专利名称：一种基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法
技术领域：
本发明涉及移动云计算环境和博弈论领域，特别是一种基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法。
背景技术：
随着移动互联网的蓬勃发展，基于手机等移动终端的云计算服务已经出现。移动云计算(MCC,Mobile Cloud Computing)是指通过移动网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件(或应用)等的一种IT资源或(信息)服务的交付与使用模式。移动云计算是移动互联网产业与云计算技术的结合，是IT行业炙手可热的新业务发展方向。它不仅仅意味着一项技术或一系列技术的组合，它秉承“按需服务”的核心理念，特别在当今日益便捷和普及的智能终端环境下，对IT领域及人们的生活作出了突出的贡献。它具有突破终端硬件限制、便捷的数据存取、智能均衡负载、降低管理成本、按需服务降低成本等特点。由于移动设备能量有限，为了延长移动设备的使用时间，研究移动设备的能量节约方法，是确保移动云计算业务迅速发展的关键。目前，在全球范围内，已有多个公司有移动云计算成功运营的实例。例如，苹果发布了手机在线云存储服务“iCloud”，该解决方案可让iPhone或iPad如PC—样轻松处理电子邮件、记事本项目、相片等，用户所做的一切都会自动更新至iPad、iPhone等苹果终端设备。作为云计算的先行者，Google在2010年底推出了包括整合移动搜索、语音搜索、定点搜索及Google手机地图、Android上的Google街景等基于移动终端和云计算的新应用。微软和RIM公司也相继推出了面向 众多用户提供的应用服务方案，也均是具有云计算特征的移动互联网应用。在中国市场，越来越多的中国企业也正在加入移动云计算的竞争。中国移动联合中科院推出了 “大云计划”，中国电信发布了“星云计划”;而手机厂商宇龙酷派也推出了 “酷云计划”，成为国内首个手机云计算服务平台。移动云计算时代正在到来。云计算包括以下几个层次的服务:基础设施即服务(IaaS)，平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。其中IaaS把业务部署在由大量服务器、存储设备、网络设备构建的资源池上，使得各种业务系统能够获取所需资源进行运作。由于在同一云计算环境下部署的应用有多个，而且应用随时间到来，时常会有高峰低峰现象，因此特别是在高峰期需要合理地进行资源的调度，既要满足应用的实际需要，同时又可以实现合理配置资源、节约终端设备能耗的目的。资源分配是云计算的重要组成部分，其效率直接影响云计算环境的工作性能。云计算资源池的资源有CPU,内存(Memory),存储空间(Storage)、带宽(Bandwidth)、I/O存取率等。假设移动云系统由m个Cloudlet构成资源池，Cloudletj的资源集合为Rj= {B，CPU, S}，依次表示带宽、CPU、存储资源，η个VM希望获得资源，VMi的资源特征集合为A= {B，CPU，S}。当一个Cloudlet已经分配资源后，需要对其资源矢量进行修正。因为Cloudlet具有有限的资源，如何分配Cloudlet的资源，完成VM到Cloudlet的匹配，从而最大化Cloudlet资源的使用效率，成为移动云计算平台中的关键问题。移动云计算面向不同的应用，而不同的应用对应不同的服务质量，因此所需的资源也有所不同，另外，由于云计算是对外提供服务的，必须考虑资源消耗的成本，这样也使得云计算的资源调度问题更为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于双边市场博弈的移动云计算环境中多维资源定价方法，提高资源池的资源利用率，并节约移动设备的能耗。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法，包括移动云计算系统，所述移动云计算系统包括移动网络的资源存储系统和与所述资源存储系统通信的移动终端设备，所述资源存储系统包括多个自治的云片Cloudlet,每个Cloudlet拥有多维不同的资源,所述每个Cloudlet都自私地以最大化自身收益作为目标选择移动终端应用请求的虚拟机承载形式VM，所述Cloudlet为所述双边市场的拥 有资源的卖方，所述VM为所述双边市场的购买资源的买方，其特征在于，所述定价方法通过VM和Cloudlet之间的定价机制,促使VM选择合适的Cloudlet,并促使Cloudlet选择并确定其接纳的VM,从而完成VM到cloudlet之间的匹配,该方法的具体步骤为:步骤1:VM根据其请求到来时间计算它的等待时间，即VMi的等待时间tf当前时间-VMi请求到来时间，设置第i个VM对第j个Cloudlet多维资源的初始出价向量为
