基于雙向組合拍賣的云計(jì)算資源動(dòng)態(tài)定價(jià)模型設(shè)計(jì)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u11198基于雙向組合拍賣的云計(jì)算資源動(dòng)態(tài)定價(jià)模型設(shè)計(jì)綜述 1164321.1模型假設(shè) 153041.2參數(shù)設(shè)置 1188741.3模型構(gòu)建 267381.1.1雙向組合拍賣模型 28621.1.2定價(jià)策略 41.1模型假設(shè)根據(jù)與雙向組合拍賣理論相關(guān)的模型，本文在主要研究模型的構(gòu)建中提出以下的假設(shè)：假設(shè)1：云用戶和云資源提供商均是以自身利益最大化為目標(biāo)的理性人，且云拍賣師也不存在任何的偏袒行為；假設(shè)2：云用戶和云資源提供商互相不知道對(duì)方的策略[16]；假設(shè)3：云用戶和云資源提供商不得退出拍賣，即使一直沒有中標(biāo)；假設(shè)4：在整個(gè)拍賣過程中不得撤銷投標(biāo)，如若更改需重新遞交投標(biāo)；假設(shè)5：各個(gè)云資源需求包獨(dú)立存在，且互相不具備依賴關(guān)系。1.2參數(shù)設(shè)置n—云資源提供商/云資源提供商代理的總數(shù)；m—云用戶/云用戶代理的總數(shù)；k—參與拍賣的云資源的種類數(shù)量；resourcewi—云用戶（即買方）i提交的第w種資源的數(shù)量（0<w≤k）；resourcej—云資源提供商j完成云任務(wù)所需的組合資源包，記為resourcej=（resource1j，resource2j，…,resourcekj）（0<w≤k）；pwi—resourcei中單個(gè)資源的單位價(jià)格askbasej—云資源提供商j上交到云拍賣師競(jìng)拍項(xiàng)目的初始要價(jià)。budgeti—云用戶的預(yù)算，即拍賣成功的總花費(fèi)不能超過budgeti；startimei—云用戶代理提交云任務(wù)的時(shí)間；runtimei—云資源提供商代理執(zhí)行云任務(wù)的時(shí)間；deadtimei—完成云任務(wù)的最晚截止時(shí)間；bidbasei—云用戶代理對(duì)resourcej的單個(gè)資源單位價(jià)格之和。1.3模型構(gòu)建1.1.1雙向組合拍賣模型本文的雙向組合拍賣模型由多個(gè)云用戶、云用戶代理、云資源提供商、云資源提供商代理和一個(gè)云市場(chǎng)拍賣師組成。云用戶代理負(fù)責(zé)將云用戶的任務(wù)請(qǐng)求及出價(jià)發(fā)送給云市場(chǎng)拍賣師，云資源提供商代理把云資源提供商擁有的組合資源包及要價(jià)發(fā)送給云市場(chǎng)拍賣師，云市場(chǎng)拍賣師則負(fù)責(zé)搜集云用戶代理和云資源提供商代理對(duì)資源的出價(jià)和要價(jià)，通過算法來決定獲勝的云用戶代理和云資源提供商代理，并將拍賣結(jié)果通知參與這次拍賣的云用戶代理和云資源提供商代理。云用戶的目標(biāo)是在截止時(shí)間之前以盡可能小的花費(fèi)完成服務(wù)，云資源提供商的目標(biāo)是最大化資源的收益，因此，云資源提供商代理可能會(huì)提出更高的要價(jià)，而云用戶代理則會(huì)給出較低的出價(jià)，同時(shí)他們都受其他競(jìng)爭(zhēng)者約束。雙向組合拍賣的流程如下：1.云用戶委托云用戶代理向云市場(chǎng)拍賣師提交需要的資源種類，需求數(shù)量和出價(jià)；云資源提供商委托云資源提供商代理向云市場(chǎng)拍賣師提交可提供的資源種類，供給數(shù)量和要價(jià)。2.云拍賣師開始拍賣。1.云用戶代理和云資源提供商代理向云市場(chǎng)拍賣師提交自己的投標(biāo)。4.云市場(chǎng)拍賣師向云用戶代理和云資源提供商代理確認(rèn)投標(biāo)。5.拍賣結(jié)束。6.云市場(chǎng)拍賣師通知云用戶代理和云資源提供商代理拍賣結(jié)束。7.云市場(chǎng)拍賣師計(jì)算綜合競(jìng)爭(zhēng)力，確定獲勝者。8.云市場(chǎng)拍賣師向云用戶代理和云資源提供商代理發(fā)送資源分配信息。9.云用戶代理向云資源提供商代理發(fā)送任務(wù)。10.