CN110489493A - 一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法 - Google Patents

一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，属于云计算及区块链技术领域。本发明的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，多个云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，各个云数据中心提供商作为参与节点加入到联盟链共识网络中，各参与节点共同合作达成共识，完成新区块链的生成；业务系统运行在多个区块链云数据中心上，将运行中的服务质量数据记录在本地云数据中心的区块链中，通过本地区块链云数据中心的参与节点共同维护一份账本。该发明的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法能够有效地解决多厂商数据中心、多运营数据中心和业务系统运营商之间的互信问题，具有很好的推广应用价值。

Description

一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法
技术领域
本发明涉及云计算及区块链技术领域，具体提供一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法。
背景技术
近年来，比特币等电子货币开始流行，与大多数货币不同，比特币等电子货币不依靠特定的货币发行机构，使用整个P2P网络中众多节点完成分布式账本的交易记录，比特币等电子货币背后的核心支撑技术是区块链技术，又称为“分布式账本技术”，是一种去中心化、集体维护分布式账本的技术方案，其本质是由多个节点集体参与通过多方存储、多方计算的方式来实现数据不可篡改、计算结果可信的分布式数据库系统。
区块链不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果，利用区块链技术维护一个可靠的、难以篡改的账本记录，可以降低信任的风险，并能有效的降低众参与节点协作的维护成本。区块链技术的发展使得智能合约成为可能，其本质是一段由一台计算机或者计算机网络按照签署合约的权利和义务自动执行的代码，合约的执行无需中心节点来进行控制。由于智能合约使用代码的方式，保证了合同条款的强制执行力；将智能合约与区块链相结合，使得合约的条款一旦设定，就没有第三方可以篡改。智能合约这一颠覆性的技术是区块链的重要特性，将会对人类社会结构产生重大变化。
随着云计算和大数据的发展，各类应用系统已经渐渐转向云端，云端中心聚合了大量的物理硬件资源，并采用虚拟化技术实现了异构网络计算资源的统一的分配、调度和管理，集中建设数据中心大大降低了计算和存储的成本。一方面，云端数据的存储成本持续下降，另一方面，云中心整体的存储和数据管理效率更高，同时提供多个数据副本，保证了数据不会因为部分硬件损坏而造成数据丢失。云数据中心从传统的提供计算、存储、网络等基础设施IaaS服务，逐渐开始形成快速开发、部署、运营的基础平台PaaS云平台、大数据平台、物联网平台、区块链平台等PaaS平台，为用户提供更细粒度的云上服务，为云端用户提供低成本、高效的云端数字化解决方案。互联网技术与经济模式结合产生了“API经济”，成为传统企业走向互联网+的“连接器”，利用互联网的Web API技术，形成将企业能力或竞争力作为API服务而进行商业交换的经济模式。然而随着业务需求的不断扩大，单靠单一厂商无法满足业务需求，比如应用系统使用到社交API、购物API、地图API等，这样单一云中心无法完全提供服务，另外，考虑到区域、网络、可靠性、成本等因素，也需要采取多云中心提供服务的方式，这样当出现异常时，不同云中心服务的服务质量评定成为一个难题。在这种情况下，如何有效的利用区块链技术，基于云中心现有服务，实现业务系统多厂商云中心的服务质量认定成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种能够有效地解决多厂商数据中心、多运营数据中心和业务系统运营商之间的互信问题的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，多个云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，各个云数据中心提供商作为参与节点加入到联盟链共识网络中，各参与节点共同合作达成共识，完成新区块链的生成；业务系统运行在多个区块链云数据中心上，将运行中的服务质量数据记录在本地云数据中心的区块链中，通过本地区块链云数据中心的参与节点共同维护一份账本，记录到多云数据中心形成的联盟链中；通过区块链验证服务质量合法性，完成跨云数据中心的服务调用质量认定。
