云计算资源分配制设计及博弈分析.pdf

㈣川㈣删㈣㈣圳0 云计算资源分配机制设计及博弈分析～～ 摘 要 云计算是一种新兴的计算模式，是在超大规模的分布式环境下利用共享基础 架构的方法，向云用户提供计算资源、数据存储和网络服务。云用户(企业或个 体)通过使用云计算服务，不仅能够降低开销，而且可以专注于自身的核心业务 发展，不用担心拥有的基础设备是否能够支持。随着云计算技术的发展，云计算 资源的分配和管理成了关键的问题之一，合理的云资源分配机制不仅能够提高云 资源的利用率，而且能够更好地满足不同用户的需求，从而使得云资源服务市场 稳定有序。传统的云计算资源分配机制是按照用户的订购需求分配，用户按其使 用量支付相应的费用，这也是商家起初宣传的商业模式。随着云计算商业领域的 发展以及用户的需求日益呈现多样化，云资源提供商开始尝试着不同的云资源分 配机制，如带预留的分配，在线竞拍云资源等，更合理地考虑了用户的个性化需 求。本文假设每个云用户都是理性的、智能的，建立了云资源分配相关模型，借 助博弈论、机制设计及相关理论，对云计算资源分配机制进行了研究，工作内容 和创新点如下： (1)在传统的按需分配云资源的分配机制下，结合着混合云环境，建立了混 合云工作量分解博弈模型，从性能类型分析和市场类型分析两个方面对混合云用 户分解工作量的策略进行了均衡分析。在性能类型分析中证明了博弈中纳什均衡 的存在和唯一性，并根据博弈分析得到博弈中纳什均衡的算法，在市场类型分析 中得到纳什均衡策略的表达式，并列举数据对纳什均衡策略进行了分析比较。 (2)针对云用户对云资源的请求具有很强的动态性，区别于传统的云资源分 配机制，本文从云提供商的角度设计了一个云资源在线竞拍机制。该设计的在线 竞拍机制能够满足用户的个性化需求，同时满足激励兼容的性质，并与传统的离 线最优竞拍机制进行了对比、模拟仿真，显示了设计的在线竞拍机制具有较好的 性能。 目前，云计算正朝着多元化方向发展，在我国对云计算资源分配机制研究还 万方数据 存在缺陷的背景下，本文所做工作对我国云计算服务的发展具有一定的参考价 值。 关键词：云计算；博弈论；机制设计；纳什均衡；激励兼容；资源分配 万方数据 M匣CHAMSMDESIGNANDGAⅣ匝AN删SIS0F RESOURCESALLOCATIONINCLOUDCOMPUTING ABSTRACT Cloud isall modelof isanewmethodof computingemerging computing，it infrastructureto resourcesto usersina scaledistributed shared provide cloud large as andnetwork environment，suchresources，data services．By computing storage the cloud or not reduce using computing，cloudusers(enterpriseindividual)Canonly alsoCanfocuson theircore andnothaveto cost，but