云資源提供商代理在分配的資源上執(zhí)行任務(wù)。11.云資源提供商代理將結(jié)果返回給云用戶代理。12.云用戶代理發(fā)送云市場(chǎng)拍賣師對(duì)云資源提供商代理的QoS的評(píng)價(jià)。11.云市場(chǎng)拍賣師根據(jù)分配的資源及其QoS計(jì)算最終成交價(jià)格。14.云市場(chǎng)拍賣師通知云用戶代理和云資源提供商代理最終交易價(jià)格。15.云用戶代理向云資源提供商代理支付最終價(jià)格。16.云用戶代理向云用戶反饋分配結(jié)果；云資源提供商代理向云資源提供商反饋分配結(jié)果。雙向組合拍賣資源分配流程如圖3-1所示。圖3-1雙向組合拍賣資源分配流程圖1.1.2定價(jià)策略假設(shè)云環(huán)境有n個(gè)云資源提供商，云資源提供商等價(jià)于云資源提供商代理，用集合C={C1,C2,…,Cn}表示，假設(shè)有k類資源進(jìn)行交易，云資源提供商代理Cj提交的資源組合包resourcej=（resource1j，resource2j，…,resourcekj），，第j個(gè)云資源提供商提交的投標(biāo)用Rj={askbasej，resourcej,Qosj}resourcej的報(bào)價(jià)是askbasej，計(jì)算方式如下：askbase其中ewj{0,1},ewj=1當(dāng)且僅當(dāng)resourcewj0。假設(shè)有m個(gè)云用戶，云用戶同時(shí)等價(jià)于云用戶代理，用集合U={U1,U2,…,Um}表示，每個(gè)云用戶代理向云市場(chǎng)拍賣師提供一個(gè)或多個(gè)任務(wù)請(qǐng)求，假設(shè)在有限的時(shí)間T內(nèi)，所有云用戶代理提交了s個(gè)任務(wù)，設(shè)任務(wù)集合Q={Q1,Q2,…,Qs}，將Q表示為一個(gè)五元組，即Qi=(budgeti，bidbasei，startimei，runtimei，deadtimei，resourcei)。在拍賣開始之前，根據(jù)每種資源的數(shù)量和調(diào)整系數(shù)，給出每種資源的權(quán)重，ω表示云用戶i的第w種資源所占的權(quán)重，計(jì)算如下式[21]：ω其中，resourcewi表示第w（1≤w≤k）類云資源所需數(shù)量，cwi是調(diào)節(jié)系數(shù)，如果云用戶i沒有第w種資源，或者對(duì)第w種資源沒有需求，那么dem_resourcewi等于零，否則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。云資源組合包的初始出價(jià)由每種云資源的價(jià)格與價(jià)值權(quán)重的乘積，如下式所示：bidbase其中，pwi響應(yīng)時(shí)間：用來計(jì)算云任務(wù)的焦急程度（Anxiety），云市場(chǎng)拍賣師根據(jù)云任務(wù)的焦急程度對(duì)云用戶代理的出價(jià)進(jìn)行調(diào)整，焦急程度越大代表著云用戶獲取資源越急切，從而會(huì)用更高的出價(jià)來取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，獲取所需云資源。計(jì)算焦急程度的公式如下：Anxiety云任務(wù)越接近于截止時(shí)間(deadtime)，則云用戶代理就越焦急的想要完成云任務(wù)，就會(huì)提高云用戶出價(jià)來達(dá)到獲取云資源的目的，則所調(diào)整的出價(jià)如下：

bidβ表示響應(yīng)時(shí)間對(duì)云用戶出價(jià)的影響程度，滿足0≤β≤1,當(dāng)β越接近于1則表示響應(yīng)時(shí)間對(duì)云用戶出價(jià)的影響程度越高，反之β越接近于0則表示響應(yīng)時(shí)間對(duì)云用戶出價(jià)的影響程度越低。資源負(fù)載：買家提交的資源請(qǐng)求和響應(yīng)時(shí)間等方面的要求被當(dāng)做云任務(wù)來對(duì)待。在到買家截止時(shí)間段內(nèi)，某個(gè)云資源提供商接受其他任務(wù)所使用的資源數(shù)量除以該云資源提供商所擁有的全部云資源數(shù)量得出負(fù)載量，針對(duì)多種云資源的情況，引入了權(quán)重的概念，即把該云資源提供商所擁有的全部資源分別分配一個(gè)權(quán)重，權(quán)重之和等于1，各個(gè)資源的權(quán)重由資源提供商設(shè)定[26]。