一种高效的云市场弹性期限计算资源拍卖机制的制作方法

技术特征：

1.一种高效的云市场弹性期限计算资源拍卖机制，其特征在于，包括：

云数据中心：云数据中心的资源池中有K种资源，资源能够动态地分配到不同类型的虚拟机中；

虚拟机：设置在资源池中，第k种类型的虚拟机一共有c_k个单位；[X]代表整数集{1,2,...,X}；

云服务供应商：作为拍卖商，以拍卖的方式向用户出租虚拟机；用户的投标在大的时间跨度{1,2,...,T}上随机地出现；

其中，多个投标会同时到来或者以随机的次序到来；令有I个用户参与拍卖，每个用户需要多个类型的虚拟机，且会提交多个投标，将投标总数记为J；

具体拍卖步骤如下：

步骤1：定义对每个用户i的所有b_ij≠v_ij，都有u_ij(v_ij)≥u_ij(b_ij)，即用户都会用自己的真实估价进行投标，也就是b_ij＝v_ij，这时拍卖机制是诚实的，利用紧凑指数型整数线性规划将社会效益最大化写成如下整数线性规划形式：

$\max imize\underset{i\∈\[I\]}{\Σ}\underset{l\∈{\mathrm{\ζ}}_i}{\Σ}{b}_{il}{x}_{il}$

限制条件:

$\underset{i\∈\[I\]}{\Σ}\underset{l:t\∈l}{\Σ}{r}_i^k{x}_{il}\≤c_k,\∀k\∈\[K\],\∀t\∈\[T\],$

$\underset{l\∈{\mathrm{\ζ}}_i}{\Σ}{x}_{il}\≤1,\∀i\∈\[I\],$

$x_{il}\∈\{0,1\},\∀i\∈\[I\],\∀l\∈{\mathrm{\ζ}}_i.$

其中，ζ_i.代表能在期限内完成作业的时间安排；

步骤2：引入对偶变量p_k(t)和用户i的效用u_i，其中，时间t时每单位k类型资源的临界定价，用原始对偶算法写出对偶线性规划：

$\min imize\underset{i\∈\[I\]}{\Σ}{u}_i+\underset{t\∈\[T\]}{\Σ}\underset{k\∈\[K\]}{\Σ}{c}_k{p}_k\left(t\right)$

限制条件:

$u_i\≥b_{il}-\underset{k\∈\[K\]}{\Σ}\underset{t\∈l}{\Σ}{r}_i^k{p}_k\left(t\right),\∀i\∈\[I\],\∀l\∈{\mathrm{\ζ}}_i,$

$p_k\left(t\right),u_i\≥0,\∀i\∈\[I\],\∀k\∈\[K\],\∀t\∈\[T\].$

令当u_i>0时，拍卖商接受用户i的投标，并用达到最大值时的时间来调度任务的执行；当u_i＝0时，拍卖商拒绝用户i的投标；

步骤3：初始化原始变量和对偶变量；x_ij＝0,y_i(t)＝0,u_i＝0,p_k(t)＝0,z_k(t)＝0；l∈ζ_i,x_il＝0；

步骤4：在每个用户i的投标到来时，通过dual oracle选择可以使用户i效用最大化的投标j^*及对应的执行安排即对用户i的作业的每个期限d_ij，选择t∈[t_i,d_ij]中价格∑_k∈[K]r_i^kp_k(t)最低时隙数w_i，记录所对应的作业执行安排l_j；

步骤5：如果用户i效用u_i＝0，拒绝该用户的投标；如果用户i效用u_i>0，则更新原始变量x_ij*＝1、y_i(t)＝1，并更新z_k(t)(t时间内被分配出去的k类资源的数目)，和价格p_k(t)；由于这里决定价格p_k(t)的定价机制属于postedpricing机制，也就是说价格与用户i的投标价格无关，所以本发明的拍卖机制是诚实的；此时，若所有用户均已投标，则结束算法；反之则回到步骤5。

2.根据权利要求1所述的一种高效的云市场弹性期限计算资源拍卖机制，其特征在于，用户i的投标包含：

约束条件一：需要的第k种类型的虚拟机的总量

约束条件二：完成该计算作业需要的槽(slot)的数量w_i；

约束条件三：完成作业的期限d_ij，

约束条件四：每个期限对应的竞价b_ij；此外，作业的完成过程不需要是连续的，用户i的作业可以在任何时隙数中执行，只要在期限内该作业的执行时间之和达到w_i；表示用户i在t_i时间提交的投标。

3.根据权利要求1所述的一种高效的云市场弹性期限计算资源拍卖机制，其特征在于，定义整个拍卖过程中每个用户最多中一次标；每个投标出现时，拍卖商会立即决定是否接受这一投标，如果接受，则还要决定选择哪个期限及如何安排投标中的作业的执行时间；二元参数x_ij＝1代表用户i的第j个投标中标；否则，x_ij＝0；另一个二元参数y_i(t)＝1表示用户i的作业在时间t被执行；否则y_i(t)＝0；拍卖商向用户i收取的费用为p_i；v_ij是用户i对第j个投标的真实估价，这个投标的效用u_ij(b_ij)＝v_ij-p_i(如果x_ij＝1)；如果x_ij＝0，u_ij(b_ij)＝0；如果对所有b_ij≠v_ij，都有u_ij(v_ij)≥u_ij(b_ij)，则这一拍卖机制是诚实的；社会效益是用户效用∑_i∈[I]∑_j∈[J]v_ijx_ij-∑_i∈[I]p_i与拍卖商效用∑_i∈[I]p_i之和，也就是∑_i∈[I]∑_j∈[J]v_ijx_ij。