GoDaddy否認.

* 2012年10月26日, 谷歌的App Engine云服務出現(xiàn)暫停, 時間長達4個小時. 事后谷歌沒有發(fā)表具體原因解釋.

* 2012年10月26日, 著名的云存儲提供商Dropbox的服務出現(xiàn)暫停, 時間長達10個小時. 其具體原因不詳.

由上可見, 伴隨著云計算本身具備的無可爭議的巨大價值, 云計算帶來的諸多服務質量問題也正變得越來越明顯.

因此對云計算的可用性的定性和定量分析逐漸變?yōu)橐粋€兼有研究和工程價值的問題. 有助于幫助CIO們評估一個云計算平臺.

目前學術和工業(yè)界對云計算, 特別是公有云的可用性方面還沒有引起足夠的重視. 缺乏這方面的定性和定量分析工作.

本文首次系統(tǒng)的定義和分析了云計算可用性的算法模型, 特別是對云計算的IaaS, PaaS和SaaS各個層次可用性的內在關系展開定性討論. 文章的最后, 針對2008年到2012年以來AWS被外界所報道過的服務事故做了相應的統(tǒng)計調查和一些定量分析.

2. 云計算可用性(Cloud Computing Availability)

云計算可用性是一個很廣義的概念. 本文定義云計算可用性如下:

云計算可用性: 包括IaaS, PaaS和SaaS各個層面服務的連接, 可靠性, 延時, 數(shù)據(jù)泄露和丟失, 網(wǎng)絡攻擊以及其他任何意外而導致租戶的業(yè)務不能滿足期望, 或者更嚴重的業(yè)務完全暫停. 云服務商通常是通過SLA(Service Level Agreement) 來量化可用性的承諾, 給出相應的Availability的數(shù)值范圍, 例如,99.9%或者99.99等等.

按照云計算層次的分類[6], 我們認為云計算的Availability(簡稱Availability_CS) 包括IaaS的Availability(Availability_IaaS), PaaS的Availability(Availability_PaaS)和SaaS的Availability (Availability_SaaS).