本發(fā)明涉及移動云計算中的微云資源分配，特別是基于拍賣的微云資源分配。

背景技術(shù)：

云計算：云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算，能夠為有需要的計算機(jī)和設(shè)備提供共享的計算機(jī)處理資源和數(shù)據(jù)。它是一個無處不在、按需訪問、可配置計算資源的共享池模型(如，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù))，能夠通過極少的管理工作完成資源的快速配置和釋放。云計算和存儲解決方案在距離用戶很遠(yuǎn)的第三方數(shù)據(jù)中心為用戶和企業(yè)提供各種功能來存儲和處理他們的數(shù)據(jù)。

移動云計算：移動云計算由云計算、移動計算和無線網(wǎng)絡(luò)組成的，像云計算服務(wù)一樣為移動用戶和網(wǎng)絡(luò)運營商等提供豐富的計算、存儲等資源。

微云：在移動云計算中，一個微云通常是指可移動的小規(guī)模的云數(shù)據(jù)中心，并且往往分布在網(wǎng)絡(luò)中距離用戶較近的位置，一般由一組高性能、安全并且網(wǎng)絡(luò)連接良好的計算機(jī)組成。微云通過向移動用戶提供計算、存儲或者網(wǎng)絡(luò)資源從而緩解移動用戶對相應(yīng)資源的需求，并顯著提高用戶移動設(shè)備(智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦)的性能，同時降低系統(tǒng)延遲。使得計算集中型或者延遲敏感型任務(wù)可以在移動用戶的移動設(shè)備上運行良好。

接入節(jié)點：接入節(jié)點即無線網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(Wireless access point)是指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個允許WIFI兼容的設(shè)備連接到有線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備。在移動云計算中，移動用戶通過WIFI連接有線網(wǎng)絡(luò)時所通過的節(jié)點即為接入節(jié)點。

資源拍賣：計算機(jī)領(lǐng)域中的資源拍賣是一種采用激勵機(jī)制來分配資源的方式。在移動云計算中，資源的擁有者(微云)在向用戶(移動用戶)提供資源時往往伴隨著自身的損耗(計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、能量等資源)，基于個體的自私性，微云往往不愿為移動用戶無償?shù)靥峁┓?wù)。因而引入激勵機(jī)制通過一定的利益來刺激微云分享其擁有的計算等資源就顯得十分必要了。而資源拍賣就是這樣的一種激勵機(jī)制，賣方為資源的擁有者(微云)，買方為資源的需求者(移動用戶)，雙方通過一定的拍賣方法進(jìn)行合理的資源“交易”，從而靈活并且高效地將微云中的資源分配給合適的移動用戶。

團(tuán)購：團(tuán)購(Group purchase)就是團(tuán)體購物，指認(rèn)識或不認(rèn)識的消費者聯(lián)合起來，加大與商家的談判能力，以求得最優(yōu)價格的一種購物方式。在移動云計算中，團(tuán)購則是多個移動用戶聯(lián)合為一個整體而后與微云進(jìn)行拍賣，通過拍賣贏得的微云資源再按各個移動用戶的出資比例進(jìn)行分配。通過團(tuán)購的方式能夠有效地提升移動用戶在資源拍賣中的競爭力并且使得資源分配更加快速、充分。

本發(fā)明的目的在于克服移動云計算中現(xiàn)有資源拍賣方法的缺點與不足?，F(xiàn)有的資源拍賣方法討論的都是一個移動用戶獨自競拍微云資源，若某移動用戶在拍賣中贏得該微云資源，則該用戶與該微云都不再參與余下的拍賣流程。也就是說，在一輪拍賣中，一個移動用戶只能對應(yīng)一個微云，一個微云只能對應(yīng)一個移動用戶。這樣一來，往往會帶來如下問題：

1、單個微云的價格對于單個移動用戶來說過于昂貴，移動用戶往往難以獨自承擔(dān)。

2、單個微云的資源容量往往遠(yuǎn)大于單個移動用戶的負(fù)載，一對一的資源分配方式容易造成微云資源的浪費。

3、若每一輪資源拍賣都只為微云選擇一個移動用戶作為贏家，則需耗費大量的時間，這大大降低了系統(tǒng)的整體時效性同時也非常不利于移動用戶中那些對延遲敏感的任務(wù)(如增強(qiáng)現(xiàn)實等)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要包括兩個方面：

1、在移動云計算微云資源的拍賣中引入了團(tuán)購的思想。

2、提出了一種三階段的拍賣算法以實現(xiàn)基于團(tuán)購的微云資源拍賣，從而高效、靈活地解決了移動云計算中微云資源的分配問題。

在實現(xiàn)本發(fā)明時，我們針對的問題定義如下：

1、在給定網(wǎng)絡(luò)中有K個微云和n個接入節(jié)點，每個接入節(jié)點上可部署一個微云用以服務(wù)其連接的一組移動用戶。

2、每個微云C_k都有一定的資源容量，只能夠為有限的移動用戶提供相關(guān)服務(wù)

3、每個接入節(jié)點的移動用戶將任務(wù)遷移到微云上執(zhí)行時都會給微云帶來一定的負(fù)載。該接入節(jié)點連接的所有移動用戶都將被劃為一組去競爭一個微云資源，若在拍賣中最終贏得某個微云C_k，則這組中的所有移動用戶都只能選擇C_k中的資源為其服務(wù)，且這組移動用戶的總負(fù)載不能超過C_k的資源容量Cap^k。

