【云计算资源管理与双向组合拍卖理论综述4800字】

1云计算资源管理与双向组合拍卖理论综述 1 11.1.1云计算定义 1 21.2云计算资源定价概述 31.1.1云计算资源定价机制 31.1.2常见的云服务定价类型 51.3双向组合拍卖理论概述 7本模版已包含符合章节设置的“多级别列表”,只需在相应位置替换标题文1.1云计算资源管理的概念网络访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务),这些资源能够被快速提供，只需要投入的管理工作，或与服务供云计算有三个基本的服务类型：软件即服务(SaaS)、基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)。如表2-1所示：2功能优点缺点典型应用软件即服务提供按需服务的应用发资源方面花费资产费用需要新的安全基础设施即服务(IaaS)行应用程序的力资源方面花费资产费用；降低进入门槛；简化和自动化伸缩过程企业效率和生产力很大程度上取决于厂商的能力；可能会AmazonElasticComp用程序运行和境简化的版本部署需要不同的安WindowsAzureSalesfo云资源管理系统将各种云资源(例如存储资源、网络带宽、计算资源)集成到数据中心，将分散的云资源从逻辑上合成为集成资源，然后根据云用户的各种存储资源、计算资源等需求通过租用的模型分配合适的云资源。随着云计算的普及，云资源的种类多样化，云用户迅速增长，虚拟资源池中云资源的负载将随着云资源的释放而实时动态变化。同时，云计算发展的关键是尽可能实现自动化管理的云资源管理模型。云计算资源服务平台在虚拟资源上托管各种应用程序和资源配置，并使用互联网作为媒介将计算资源分配给多个云用户的不同需求。云供应商可以将多个虚拟机连接到同一个物理服务器上，通过动态的调整虚拟机容量，井跨物理服务器调度不同配置的虚拟机从而使得云平台有更大的灵活性。目前，云计算资源管理系统有层次模型、抽象所有者模型和市场经济模型三种体系结构不同的模型，这三类模型分别体现了三种不同的技术思想，其概念如下表2-2所示：3分类介绍层次模型以节点为基础通过定义可扩展的规范编程语言实现云资源的联合分配抽象所有者模型云用户和云供应商相互协调交流进行交易市场经济模型以市场为基础动态调整资源管理和定价策略定价机制是在公平竞争的市场中，通过供求变化等因素影响按一定规则制定和改变商品或服务市场价格的策略。上一节中介绍了目前云计算服务市场几种不同的经济学市场模型，不同的市场模型中存在着不同的商业模式，因此，也会衍生出各种不同的定价机制I²7。目前，学术研究者和产业界把定价机制按照价格是否根据供需情况变化主要分为静态定价和动态定价两类，按照价格是否变化以及变化的依赖特性可以把定价形式分为固定定价、差别定价和市场定价三种类型，如表2-3所示。三种定价类别的主要定价机制如图2-1所示。云资源的价值主要由初始成本、维护成本、资源负载、使用时间和服务质量来决定，而价格会根据供需情况的变化围绕价值上下波动。静态定价在一段时间内由云供应商根据价值决定，操作方便、便于理解，而动态定价会根据市场供需来发生变化，复杂多样，难以实现，因此，静态定价在云市场占据主要地位。4定价机制固定定价差别定价市场定价协议定价协议定价拍卖定价定价机制目录定价静态定价动态定价在经济学理论中，云用户和云供应商之间存在着多种经济模型(如图2-1)。云环境由众多动态性和异构性节点组成，这与现实经济社会非常类似，因此借助经济学中相关的理论方法可以解决云环境下资源分配问题，众多学者的实践表明该方法具有可行性以及某种程度上的优越性。到目前为止，市场机制具有多个不同分类，选择合适的市场机制子类来解决云资源分配问题至关重要。常见的云环境下市场机制模型有以下六个分类：1.商品市场模型商品市场模型中商品价格由资源提供商一方决定。该模型可以分为两种情况：①价格不变。在一定的时间范围内资源提供商保持固定的资源价格，如果消费者有资源需求则应当支付所需资源单价和数量的金钱。②价格随供需关系动态6变化。资源提供商按照市场中供需关系动态调整资源单价，如果资源供不应求，则资源提供商可以提高资源单价，如果资源供大于求，则资源提供商可以调低资源单价。所以当市场中资源库存较多时，对消费者比较有利，但当资源库存比较紧缺时，对资源提供商比较有利。商品市场模型的缺点在于：消费者处于比较被动的处境，只能接受资源提供商的报价，没有议价权。议价模型的特点是资源消费者拥有对资源进行议价的权利，这是一种对资源消费者有利的经济模型。在议价模型中，资源提供商和资源消费者协商资源的价格，资源提供商的要价一般比较高，资源消费者的起始出价一般比较低，协商后，用户提高出价，资源提供商降低要价，如果能达到双方均可接受的价格即成交，如果不能达到则议价过程结束。议价模式的优点在于兼顾了消费者和资源提供商的利益，消费者可以通过议价以更低的价格获取性能更强的某种类资源。