云工作流系统中基于组合反向拍卖的资源分配机制研究

发布时间：2017-05-04 18:03

  本文关键词：云工作流系统中基于组合反向拍卖的资源分配机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：云计算是一种新兴的商业计算模型,其基本的思想是通过因特网来传输各样的资源并提供给用户使用,如：存储资源,计算资源,带宽资源等等。因此用户不需要购买一个大型的计算系统来处理他们的业务,相反,只需要根据他们的需求购买就可以了,这样就可以大大降低了成本。云工作流是工作流管理系统应用到云环境中的一种应用模式,它是一种优化云计算的运行成本和提高性能的一种方案。云工作流在执行时,需要大量的资源为其服务,合适的资源分配方案可以有效的提高资源利用率以及降低工作流的执行时间。然而,随着用户对云资源的需求增多以及云提供商的增多,传统的云资源分配方案没有考虑到云资源市场的动态变化以及提供商之间的竞争,使得用户不能获得更优惠的资源以及提供商也不能根据市场的动态变化及时调整价格,从而降低了市场效益。由于拍卖的方法具有激励个体参与市场交易以及可以动态分配资源的特点,因此本文将经济学中拍卖的方法应用到云计算资源分配中,提出了基于反向拍卖的资源分配方案。该算法考虑到市场中的竞争性以及理性人的特点,使云提供商会根据市场动态的调整资源价格而且用户也是总是选择最优惠的资源来为其提供服务。此外,用户对资源的需求是具有多样性的,而提供商提供的资源也是有多种类型。传统的资源分配方案对资源的分配是单一的,即一次只分配一种资源,这样会提高资源分配的额外费用并且降低了资源的分配效率。因此本文应用了组合拍卖来对工作流进行资源分配。在工作流执行时,用户会根据工作流中任务的偏序关系对任务进行拍卖,并且只有当父结点的任务执行完之后子结点的任务才可以开始拍卖。对于单独拍卖,工作流中的每个任务都是一个一个拍卖,而这样就大大增加了拍卖的时间,因为对于兄弟节点的任务并没有先后关系的约束,所以可以组合在一起进行拍卖。在组合拍卖中,任务的拍卖顺序也是工作流中任务的偏序关系,和单独拍卖不同的是兄弟节点中的任务是可以组合在一起进行拍卖,这样一次拍卖就可以为多个任务分配资源,从而大大降低了任务的完成时间,提高了拍卖的效率,因此整个工作流执行的完成时间与费用之积比单独拍卖要低。在云资源的拍卖市场中,资源提供商之间存在激烈的竞争,每个提供商为了使得自己的利益最大化,会不断的提高资源的竞争力,从而提高了拍卖中成为赢家的概率。由于调整资源价格是提高资源竞争力最直接也是最有效的方案,因此本章中提出了基于动态定价的组合反向拍卖。即提供商根据上一轮拍卖的情况来调整本轮的资源价格,上一轮输了拍卖的提供商在本轮会按照一定的比例降低资源价格从而可以提高资源的竞争力；上一轮赢了拍卖的提供商在本轮会保持资源的价格不变。这样每个提供商都可不断的调整资源价格来提高资源的竞争力,因此市场的资源利用率提高了。此外,由于提供商在竞争中会产生更优的资源,用户会获得更优的资源来为其服务,因此降低了工作流执行时的完成时间与所需费用之积。最后,本文通过实验模拟云市场的资源分配场景,设定一定数量的资源提供商以及用户并分别实现上述算法以及对比算法。实验结果证实,基于反向拍卖的资源分配方案具有更高市场效益,并且把组合的策略应用到资源分配中使得资源分配效率得到提高以及用户的成本得到降低。
【关键词】：云计算 资源分配 动态定价 反向拍卖 组合拍卖
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F713.359;TP3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 研究意义12-14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.3.1 云工作流14-15
• 1.3.2 云工作流中资源分配15-16
• 1.3.3 云资源分配中的定价16
• 1.4 拍卖理论在云资源分配中的研究16-19
• 1.4.1 拍卖的类型16-18
• 1.4.2 拍卖的应用18-19
• 1.5 本文工作19-22
• 1.5.1 研究内容19
• 1.5.2 创新点19-20
• 1.5.3 文章组织结构20-22
• 第二章 基于反向拍卖的低成本云资源分配算法22-39
• 2.1 反向拍卖中的市场模型22-23
• 2.2 基于反向拍卖的交易过程23-25
• 2.3 反向拍卖中的定价策略25-27
• 2.4 基于动态定价的反向拍卖算法27-28
• 2.5 实验设计及分析28-38
• 2.5.1 实验设置29
• 2.5.2 实验结果与分析29-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第三章 基于组合拍卖的高效云资源分配算法39-48
• 3.1 组合拍卖的概述39
• 3.2 组合拍卖的市场模型39-41
• 3.3 组合方案设计41-42
• 3.4 组合拍卖中的交易过程42-44
• 3.5 实验设计及分析44-46
• 3.5.1 实验设置45
• 3.5.2 实验结果与分析45-46
• 3.6 本章小结46-48
• 第四章 基于反向组合拍卖的低成本高效云资源分配算法48-55
• 4.1 组合反向拍卖的动态定价机制48-49
• 4.2 组合反向拍卖的交易过程49-52
• 4.3 实验设计及分析52-54
• 4.3.1 实验设置52-53
• 4.3.2 实验结果及分析53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-58
• 5.1 本文总结55-56
• 5.2 未来工作与展望56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士期间发表的论文、科研项目及获奖情况66

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本文编号：345514