[发明专利]一种高效的云市场弹性期限计算资源拍卖机制

权利要求书

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。