4、每個移動基于自身的需求和微云中資源的優(yōu)劣，對每個微云都會有相應(yīng)的預(yù)算。

具體實施方案：

1、第一階段，每個接入節(jié)點根據(jù)其連接的移動用戶對各個微云的預(yù)算生成該移動用戶組對各個微云的整體預(yù)算。并記錄下生成該整體預(yù)算時，各移動用戶的出資情況。在算法一中，C_k為第k個微云；Cap^k為C_k的資源容量；a_i為第i個接入節(jié)點；a_i中第j個移動用戶對C_k的預(yù)算為其自身的任務(wù)負(fù)載為其對C_k的性價比的定義如下：

A為接入節(jié)點中的移動用戶按其對各個微云的性價比從大到小排序后的用戶序列；

在算法的初始階段，對于a_i，依次計算其對各個微云的整體預(yù)算：

1.1、將a_i中的移動用戶按其對C_k的性價比排序為A。

1.2、在A中找出前s個用戶，在不超過Cap^k的前提下最大化這些用戶的負(fù)載總和，若a_i中的全體用戶的負(fù)載總和都小于Cap^k，則s即為a_i中的移動用戶數(shù)。

1.3、取隨機(jī)整數(shù)m，使得s/2≤m≤s。

1.4、第m個用戶的性價比即為單位價格；A中前m-1個用戶潛在的出資為其自身的任務(wù)負(fù)載與單位價格的乘積；A中第m個及以后的用戶潛在的出資為0；

1.5、a_i對C_k的整體預(yù)算即為A中所有用戶的潛在出資之和。

2、第二階段，接入節(jié)點根據(jù)第一階段中生成的對各個微云的整體預(yù)算，對各個微云報價進(jìn)而拍賣、交易。最終將微云分配給其相應(yīng)的贏家(接入節(jié)點)，即將微云部署在該獲勝的接入節(jié)點上以供其連接的移動用戶使用。

算法二中，C為所有微云的集合；a_i對C_k的報價為C_k自身的保留價格為r_k；f為自適應(yīng)參數(shù)，用以調(diào)節(jié)微云與接入節(jié)點之間的利益。

遍歷所有接入節(jié)點，對于a_i，從C中找出最合適的C_k與之匹配：

2.1、從C中剩余的未被分配的微云中找出使最大的C_k，若存在多個這樣的微云則選擇最小的k，若C為空則算法結(jié)束。

2.2、判斷是否成立，若不成立，則a_i在拍賣中失敗；若成立，則C_k與a_i成交，成交價格為將C_k分配給a_i并從C中移除。

3、第三階段，接入節(jié)點將贏得的微云資源按其移動用戶的任務(wù)負(fù)載分配給第一階段中出資了(出資金額大于0)的移動用戶。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點及效果：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，我們提供了一種基于團(tuán)購的三階段資源拍賣技術(shù)，該技術(shù)具有如下的優(yōu)點和積極效果

1、多個移動用戶組團(tuán)進(jìn)而與微云拍賣大大提高了這個用戶群體的競爭力，更容易在拍賣中贏得資源，同時也大大降低了用戶自身的經(jīng)濟(jì)壓力，從而可以從更廣泛的微云資源(以前支付不起的微云資源現(xiàn)在可以通過團(tuán)購的方式組團(tuán)購買)中選擇更合理的微云進(jìn)行報價參與拍賣。

2、移動用戶組團(tuán)拍賣贏得的微云資源將被部署在其接入節(jié)點上，該接入節(jié)點最終將按移動用戶的出資情況及其任務(wù)負(fù)載分配微云中的資源，直到微云中的資源分配完畢或移動用戶的需求全部得到滿足為止。這樣能很好的避免微云中資源的浪費，大大提高了微云資源的利用率。

3、微云中的資源只需一輪拍賣即可分配完結(jié)，大大提高了資源的分配效率，能有效降低系統(tǒng)延遲，更有利于那些對延遲敏感的任務(wù)。

4、該拍賣技術(shù)符合一般拍賣技術(shù)的經(jīng)濟(jì)屬性，包括誠實可靠(truthfulness)、個體理性(individual rational)、開支平衡(budget balanced)，且各參與方(微云、接入節(jié)點、移動用戶)都能獲取可觀的效益，使得該技術(shù)可在移動云計算中長久、穩(wěn)定地運行。

附圖說明

圖1是基于團(tuán)購的三階段資源拍賣技術(shù)的總體模型框圖。

圖2是該發(fā)明的算法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例

如圖1所示的給定網(wǎng)絡(luò)中：

算法一用于拍賣的第一階段，接入節(jié)點(AP)向其下連接的移動用戶收集對各個微云{C_k}的整體預(yù)算；

算法二用于拍賣的第二階段，接入節(jié)點根據(jù)第一階段對各個微云得出的整體預(yù)算提出相應(yīng)的報價，繼而與微云進(jìn)行拍賣交易。若接入節(jié)點贏得了微云資源，則將該微云部署在該接入節(jié)點上以供其連接的移動用戶使用。

第三階段，在第二階段贏得了微云資源的接入節(jié)點將微云中的資源按需(移動用戶的負(fù)載)分配給在第一階段出資了(出資金額大于0)的移動用戶。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。