基于雙向組合拍賣的云計算資源動態定價模型設計綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u11198基于雙向組合拍賣的云計算資源動態定價模型設計綜述 1164321.1模型假設 153041.2參數設置 1188741.3模型構建 267381.1.1雙向組合拍賣模型 28621.1.2定價策略 41.1模型假設根據與雙向組合拍賣理論相關的模型，本文在主要研究模型的構建中提出以下的假設：假設1：云用戶和云資源提供商均是以自身利益最大化為目標的理性人，且云拍賣師也不存在任何的偏袒行為；假設2：云用戶和云資源提供商互相不知道對方的策略[16]；假設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；假設4：在整個拍賣過程中不得撤銷投標，如若更改需重新遞交投標；假設5：各個云資源需求包獨立存在，且互相不具備依賴關系。1.2參數設置n—云資源提供商/云資源提供商代理的總數；m—云用戶/云用戶代理的總數；k—參與拍賣的云資源的種類數量；resourcewi—云用戶（即買方）i提交的第w種資源的數量（0<w≤k）；resourcej—云資源提供商j完成云任務所需的組合資源包，記為resourcej=（resource1j，resource2j，…,resourcekj）（0<w≤k）；pwi—resourcei中單個資源的單位價格askbasej—云資源提供商j上交到云拍賣師競拍項目的初始要價。budgeti—云用戶的預算，即拍賣成功的總花費不能超過budgeti；startimei—云用戶代理提交云任務的時間；runtimei—云資源提供商代理執行云任務的時間；deadtimei—完成云任務的最晚截止時間；bidbasei—云用戶代理對resourcej的單個資源單位價格之和。1.3模型構建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云市場拍賣師組成。云用戶代理負責將云用戶的任務請求及出價發送給云市場拍賣師，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發送給云市場拍賣師，云市場拍賣師則負責搜集云用戶代理和云資源提供商代理對資源的出價和要價，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。云用戶的目標是在截止時間之前以盡可能小的花費完成服務，云資源提供商的目標是最大化資源的收益，因此，云資源提供商代理可能會提出更高的要價，而云用戶代理則會給出較低的出價，同時他們都受其他競爭者約束。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拍賣師提交需要的資源種類，需求數量和出價；云資源提供商委托云資源提供商代理向云市場拍賣師提交可提供的資源種類，供給數量和要價。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拍賣師提交自己的投標。4.云市場拍賣師向云用戶代理和云資源提供商代理確認投標。5.拍賣結束。6.云市場拍賣師通知云用戶代理和云資源提供商代理拍賣結束。7.云市場拍賣師計算綜合競爭力，確定獲勝者。8.云市場拍賣師向云用戶代理和云資源提供商代理發送資源分配信息。9.云用戶代理向云資源提供商代理發送任務。10.云資源提供商代理在分配的資源上執行任務。11.云資源提供商代理將結果返回給云用戶代理。12.云用戶代理發送云市場拍賣師對云資源提供商代理的QoS的評價。11.云市場拍賣師根據分配的資源及其QoS計算最終成交價格。14.云市場拍賣師通知云用戶代理和云資源提供商代理最終交易價格。15.云用戶代理向云資源提供商代理支付最終價格。16.云用戶代理向云用戶反饋分配結果；云資源提供商代理向云資源提供商反饋分配結果。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定價策略假設云環境有n個云資源提供商，云資源提供商等價于云資源提供商代理，用集合C={C1,C2,…,Cn}表示，假設有k類資源進行交易，云資源提供商代理Cj提交的資源組合包resourcej=（resource1j，resource2j，…,resourcekj），，第j個云資源提供商提交的投標用Rj={askbasej，resourcej,Qosj}resourcej的報價是askbasej，計算方式如下：askbase其中ewj{0,1},ewj=1當且僅當resourcewj0。