一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法

2023-08-01 16:39:56

一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法
【專利摘要】本發明公開了一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，包括雲市場多類型資源模型、雲市場機制設計和雲市場機制的實現算法。本發明考慮雲服務市場中用戶的利益以及社會收益，提出了基於機制理論的雲市場多類型資源分配定價機制，解決了因不從用戶角度出發而造成雲市場資源分配不合理問題，給出了複雜用戶任務請求下多類型資源的有效分配，體現了用戶效用、資源提供商效用和市場社會收益的統一，並且該機制滿足個體理性，預算均衡和激勵兼容性質，最後給出了指導雲市場機制實現的算法。
【專利說明】一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及雲市場定價機制的【技術領域】，特別是雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法的【技術領域】。
【【背景技術】】
[0002]隨著網際網路的迅猛發展，計算模式經歷了從傳統的集群計算，到後來發展為P2P計算、網格計算，再到最近的利用網際網路實現隨時隨地、按需訪問共享資源池的雲計算。在雲計算模式下，計算機資源以服務的形式提供給用戶，用戶可以根據自己的業務需求向雲服務提供商購買雲計算服務。[0003]關於雲服務市場，Buyya等提出了雲服務市場模型，包括了用戶、中間商、服務提供商等。在雲市場中如何有效的為雲服務定價，從而最大限度地實現雲服務的價值正成為日益重要的問題。現在雲服務定價機制一般有兩類:固定定價機制和動態定價機制。在固定定價機制方面:Youseff等提出三種雲服務固定定價模式:分級定價，每單位定價和基於認購的定價。Weinhardt等指出當前服務供應商最為廣泛使用的定價模式是按使用量支付。Yeo等認為這種機制不能使收入最大化，也不會根據不同的用戶需求來區分定價。針對固定定價機制的不足，相關學者提出了雲服務動態定價機制Jinsong等給出了基於效用計算的動態定價機制，解決價格在時間間隔上的供需關係曲線和管理分布的資源需求。MarianMihailescu等分析了多種資源以及市場狀況對於定價的影響，在聯邦雲基礎上提出了動態定價機制，並運用模擬仿真的方法對其性能進行了評估，從而提升了用戶的使用率，同時也提高了買方成功需求的比例以及買方分配資源的比例。曾栩鴻等從制定公平、靈活、動態的定價機制，保證了雲服務提供商的收益並滿足服務等級協議。
[0004]綜上所述，雲服務定價機制的研究重點集中在成本、時間、市場狀況及服務水平等影響因素下解決用戶的需求、服務的要求以及多資源的分配問題。但現有的定價機制一般都從雲服務提供商的利益為雲服務定價，而非用戶利益，並不能客觀、公平、公正地反映雲服務的真實價值。如果雲服務提供商要追求長期的利益，就必須使用戶的利益最大化。本發明要解決的主要問題是將用戶和雲服務提供商作為機制參與人，設計符合參與人個體理性、激勵兼容和預算均衡的雲服務定價機制，使在雲市場環境下，用戶多類型資源的服務請求得到有效分配和完成，同時保證機制中所有參與人的社會收益最優。
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【發明內容】
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[0005]本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，能夠設計符合參與人個體理性、激勵兼容和預算均衡的雲服務定價機制，使在雲市場環境下，用戶多類型資源的服務請求得到有效分配和完成，同時保證機制中所有參與人的社會收益最優。
[0006]為實現上述目的，本發明提出了一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，依次包括以下步驟:[0007]a)雲市場多類型資源模型:
[0008]構建一個雲市場多類型資源模型，包含了資源分配、定價和資源管理，在雲市場多類型資源模型中有多個用戶和資源提供商，雲市場中的交易都是由用戶任務請求發起的，資源提供商競爭該任務所需資源，並做了如下三個假定:
[0009]al)用戶的任務可能需要多類型資源，允許多個資源提供商一起提供多類型資源完成該任務；
[0010]a2)雲市場的資源類型和數量滿足了用戶的任務所需，保證任務能夠完成；
[0011]a3)用戶和資源提供商都是理性、自治和智慧，擁有自己私有信息；