该模型的缺点在于议价交互过程会消耗时间和资源，而且如果资源提供商和消费者议价最终不能达成协议，则其议价交互过程中消耗的资源和时间就白白浪费了。标价模型的交易价格由资源提供商决定，这一点决定商品市场模型[41比较相似。在标价模型中，资源提供商可以根据市场需求动态调整交易价格。标价模型与商品市场模型的不同点是标价模型中资源提供商可以用广播机制将资源优惠的价格通知给消费者，这样做的好处有两点：①当市场中资源需求变低时可以提高资源的利用率；②在市场中传播的优惠价格可以吸引新的消费者，这样可以为市场注入新鲜血液。在投标模型中，消费者在市场内提出自己的资源需求，通知资源提供商投标，资源提供商对需求进行评估以后决定是否参加投标，如果决定参加投标则向消费者送出竞标书，消费者评估多个资源提供商的竞标书后选择满意的资源提供商进行交易。如果消费者选出的资源提供商实力较差，没有达到消费者的期望，则消费者可以终止交易，再次选择新的资源提供商。该模型的缺点在于，消费者在市场中占据主导优势，对于资源提供商来说十分不利。75.按比例分配模型在按比例分配资源模型中，消费者能够使用某种类资源的数量取决于该消费者对该种类资源的投标价，如果消费者对于某种资源的投标价格相对于其他消费者的投标价格高出很多，则该消费者获得该种资源的数量相对其他消费者的数量也会高出很多，消费者获得资源的数量与其投标价格成比例关系。按比例分配模型适用于资源数量庞大的市场，单一的消费者无法消耗完资源，需要多个消费者6.拍卖模型商品市场模型和定价模型都不能很好地反映市场供求关系。当出现有多个消费者竞争购买某种资源时，拍卖这种方式是一种更好的价格调整方法，以便一个或多个人可以获得这些商品。拍卖模型可以良好地适用于这种消费者竞争购买资源的环境。本文基于拍卖模型中的双向组合拍卖来研究云计算的动态定价策略，稍后将对其进行详细描述。目前，Iaas为云用户提供最基本的计算资源，以提供基础设施即服务(Iaas)资源配置等级支付价格的服务特性依赖定价。Paas为云用户提供了一个操作平台或环境。提供平台即服务(Paas)的云资源提供商主要根据资源量(例如云用户使用的应用程序的带宽)采用按量定价。Saas为云用户提供应用程序，提供以软件及服务(Saas)的云供应商主要采用预购定价、客户特征依赖定价和数量特征依赖定价。Amazon提出了弹性动态定价机制，但由于动态定价机制的复杂性和难理解性，采用动态定价机制的云供应商还很少。双向拍卖是指买方和卖方同时递交价格和数量来出价。在双向拍卖中，买方和卖方出价是通过软件代理竞价系统进行的。拍卖开始前，买方向软件代理竞价系统提交最低出价和出价增量，卖方向软件代理竞价系统提交最高要价和要价减量。网上拍卖系统把卖方的要约和买方的要约进行匹配，直到要约提出的所有出售数量都卖给了买方。双重拍卖只对那些事先知道质量的物品有效。组合拍卖是指云用户将多个互补或替代资源捆绑在一起，以组合资源包的形式进行拍卖。通过组合拍卖，购买者可以获得多种类型的资源。这种拍卖机制十8分适合云计算资源分配问题。对于云计算用户，要满足业务需求可能需要同时使用一种或多种类型的资源，例如同时使用CPU,RAM,云存储和网络，或者仅使用云存储，例如Dropbox。1.3.3双向组合拍卖双向组合拍卖结合了组合拍卖和双向拍卖的优点，并且消除了二者的缺点，是买卖双方对不同类型不同数量的云计算资源的组合进行报价要价的拍卖交易对于本文研究的云资源定价模型来说，双向组合拍卖可以很好地解决其他拍卖模型不能解决的问题。双向拍卖虽然可以避免交易中的垄断问题，并且考虑买方和资源提供商的利益，但是因为该模型每次只能够对一种资源进行拍卖交易，该模型的交易效率比较低，并且不能够解决多类资源同时交易的一问题，因此无法适应于目前的云计算资源的实际交易市场环境。而组合拍卖虽然可以在同一个时间段内对多种类型的云计算资源组合进行拍卖报价和要价，能够保证比较高的交易效率，但是由于该模型只是单向的考虑云资源提供商的利益，对买家的利益考虑不足，甚至没有考虑，因此这种卖模型也不能够满足现实的云资源交易市场与组合拍卖和双向拍卖相比，双向组合拍卖可以显著减少云资源定价所需的拍卖次数，从而提高交易效率并解决卖方在单向拍卖中的垄断问题。现实的云计算资源交易市场是多个卖家和多个进行博弈，并且会涉及到多种不同类型的资源，因此使用双向组合拍卖在云资源定价方面具有很好的应用前景。谢建、胡志刚[23]等人对基于组合双向拍卖的云资源定价模型做了深入的研究和论证，该模型的参与者主要有以下几个部分，如表2-4所示：分类作用买家代理(UB)负责将所需要的资源信息和报价信息提交给云市场拍卖师云资源提供商代理(CSP)将云资源提供商(卖家)所能够提供的资源信息和要价信息提交到云市场拍云市场拍卖师(CMA)负责收集并且整合和的资源信息和报价要价信息，并且运行基于双向组合拍卖的定价算法