作为优选，在建立联盟链的共识网络中选出准入节点、记账节点和第三方数字证书认证中心，第三方数字证书认证中心为参与节点发放数字证书，实现节点间安全通信。
作为优选，所述准入节点负责参与节点的准入，记账节点间达成共识，生成新的区块链，并广播到整个P2P共识网络，由各参与节点完成确认更新本地账本。
作为优选，用于多云数据中心服务质量的记录过程包括：
S1、多云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，由第三方数字证书认证中心发放数字证书，完成初始区块链基础设施搭建；
S2、多云数据中心联盟链参与节点选择区块链共识策略，选出准入节点和记账节点；
S3、准入节点决定是否允许新参与节点加入，通过第三方数字证书认证中心发送数字证书，确认参与节点身份；
S4、云数据中心在本地区块链上形成本地服务质量区块链，公开服务质量数据标准及服务接口，供业务系统及云数据中心的服务调用；
S5、业务系统根据业务需求要求，将运行在多云数据中心上的业务及跨厂商数据中心服务调用的业务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，并发布到区块链中；
S6、云数据中心的服务根据要求，将业务系统的关键服务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，发布到区块链中；
S7、云数据中心本地服务质量区块链的参与节点达成共识，将数据写入到区块链中；
S8、云数据中心本地服务质量区块链将本地区块链数据发到多云数据中心联盟链中；
S9、多云数据中心联盟链参与节点，将本地服务质量区块链产生的数据记录到联盟链中；
S10、多云数据中心联盟链由记账节点达成共识，生成新的区块；
S11、多云数据中心联盟链参与节点通过共识网络获得更新数据，跟新各自本地账本记录。
作为优选，用于多云数据中心服务质量的认定过程包括：
Sa、收集云数据中心本地服务质量区块链中记录的服务质量数据；
Sb、计算服务质量数据的摘要之，在云数据中心本地服务质量区块链中进行查找验证，确定合法性；
Sc、使用多云数据中心联盟链，对云数据中心本地服务质量区块链中的数据进行验证，确定合法性；
Sd、业务系统出现宕机或调用失败的异常情况，在区块链主功能进行相应的查找认证，根据产生的服务质量数据进行责任认定；
Se、针对存储数据形成针对业务系统使用的云服务的服务质量进行评估，形成公正的服务质量认定报告。
作为优选，步骤Sa中，服务质量数据放在外部存储中，区块链记录数字摘要值。
作为优选，所述服务质量数据包括业务排队等待时间、业务执行时间、网络连接情况、资源利用率、异常数据记录。
作为优选，云数据中心本地服务质量区块链由云数据中心提供区块链基础设施之上形成的服务质量数据的区块链，运行在云数据中心上的业务系统选择服务质量数据记录在区块链上。
作为优选，云数据中心聚集计算存储资源，对外提供IaaS、PaaS、SaaS云服务，同时提供区块链基础设施服务以及第三方证书认证服务。
与现有技术相比，本发明的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法具有以下突出的有益效果：所述基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法有效利用区块链技术，将多云数据中心服务调用及资源使用情况等涉及业务系统运行情况的数据利用区块链基础设施写入到区块链中，将业务系统生命周期涉及跨云业务和对比服务业务的服务质量数据记录下来，有效地解决了多厂商数据中心、多运营数据中心和业务系统运营商之间的互信问题，避免多厂商云数据中心责任相互推诿，明确服务宕机或服务质量低的责任认定，保障了服务调用行为及服务质量的完整性和不可篡改性，更加有效的追究相关责任方。采用云数据中心本地区块链和多云数据中心联盟链的方式，极大地提升了区块链的效率，并且有效的利用现有的云数据中心的区块链基础设施资源，降低成本的同时提升了系统的兼容性，同时云数据中心和业务系统运营商共同参与服务质量数据的采集，提高了服务质量的数据可信性。另外，通过对服务质量数据的标准化使得评判服务质量更加公正，公开服务质量数据也迫使云数据中心不断改善其服务质量，在一定程度上也提升了云服务的服务质量。
附图说明
图1是本发明所述基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法中区块链节点组成示意图；
图2是本发明所述基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法中区块链结构示意图；
图3是本发明所述基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法中多云数据中心服务质量的记录流程图；
图4是本发明所述基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法中多云数据中心服务质量的认定流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法作进一步详细说明。