假設有m個云用戶，云用戶同時等價于云用戶代理，用集合U={U1,U2,…,Um}表示，每個云用戶代理向云市場拍賣師提供一個或多個任務請求，假設在有限的時間T內，所有云用戶代理提交了s個任務，設任務集合Q={Q1,Q2,…,Qs}，將Q表示為一個五元組，即Qi=(budgeti，bidbasei，startimei，runtimei，deadtimei，resourcei)。在拍賣開始之前，根據每種資源的數量和調整系數，給出每種資源的權重，ω表示云用戶i的第w種資源所占的權重，計算如下式[21]：ω其中，resourcewi表示第w（1≤w≤k）類云資源所需數量，cwi是調節系數，如果云用戶i沒有第w種資源，或者對第w種資源沒有需求，那么dem_resourcewi等于零，否則根據實際情況進行計算。云資源組合包的初始出價由每種云資源的價格與價值權重的乘積，如下式所示：bidbase其中，pwi響應時間：用來計算云任務的焦急程度（Anxiety），云市場拍賣師根據云任務的焦急程度對云用戶代理的出價進行調整，焦急程度越大代表著云用戶獲取資源越急切，從而會用更高的出價來取得競爭優勢，獲取所需云資源。計算焦急程度的公式如下：Anxiety云任務越接近于截止時間(deadtime)，則云用戶代理就越焦急的想要完成云任務，就會提高云用戶出價來達到獲取云資源的目的，則所調整的出價如下：

bidβ表示響應時間對云用戶出價的影響程度，滿足0≤β≤1,當β越接近于1則表示響應時間對云用戶出價的影響程度越高，反之β越接近于0則表示響應時間對云用戶出價的影響程度越低。資源負載：買家提交的資源請求和響應時間等方面的要求被當做云任務來對待。在到買家截止時間段內，某個云資源提供商接受其他任務所使用的資源數量除以該云資源提供商所擁有的全部云資源數量得出負載量，針對多種云資源的情況，引入了權重的概念，即把該云資源提供商所擁有的全部資源分別分配一個權重，權重之和等于1，各個資源的權重由資源提供商設定[26]。假設在t時刻，用戶代理向云環境提交了Qi，Cj的當前資源負載情況可以用loadjload其中，resusedjt表示在t時刻云資源的負載量，假設云資源提供商代理j為了確保所接受的云任務都能夠按照用戶的要求正常完成，在t時刻的要價asktj和其當前工作負載情況loadjt呈正比，即當loadjt增大時，ask其中，α表示負載率對云資源提供商要價的影響程度，滿足0≤α≤1，α越接近于1則負載率越大，對云資源提供商要價的影響程度越高，反之α越接近于0則表示負載率越小，對云資源提供商要價的影響程度越低。計算云用戶的綜合競爭力從價格與非價格屬性信用等級的評價函數如下：ef其中，bidi是云用戶i調整后的出價，randi是云用戶的信用等級，云用戶出價越高，云用戶的信用等級越高，則云用戶的綜合競爭力越強，在遞減排序中排在越前的位置。計算云資源提供商的綜合競爭力從價格與非價格屬性信用等級、Qos（服務質量）的評價函數如下：ef其中askj是指云提供商j調整出價后的要價，randj是云資源提供商的信用等級，Qosj是云資源提供商j的服務質量。假設在t時刻，云用戶代理將任務請求Qi及其出價bidit發送給云市場拍賣師，同時云資源提供商代理也將其要價p買家提交的資源請求，其資源需求應該包括所需要的各個資源的分類，比如主機，存儲等資源，同時分別給出自己所期望的各種資源的出價及所需對應資源的數量。資源的提供方給出所能夠提供的資源種類，資源數量和對應資源的要價。云任務的總費用如下式所示：FP若FP則拍賣成功，云用戶和云資源提供商交易成立，云用戶代理發送云任務，云資源提供商執行云任務。在分析云資源提供商的綜合競爭力時，引入信用等級和QoS（服務質量）。在云資源動態環境中，分析QoS級別非常困難且具有挑戰性，因為用戶對此的偏好可能會有所不同。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。客戶的反饋包括可用性、響應時間以及服務水平協議的履行性。表3-1顯示了客戶對服務進行評分的度量標準。表3-1云用戶的反饋參數評級可用性(Availability)優秀，較優，良好，合格，較差履行服務水平協議(SLA)響應時間(Anxiety)云用戶在每一次的交易中，使用從優秀到較差對云資源提供商的服務進行評分。根據客戶的反饋，系統隱式分配權重點給提供商的服務。這有助于量化QoS（服務質量）。對于優秀，較優，良好，合格和較差的等級，已設置10、9、8、5和0分。利用客戶的反饋，系統會為每個提供者分配0-10之間的總體評分，通過獲取其反饋的平均值來計算云