[发明专利]基于纳什均衡的网格资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及网格计算及分布式并行计算领域，特别涉及一种基于纳什均衡的网格资源分配方法。

背景技术

网格是继Internet、Web技术之后的第三次的技术革命，也是伴随着Internet技术一起发展起来的。随着现代科技的发展，科学、工程和商业领域中大规模性的计算问题的出现，使得单一的环境及技术无法适应如此的大规模问题，作为处理能力高效的高性能计算环境，网格就这样应运而生。网格计算的核心思想是寻求一种超级计算能力的虚拟计算机，它利用目前十分流行的Internet技术将地理位置上的分布式的异构资源，如服务器，工作站，局域网，集群，文件，处理器，存储器等等全面共享，这种共享不是如今的Internet只是实现信息的上载与下载，它利用各种资源代理，实现资源透明的访问，使得Internet构成一台超级的，高性能计算能力的虚拟处理机。作为一种地域广泛的分布式系统，网格旨在以协作方式进行资源的分配与共享。

资源分配问题一直是网格系统研究的核心，它不仅要求协作式的资源共享，而且要满足网格用户和资源本身的各种需求。由于资源本身分布跨度广以及网格用户需求的异构性，供需状况始终处于动态变化中，所以网格资源分配成为当前网格技术发展所面临的重点和难点。

传统网格资源分配方法是以经济学均衡理论为基础，在假定用户都是理性(即个体用户效用最优化)的前提下，利用资源价格和价格浮动反映资源的异构性和供需状况，各个参与者通过价格进行自身调节，使整个网格资源进行协作分配。

然而，上述传统网格资源分配方法的缺点是：分配模型只考虑了资源与用户之间的关系，没有考虑网格用户之间对资源需求的相互影响。

因此，有必要提供一种改进的网格资源分配方法来克服传统网格资源分配方法的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纳什均衡的网格资源分配方法，给用户分配资源时不仅考虑资源与用户之间的关系，而且考虑网格用户之间对资源需求的相互影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于纳什均衡的网格资源分配方法，包括如下步骤：

网格用户方初始化各用户的费用预算、各用户对应各任务类型的大小、各用户完成各类型任务的资源能力、各用户对应各任务类型的策略以及其他所有竞争用户对应各任务类型的策略；

网格用户方计算各用户执行各任务类型的最大可用费用、各用户执行各任务类型的最小时间以及各用户完成剩余任务的时间极值，计算公式分别为：其中，为用户i执行任务类型k的最大可用费用，为用户i执行任务类型k的最小时间，为用户i完成除任务类型k外的剩余任务的时间极值，E_i为用户i的费用预算，为用户i对应任务类型k的大小，为用户i完成任务k的资源能力，表示除用户i的其他所有竞争用户对应任务类型k的策略；

网格用户方计算各用户对应各任务类型的价格，计算公式为：其中，为用户i对应任务类型k的价格，为用户i对应任务类型k的策略；

网格用户方在网格信息服务中查询可用网格资源；

网格用户方将各用户执行各任务类型的最大可用费用、各用户执行各任务类型的最小时间、各用户完成剩余任务的时间极值、各用户对应各任务类型的价格、各用户完成各类型任务的资源能力发送至查询到的每个可用网格资源方；

每个可用网格资源方构建各用户执行各任务类型的出价函数，构建公式为：其中，为用户i执行任务类型k的出价函数

对每个用户，每个可用网格资源方计算该用户执行各任务类型的最大可用费用与执行对应任务类型的最小时间之商的最大值；

对每个用户，每个可用网格资源方在该用户对应各任务类型的价格属于0至最大值范围内，搜索价格等于所有用户执行所有任务类型的出价函数之和的任务类型(即其中为用户i对应任务类型k的价格)，搜索出的类型为对应该用户的最优任务类型；

每个可用网格资源方向各用户发送该用户对应最优任务类型的纳什均衡出价策略和该用户对应最优任务类型的价格；

每个可用网格资源方计算各用户完成对应最优任务类型所获得的资源，分配所获得的资源至对应用户，资源计算公式为：即资源分配量等于资源能力乘以用户出价除以该资源的价格，其中，k′为用户i对应的最优任务类型，为用户i完成最优任务类型k′所获得的资源。