基于拍賣理論的虛擬機(jī)分配和定價機(jī)制研究.pdf

1、云計算是一種通過網(wǎng)絡(luò)提供計算服務(wù)的模式，其主要特點(diǎn)是按需使用，隨時擴(kuò)展和按使用付費(fèi)?！盎A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”服務(wù)模式下，云計算基礎(chǔ)設(shè)施軟件廠商將底層資源(CPU、內(nèi)存等)封裝成不同形式的虛擬機(jī)，并以虛擬機(jī)的形式用戶提供服務(wù)。如何合理有效地分配云資源，為云資源提供商和云計算用戶帶來價值收益，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。
　　合理高效地分配云資源并制定價格策略是云計算領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。以最大化社會價值量為目標(biāo)分配資源和以臨界點(diǎn)價值定價資源是兩種主

2、要的思路。其中，算法博弈論和拍賣理論為其能夠研究具有“個體理性”和“激勵相容”等屬性的云資源分配機(jī)制提供了新思路。近年來，啟發(fā)式算法確定贏者集的運(yùn)用引起了廣泛關(guān)注，在這一背景下，本文針對云環(huán)境下虛擬機(jī)資源分配與定價機(jī)制問題進(jìn)行了研究，具體貢獻(xiàn)如下:
　　基于動態(tài)規(guī)劃的虛擬機(jī)分配方法研究。針對離線拍賣環(huán)境下的虛擬機(jī)分配問題，我們以最大化社會價值量為目標(biāo)函數(shù)，使用動態(tài)規(guī)劃算法求解整體最優(yōu)分配問題，并使用VCG機(jī)制對資源定價。通過理論分

3、析證明拍賣機(jī)制能同時實(shí)現(xiàn)個體理性，動機(jī)相容性和計算復(fù)雜性等重要的經(jīng)濟(jì)屬性。此外，通過大量的模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證此方案具備良好的云資源分配效率，能為云提供商和云用戶帶來更高的收益。
　　基于XOR標(biāo)集的虛擬機(jī)分配問題研究。我們考慮復(fù)雜用戶集，即每場拍賣下，用戶為了獲得資源可以提交多個投標(biāo)請求，但拍賣商對每個用戶最多只應(yīng)允一個投標(biāo)。我們引入XOR投標(biāo)語言，改進(jìn)了基于局部搜索算法爬山法對資源進(jìn)行分配，并使用改進(jìn)的VCG機(jī)制計算虛擬機(jī)資源的價格

4、。這種機(jī)制允許用戶充分的表達(dá)投標(biāo)意愿，用戶體驗(yàn)度高，模擬實(shí)驗(yàn)表明，這種拍賣機(jī)制能夠?yàn)榕馁u商帶來更高的收益，同時給用戶帶來更高的生產(chǎn)效用。
　　在線虛擬機(jī)拍賣機(jī)制中基于市場感知的分配方法研究。我們改進(jìn)了基于虛擬機(jī)分配的在線拍賣機(jī)制，在機(jī)制的分配方案中考慮了高峰期和低谷期需求量的變化，使得拍賣商能動態(tài)的衡量不同時刻下用戶的投標(biāo)密度，更為合理的決策出贏者集，提高資源使用率，并為拍賣商帶來更高的利潤。我們嘗試使用真實(shí)的工作量檔案進(jìn)行了大量