假設(shè)在t時(shí)刻，用戶代理向云環(huán)境提交了Qi，Cj的當(dāng)前資源負(fù)載情況可以用loadjload其中，resusedjt表示在t時(shí)刻云資源的負(fù)載量，假設(shè)云資源提供商代理j為了確保所接受的云任務(wù)都能夠按照用戶的要求正常完成，在t時(shí)刻的要價(jià)asktj和其當(dāng)前工作負(fù)載情況loadjt呈正比，即當(dāng)loadjt增大時(shí)，ask其中，α表示負(fù)載率對(duì)云資源提供商要價(jià)的影響程度，滿足0≤α≤1，α越接近于1則負(fù)載率越大，對(duì)云資源提供商要價(jià)的影響程度越高，反之α越接近于0則表示負(fù)載率越小，對(duì)云資源提供商要價(jià)的影響程度越低。計(jì)算云用戶的綜合競(jìng)爭(zhēng)力從價(jià)格與非價(jià)格屬性信用等級(jí)的評(píng)價(jià)函數(shù)如下：ef其中，bidi是云用戶i調(diào)整后的出價(jià)，randi是云用戶的信用等級(jí)，云用戶出價(jià)越高，云用戶的信用等級(jí)越高，則云用戶的綜合競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，在遞減排序中排在越前的位置。計(jì)算云資源提供商的綜合競(jìng)爭(zhēng)力從價(jià)格與非價(jià)格屬性信用等級(jí)、Qos（服務(wù)質(zhì)量）的評(píng)價(jià)函數(shù)如下：ef其中askj是指云提供商j調(diào)整出價(jià)后的要價(jià)，randj是云資源提供商的信用等級(jí)，Qosj是云資源提供商j的服務(wù)質(zhì)量。假設(shè)在t時(shí)刻，云用戶代理將任務(wù)請(qǐng)求Qi及其出價(jià)bidit發(fā)送給云市場(chǎng)拍賣師，同時(shí)云資源提供商代理也將其要價(jià)p買家提交的資源請(qǐng)求，其資源需求應(yīng)該包括所需要的各個(gè)資源的分類，比如主機(jī)，存儲(chǔ)等資源，同時(shí)分別給出自己所期望的各種資源的出價(jià)及所需對(duì)應(yīng)資源的數(shù)量。資源的提供方給出所能夠提供的資源種類，資源數(shù)量和對(duì)應(yīng)資源的要價(jià)。云任務(wù)的總費(fèi)用如下式所示：FP若FP則拍賣成功，云用戶和云資源提供商交易成立，云用戶代理發(fā)送云任務(wù)，云資源提供商執(zhí)行云任務(wù)。在分析云資源提供商的綜合競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)，引入信用等級(jí)和QoS（服務(wù)質(zhì)量）。在云資源動(dòng)態(tài)環(huán)境中，分析QoS級(jí)別非常困難且具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)橛脩魧?duì)此的偏好可能會(huì)有所不同。所以為了捕獲此方面，我所建立的模型僅考慮云提供商的等級(jí)。客戶的反饋包括可用性、響應(yīng)時(shí)間以及服務(wù)水平協(xié)議的履行性。表3-1顯示了客戶對(duì)服務(wù)進(jìn)行評(píng)分的度量標(biāo)準(zhǔn)。表3-1云用戶的反饋參數(shù)評(píng)級(jí)可用性(Availability)優(yōu)秀，較優(yōu)，良好，合格，較差履行服務(wù)水平協(xié)議(SLA)響應(yīng)時(shí)間(Anxiety)云用戶在每一次的交易中，使用從優(yōu)秀到較差對(duì)云資源提供商的服務(wù)進(jìn)行評(píng)分。根據(jù)客戶的反饋，系統(tǒng)隱式分配權(quán)重點(diǎn)給提供商的服務(wù)。這有助于量化QoS（服務(wù)質(zhì)量）。對(duì)于優(yōu)秀，較優(yōu)，良好，合格和較差的等級(jí)，已設(shè)置10、9、8、5和0分。利用客戶的反饋，系統(tǒng)會(huì)為每個(gè)提供者分配0-10之間的總體評(píng)分，通過獲取其反饋的平均值來計(jì)算云