实施例
如图1所示，本发明的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，多个云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，各个云数据中心提供商作为参与节点加入到联盟链共识网络中，各参与节点共同合作达成共识，完成新区块链的生成。业务系统运行在多个区块链云数据中心上，将运行中的服务质量数据记录在本地云数据中心的区块链中，通过本地区块链云数据中心的参与节点共同维护一份账本，记录到多云数据中心形成的联盟链中；通过区块链验证服务质量合法性，完成跨云数据中心的服务调用质量认定。在建立联盟链的共识网络中选出准入节点、记账节点和第三方数字证书认证中心，第三方数字证书认证中心为参与节点发放数字证书，实现节点间安全通信。准入节点负责参与节点的准入，记账节点间达成共识，生成新的区块链，并广播到整个P2P共识网络，由各参与节点完成确认更新本地账本。
P2P共识网络是点对点网络，没有中心节点，点对点进行消息交换。多云数据中心联盟链参与节点为各个参与厂商的云数据中心，通过共识网络共同维护一份账本。云数据中心聚集大量的计算存储资源，对外提供IaaS、PaaS、SaaS等云服务，同时提供区块链基础设施服务以及第三方证书认证服务。业务系统是部署在云数据中心之上，会产生跨多厂商数据中心的服务调用，可以运行在多个云数据中心。服务质量数据包括业务排队等待时间、业务执行时间、网络连接情况、资源利用率、异常数据记录等。云数据中心本地服务质量区块链是由所述的云数据中心提供区块链基础设施之上形成的服务质量数据的区块链，运行在本云数据中心上的所述的业务系统可以选择相应的服务质量数据记录在区块链上，考虑到隐私、执行效率等因素，本数据中心区块链可以按照用户需求进行分配，可以是私有链、联盟链，也可以采用本数据中心对外服务的服务质量公有链。第三方数字证书认证中心负责为参与节点发放数字证书，实现节点间安全通信，并作为云数据中心的服务，为业务系统发放数字证书，保证其数据的可信。准入节点一般为检察机关节点，负责参与节点的准入。记账节点间达成共识，生成新的区块，并广播到整个P2P共识网络，再由各个参与节点完成确认更新本地账本。
如图2中所示，多云数据中心联盟链的区块(Block)结构包括版本号、时间戳、交易Merkle树根摘要、执行状态、前区块摘要值和本区块摘要值(标识)，区块链中记录的数据为来自云数据中心本地服务质量区块链的内容；云数据中心本地服务质量区块链的区块(Block)结构包括版本号、时间戳、交易Merkle树根摘要、执行状态、前区块摘要值和本区块摘要值(标识)，区块链中记录的数据为服务质量数据。
该基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法采用SM3国密算法作为摘要算法，SM3SM2国密算法作为签名算法，SM2国密算法作为非对称加密算法，SM4作为对称加密算法，数字证书采用X509格式。另外，数字信封使用国密Q7标准。
如图3所示，用于多云中心服务质量的记录的过程为：
S1、多云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，由第三方数字证书认证中心发放数字证书，完成初始区块链基础设施搭建。
S2、多云数据中心联盟链参与节点选择区块链共识策略，选出准入节点和记账节点。
S3、准入节点决定是否允许新参与节点加入，通过第三方数字证书认证中心发送数字证书，确认参与节点身份；。
S4、云数据中心在本地区块链上形成本地服务质量区块链，公开服务质量数据标准及服务接口，供业务系统及云数据中心的服务调用。
S5、业务系统根据业务需求要求，将运行在多云数据中心上的业务及跨厂商数据中心服务调用的业务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，并发布到区块链中。
S6、云数据中心的服务根据要求，将业务系统的关键服务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，发布到区块链中。
S7、云数据中心本地服务质量区块链的参与节点达成共识，将数据写入到区块链中。
S8、云数据中心本地服务质量区块链将本地区块链数据发到多云数据中心联盟链中。
S9、多云数据中心联盟链参与节点，将本地服务质量区块链产生的数据记录到联盟链中。
S10、多云数据中心联盟链由记账节点达成共识，生成新的区块。
S11、多云数据中心联盟链参与节点通过共识网络获得更新数据，跟新各自本地账本记录。
如图4所示，用于多云数据中心服务质量的认定过程为：
Sa、收集云数据中心本地服务质量区块链中记录的服务质量数据。服务质量数据放在外部存储中，区块链记录数字摘要值。
Sb、计算服务质量数据的摘要之，在云数据中心本地服务质量区块链中进行查找验证，确定合法性。
