)sj]P{bi > Sj(cj)}-式（6)
[0053] [kbi+(l-k)sj-Cj]P{bi(vi) > Sj}-式（7)
[0054]其中Vl是用戶私有估價，h為用戶報價，為資源的成本估計，為資源要價，其中 ke(〇，i)，可根據(jù)資源實際情況取值。
[0055]然后引入博弈求最優(yōu)的報價與要價方案，即為：
[0058]其中ke(〇，l)，可根據(jù)資源實際情況取值，Vl是用戶私有估價，匕為用戶報價，(^為 資源的成本估計，s偽資源要價，ab，eb，as以及&都為常數(shù)，Pr mir^市場所允許最低價，Prmax 是市場所允許最高價
[0059]分別令式(8)，（9)關(guān)于h，&的一階偏導(dǎo)為0,求得最優(yōu)解，即為：
[0062]步驟5:確定最終云計算資源分配方案。
[0063]云用戶代理將報價以及資源代理將要價將提交給拍賣代理，拍賣代理獲得當前的 競價列表和報價列表，按價格由高到低進行排序，尋找最接近的出價和報價并且用戶出價 要高于提供商要價。即為：
[0064] 試 -式（12)
[0065] Min[]-式（13)
[0066] 拍賣代理從用戶所報最高價開始在滿足式（12)和（13)的情況下尋找要價，達成交 易，然后再從次高價開始在滿足式（12)和（13)的情況下尋找要價，依次往后，促成交易達 成。完成交易后，接下來的下一次交易買方和賣方資源的情況又會有變化，二者再根據(jù)自己 的情況重新報價，如此策略循環(huán)下去。
[0067] 這樣一來每一次拍賣可以達成多項成交，大大減少了拍賣次數(shù)，節(jié)省了時間，而且 資源的利用率也得以提高。
[0068]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種基于博弈的云計算資源分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括該 系統(tǒng)包括用戶請求模塊、資源調(diào)度管理模塊以及資源信息反饋模塊。
[0069]各個模塊的功能如下：
[0070] 用戶請求模塊:用戶通過互聯(lián)網(wǎng)對所需資源發(fā)起請求；
[0071] 資源調(diào)度管理模塊:調(diào)度中心根據(jù)優(yōu)化調(diào)度算法將任務(wù)調(diào)度到相應(yīng)資源上進行處 理，達到資源負載均衡；
[0072] 資源信息反饋模塊:將資源池可用的資源實時反饋給調(diào)度中心并實時更新。
[0073] 綜上所述，本發(fā)明的一種基于博弈的云計算資源分配方法和系統(tǒng)引入博弈均衡充 分考慮用戶和資源提供者的利益問題，給予用戶和資源提供者相應(yīng)的激勵，增加二者交易 滿意度，將組合雙向拍賣機制應(yīng)用到云資源分配過程中有效解決云資源交易過程中一方處 于壟斷地位的問題，同時滿足云計算資源需求的多樣性，并且在最后分配過程優(yōu)化分配方 案，在滿足用戶和資源提供者雙方利益的前提下，尋求最接近的報價和要價達成交易，每次 撮合多項成交，大大減少拍賣次數(shù)，節(jié)省交易時間，從而在達成讓二者都能夠滿意的云資源 分配方案的基礎(chǔ)上，最大限度的提高云資源利用率，云資源分配系統(tǒng)通過資源調(diào)度管理達 到資源負載均衡，優(yōu)化了資源配置。
【主權(quán)項】
1. 基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟1:明確云計算資源分配市場的架構(gòu)； 確定云計算資源分配過程的參與者，即代表用戶的云用戶代理、代表資源提供者的資 源代理以及云市場拍賣代理； 步驟2:云用戶代理根據(jù)對云資源需求的時間緊迫度給出對所需云資源的估價； 確保云用戶在任務(wù)截止時間內(nèi)獲取資源，云用戶根據(jù)當前時刻的任務(wù)完成時間緊迫度 對資源完成估價，呈報給云用戶代理； 步驟3:資源代理根據(jù)資源池中的資源利用率給出對云資源的成本估計； 資源提供者根據(jù)資源池中資源利用率的情況對資源進行成本估計，呈報給云資源代 理;其中資源利用率指在時間T還未分配的計算處理時間占整個資源池可處理時間的比例； 步驟4:給出云用戶代理對資源的報價方案以及資源代理對資源的要價方案，計算云用 戶代理以及資源代理的效用收益，引入博弈論理論平衡云用戶代理以及資源代理的利益， 給出最優(yōu)的報價方案與要價策略； 步驟5:確定最終云計算資源分配方案； 云用戶代理根據(jù)所需資源情況給出最優(yōu)報價，資源代理根據(jù)自身資源情況給出最優(yōu)要 價方案，二者將報價提交給拍賣代理，拍賣代理獲得當前的競價列表和報價列表，按價格由 高到低進行排序，尋找最接近的出價和報價并且用戶出價要高于提供商要價，每次拍賣撮 合多項成交。