[0012]雲市場中的所有資源類型用集合R來表示，其中集合元素r e R表示具體r類型資源，一次用戶任務所需的資源類型集合用Rb表示，Qr表示r類型資源所需的數量，(r, Qr)表示r類型資源的任務所需，m= {(r, Qr) |r e Rj表示用戶任務所需要的資源信息集合，一個用戶任務可以發布成一種或者多種類型資源信息，用戶任務請求描述成以下形式:Req(buyerld, m, price, T),其中buyerld用來標識用戶，price表示該任務願意支付的價格，T為任務所需時間，用戶私人信息類型Θ b = Req(buyerld, m, price, T);雲市場中有η個資源提供商，用集合S來表示所有的資源提供商，i e S表示第i個資源提供商，一個資源提供商可以發布多種類型的資源信息，每一種資源信息描述成以下形式:Res [sellerld, r, qr, cr]，其中sellerld為資源提供商標識，r表示資源類型，qr表示r類型資源的數量，Cr表示r類型資源單位數量在單位時間的價格；
[0013]b)雲市場機制設計:
[0014]將用戶任務請求信息Req和資源提供商資源信息Res作為機制的輸入，首先根據先來先服務的原則選擇用戶任務請求Req ;然後通過機制中的分配函數確定任務請求所需的資源提供商及其類型資源，分配函數的原則是使得任務所需的資源成本最小；最後機制中的支付函數給出用戶和資源提供商各自的支付價格；
[0015]bl)雲市場機制相關的分配函數:假設一次用戶任務請求Req，市場中所有滿足任務請求Req可能的結果集合為K，用k(0) = {kl(0)，...kn(0)}表示分配向量，k(9) e K，其中ki(0)表示資源提供商i的分配向量，那麼設計的分配函數可以表示成:
"Ι:?,[/]<[/]
0， 其他
[0016]￥表示資源提供商i的j類型資源的分配函數。其中Qj表示任務請求Req中需要j類型資源數量，q表示資源提供商i提供j類型資源的數量，[i]表示所報的資
源成本升序排列處於第i位的資源提供商，[D被定義為符合以下條件的資源提供商:[?]-ιm`
且，資源提供商i的分配向量，.D.^在雲市場κπHi]) ~ 17 ^ ? z e ο}
機制中的分配函數結果k*(0) = {1^(θ)，...1(θ)}，資源提供商的價值函數表示成:
【權利要求】
1.一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，依次包括以下步驟: a)雲市場多類型資源模型: 構建一個雲市場多類型資源模型，包含了資源分配、定價和資源管理，在雲市場多類型資源模型中有多個用戶和資源提供商，雲市場中的交易都是由用戶任務請求發起的，資源提供商競爭該任務所需資源，並做了如下三個假定: al)用戶的任務可能需要多類型資源，允許多個資源提供商一起提供多類型資源完成該任務； a2)雲市場的資源類型和數量滿足了用戶的任務所需，保證任務能夠完成； a3)用戶和資源提供商都是理性、自治和智慧，擁有自己私有信息； 雲市場中的所有資源類型用集合R來表示，其中集合元素r e R表示具體r類型資源，一次用戶任務所需的資源類型集合用Rb表示，Qr表示r類型資源所需的數量，(r，Qj表示r類型資源的任務所需，m= {(r, Qr) |r e Rj表示用戶任務所需要的資源信息集合，一個用戶任務可以發布成一種或者多種類型資源信息，用戶任務請求描述成以下形式:Req(buyerld, m, price, T),其中buyerld用來標識用戶，price表示該任務願意支付的價格，T為任務所需時間，用戶私人信息類型Θ b = Req (buyerld, m, price, T);雲市場中有η個資源提供商，用集合S來表示所有的資源提供商，i ∈ S表示第i個資源提供商，一個資源提供商可以發布多種類型的資源信息，每一種資源信息描述成以下形式:Res [sellerld, r, qr, cr]，其中sellerld為資源提供商標識，r表示資源類型，qr表示r類型資源的數量，Cr表示r類型資源單位數量在單位時間的價格； b)雲市場機制設計: 將用戶任務請求信息Req和資源提供商資源信息Res作為機制的輸入，首先根據先來先服務的原則選擇用戶任務請求Req ;然後通過機制中的分配函數確定任務請求所需的資源提供商及其類型資源，分配函數的原則是使得任務所需的資源成本最小；最後機制中的支付函數給出用戶和資源提供商各自的支付價格； bl)雲市場機制相關的分配函數:假設一次用戶任務請求Req，市場中所有滿足任務請求Req可能的結果集合為K，用k(0) = {k1(θ)，..kn(θ)}表示分配向量，k(9)∈ K，其中ki(0)表示資源提供商i的分配向量，那麼設計的分配函數可以表示成:
2.如權利要求1所述的一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，其特徵在於:所述步驟a)中資源提供商i發布r類型資源記為
3.如權利要求1所述的一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，其特徵在於:所述雲市場機制滿足個體理性；雲市場機制滿足預算均衡；雲市場機制滿足激勵兼容，雲市場機制對於資源提供商和用戶都滿足激勵兼容。
4.如權利要求1所述的一種雲市場多類型資源分配定價機制及其實現算法，其特徵在於:所述雲市場機制中的分配函數滿足分配有效性，在整個雲市場中，用戶的任務請求都是用最小成本的資源來完成，體現了雲市場機制社會收益最大`化。
【文檔編號】G06Q30/02GK103854208SQ201410088784
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】蔣雲良, 沈張果, 樓俊鋼, 馬小龍 申請人:湖州師範學院