Sc、使用多云数据中心联盟链，对云数据中心本地服务质量区块链中的数据进行验证，确定合法性。
Sd、业务系统出现宕机或调用失败的异常情况，在区块链主功能进行相应的查找认证，根据产生的服务质量数据进行责任认定。
Se、针对存储数据形成针对业务系统使用的云服务的服务质量进行评估，形成公正的服务质量认定报告。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：多个云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，各个云数据中心提供商作为参与节点加入到联盟链共识网络中，各参与节点共同合作达成共识，完成新区块链的生成；业务系统运行在多个区块链云数据中心上，将运行中的服务质量数据记录在本地云数据中心的区块链中，通过本地区块链云数据中心的参与节点共同维护一份账本，记录到多云数据中心形成的联盟链中；通过区块链验证服务质量合法性，完成跨云数据中心的服务调用质量认定。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：在建立联盟链的共识网络中选出准入节点、记账节点和第三方数字证书认证中心，第三方数字证书认证中心为参与节点发放数字证书，实现节点间安全通信。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：所述准入节点负责参与节点的准入，记账节点间达成共识，生成新的区块链，并广播到整个P2P共识网络，由各参与节点完成确认更新本地账本。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：用于多云数据中心服务质量的记录过程包括：
S1、多云数据中心提供商在一个P2P共识网络中建立联盟链，由第三方数字证书认证中心发放数字证书，完成初始区块链基础设施搭建；
S2、多云数据中心联盟链参与节点选择区块链共识策略，选出准入节点和记账节点；
S3、准入节点决定是否允许新参与节点加入，通过第三方数字证书认证中心发送数字证书，确认参与节点身份；
S4、云数据中心在本地区块链上形成本地服务质量区块链，公开服务质量数据标准及服务接口，供业务系统及云数据中心的服务调用；
S5、业务系统根据业务需求要求，将运行在多云数据中心上的业务及跨厂商数据中心服务调用的业务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，并发布到区块链中；
S6、云数据中心的服务根据要求，将业务系统的关键服务的服务质量数据，根据本地服务质量区块链数据标准进行格式化，发布到区块链中；
S7、云数据中心本地服务质量区块链的参与节点达成共识，将数据写入到区块链中；
S8、云数据中心本地服务质量区块链将本地区块链数据发到多云数据中心联盟链中；
S9、多云数据中心联盟链参与节点，将本地服务质量区块链产生的数据记录到联盟链中；
S10、多云数据中心联盟链由记账节点达成共识，生成新的区块；
S11、多云数据中心联盟链参与节点通过共识网络获得更新数据，跟新各自本地账本记录。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：用于多云数据中心服务质量的认定过程包括：
Sa、收集云数据中心本地服务质量区块链中记录的服务质量数据；
Sb、计算服务质量数据的摘要之，在云数据中心本地服务质量区块链中进行查找验证，确定合法性；
Sc、使用多云数据中心联盟链，对云数据中心本地服务质量区块链中的数据进行验证，确定合法性；
Sd、业务系统出现宕机或调用失败的异常情况，在区块链主功能进行相应的查找认证，根据产生的服务质量数据进行责任认定；
Se、针对存储数据形成针对业务系统使用的云服务的服务质量进行评估，形成公正的服务质量认定报告。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：步骤Sa中，服务质量数据放在外部存储中，区块链记录数字摘要值。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：所述服务质量数据包括业务排队等待时间、业务执行时间、网络连接情况、资源利用率、异常数据记录。
8.根据权利要求7所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：云数据中心本地服务质量区块链由云数据中心提供区块链基础设施之上形成的服务质量数据的区块链，运行在云数据中心上的业务系统选择服务质量数据记录在区块链上。
9.根据权利要求8所述的基于区块链的多云数据中心服务质量认定方法，其特征在于：云数据中心聚集计算存储资源，对外提供IaaS、PaaS、SaaS云服务，同时提供区块链基础设施服务以及第三方证书认证服务。
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