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法步驟 1中，云計算資源分配過程包括： 步驟1-1:云用戶代理通過拍賣接口提出請求，一個請求信息包括任務(wù)的最早開始時 間、最遲開始時間、需要的計算時間以及價值信息； 步驟1-2:資源代理將每個時間間隔內(nèi)的請求信息提交給拍賣代理，每個時刻的請求信 息包括這個時刻新到來的用戶的拍賣請求以及前面階段未得到足夠資源但還沒過期的用 戶請求； 步驟1-3:拍賣代理每個時間間隔做出一次拍賣，通過內(nèi)在的拍賣機制對用戶請求做出 資源分配方案和支付計算，將資源分配方案提交給底層用于為云用戶分配資源的底層資源 分配模塊，同時更新尚未過期但未得到足夠資源的用戶請求信息； 步驟1-4:底層資源分配模塊根據(jù)資源分配方案為云用戶分配資源。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法步驟 2中，云用戶根據(jù)時間緊迫度給出對資源的估價，其公式如下： Vi = rmin+f v( t) [imax-rmin]； 其中fv(t)與時間t緊迫度成姥w單玄-苴前估亦（n其中，kv是常量，用來乘以時間間隔的大小，取值在(ο，ι)之間，可以契合緊迫程度來取 值，du指的是完成任務(wù)的截止時間，rmin表示估價預(yù)期最低值，rmax表示估價預(yù)期最高值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法步驟 3中，資源代理對云資源做成本的估計由下面公式得到： C j = Cmin+ ( Cmax_Cmin ) current ； 其中，Ucurrent表不當如的資源利用率，Cj表不估價，Cmax表不資源成本估計的最尚值，Cmin 表示資源一方對資源成本估計的最低值，W/j指資源在上一次分配后的資源負載，^是當 前的資源負載。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法步驟 4中，引入博弈所求用戶與資源代理的效用收益如下式所示：其中，ke(〇，l)，可根據(jù)資源實際情況取值，Vl是用戶私有估價，h為用戶報價，為資 源的成本估計，s偽資源要價;ab，i3b，as以及都為常數(shù)，Pr mir^市場所允許最低價，Prmax是 市場所允許最高價； 分別令上式關(guān)于h^的一階偏導(dǎo)為0，求得最優(yōu)解，即為：6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于，所述方法步驟 4包括： 步驟4-1:根據(jù)云用戶代理對資源的估價給出云資源報價方案，資源代理根據(jù)對資源的 成本估計給出云資源的要價方案； 步驟4-2:引入貝葉斯-納什均衡Ε(π) = (vi-b(vi) )*P(win | b(vi))來求效用最大，以便 得出最優(yōu)報價方案。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法步驟 5中，采用尋找最接近的出價和報價并且用戶出價高于提供商要價，每次拍賣撮合多項成交 的方案。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于博弈的云計算資源分配方法，其特征在于:所述方法應(yīng)用 于云計算資源分配環(huán)境中。9. 基于博弈的云計算資源分配系統(tǒng)，其特征在于:包括用戶請求模塊、資源調(diào)度管理模 塊以及資源信息反饋模塊： 所述用戶請求模塊:用戶通過互聯(lián)網(wǎng)對所需資源發(fā)起請求； 所述資源調(diào)度管理模塊:調(diào)度中心根據(jù)優(yōu)化調(diào)度算法將任務(wù)調(diào)度到相應(yīng)資源上進行處 理，達到資源負載均衡； 所述資源信息反饋模塊:將資源池可用的資源實時反饋給調(diào)度中心并實時更新。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于博弈的云計算資源分配方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)引入博弈均衡充分考慮用戶和資源提供者的利益問題，給予用戶和資源提供者相應(yīng)的激勵，增加二者交易滿意度，將組合雙向拍賣機制應(yīng)用到云資源分配過程中有效解決云資源交易過程中一方處于壟斷地位的問題，同時滿足云計算資源需求的多樣性，并且在最后分配過程優(yōu)化分配方案，在滿足用戶和資源提供者雙方利益的前提下，尋求最接近的報價和要價達成交易，每次撮合多項成交，大大減少拍賣次數(shù)，節(jié)省交易時間，從而在達成讓二者都能夠滿意的云資源分配方案的基礎(chǔ)上，最大限度的提高云資源利用率，云資源分配系統(tǒng)通過資源調(diào)度管理達到資源負載均衡，減少閑置資源優(yōu)化了資源配置。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號】CN105721565
【申請?zhí)枴緾N201610066848
【發(fā)明人】潘甦, 勾建磊, 呂樸樸
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月29日