P = rJij，其中为Cloudletj为VMi提供服务的单位资源基本定价,Cloudletj表示第j个
Cloudlet, VMi 表不第 i 个 VM ;步骤2:每个VMi计算被不同Cloudletj服务的效用,VMi从Cloudletj处获取服务的效用值采用如下函数进行计算:π:(/,ρ )= [H:.. .ν,[々]-乙凡⑷.+
l<k<d \<k<d其中，fjU)表示由于服务延时Cloudletj对VMi支付的惩罚，Ui) =Stij.Wi ^ti,Stij表示单位时间延时Cloudletj给VMi支付的惩罚系数,Wi表示VMi的优先级,表示VMi
请求的等待时间，aik是VMi获得第k维请求资源时的单位效用常数，&μ]表示VMi请求的
Cloudlet多维资源向量，k是指第k维，d表示Cloudlet多维资源的维度,g (tj表示VMi因为等待响应而失去的效用，gUi) =Bti.Wi.ti； ah是VMi失去效用的单位增益的一个常数；步骤3:将VM效用大于O的Cloudlet标记为该VM的候选Cloudlet,放入候选Cloudlet集合中，若候选Cloudlet集合为空，那么VM的资源请求将不发送，应用在移动终端本地执行，若候选Cloudlet集合不为空，VM从可选的Cloudlet中根据VM效用值选择一个最优的Cloudlet,该最优的Cloudlet是使得VM产生最大效应值的Cloudlet,并向该最优Cloudlet发送资源请求,该资源请求包括拟支付给该最优Cloudlet的价格；步骤4:收到VMi的资源请求的Cloudlet」，首先确认自己的剩余资源量是否满足VMi的请求量，如果不满足，则拒绝VMi的请求，如果满足，Cloudlet根据效用函数公式计算服务一组VM集合为其带来的效用，所述效用函数公式如下:
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权利要求
1.一种基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法，包括移动云计算系统，所述移动云计算系统包括移动网络的资源存储系统和与所述资源存储系统通信的移动终端设备，所述资源存储系统包括多个自治的云片Cloudlet，每个Cloudlet拥有多维不同的资源，所述每个Cloudlet都自私地以最大化自身收益作为目标选择移动终端应用请求的虚拟机承载形式VM，所述Cloudlet为所述双边市场的拥有资源的卖方，所述VM为所述双边市场的购买资源的买方，其特征在于，所述定价方法通过VM和Cloudlet之间的定价机制，促使VM选择合适的Cloudlet,并促使Cloudlet选择并确定其接纳的VM,从而完成VM到cloudlet之间的匹配，该方法的具体步骤为: 步骤1:VM根据其请求到来时间计算它的等待时间，即VMi的等待时间h=当前时间-VMi请求到来时间，设置第i个VM对第j个Cloudlet多维资源的初始出价向量为ρ:, =σ..，其中&
2.根据权利要求1所述的基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法，其特征在于，所述步骤4中，效用折扣是区间范围为
间的实数。
全文摘要
本发明公开了一种基于双边市场的移动云计算环境中多维资源定价方法，该方法运行在移动云计算环境中，涉及移动云计算环境的两组参与者，一组是拥有资源的Cloudlet，另一组是请求资源的VM，将VM看成是双边市场经济模型中的买方，将Cloudlet看成是卖方，双方通过价格交互机制来完成资源的配置，完成应用请求VM到Cloudlet上的卸载执行，节约移动设备的能耗。该方法中的价格交互机制基于双边市场博弈并结合惩罚定价机制和均衡效用折扣进行设计，可以将移动用户应用请求的多维资源在多个Cloudlet上进行合理的分配和调度，从而最大化移动云的系统效益。
文档编号G06Q30/02GK103218737SQ20131013824
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者谢鲲, 吉玉琴, 文吉刚 申请人:湖南大学