[发明专利]云计算环境下虚拟机资源的分配方法及分配系统

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种云计算环境下虚拟机资源的分配方法及分配系统。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，云计算环境下的虚拟机已经得到了广泛的应用，给人们的生产和生活带来了许多便利。

依托虚拟机化技术，云服务商能够以虚拟机的形式向用户提供基础设施类服务(infrastructure-as-a-service,IaaS)，用户按照实际使用情况向服务商支付费用。因此，在云计算环境中，虚拟机资源的高效分配与定价已成为云服务商当前急需解决的挑战之一。相对于固定价格模式，基于拍卖的虚拟机资源分配与定价模式可以更好的动态平衡供需双方的利益，激励用户根据供需情况去规划自己的消费行为。拍卖机制的设计一般需要涉及几个关键属性，如可信性，无妒性，经济效用等。可信性指拍卖的售价与用户出价无关，用户的支配策略为报告自己的真实出价。可信性属性是服务商利益最大化的保证，但在组合拍卖中，可信性与无妒性一般不能同时取得。无妒性指拍卖结果对所有用户都是公平的，用户不妒忌其他用户的结果。无妒性属性是拍卖机制稳定可行的保证，但无妒性下的定价不一定是用户出价无关的，因此不保证可信性。无论哪一种分配定价机制，追求经济效用的最大化，是云服务商提供服务资源的内在原始动力。

VCG拍卖方法(Vickrey-Clarke-Groves拍卖方法)是目前被证明唯一能够同时取得可信性与经济高效性的方法，它的基本原理是使面向用户的售价与用户的出价无关，以此保证机制的可信性。目前云服务商在基于此类方法的运行环境中，常常假设云服务商可提供的资源少于用户的需求，虚拟机资源的以静态或者动态的方式供给，虚拟机的种类为单一形式或者多种类型(不同类型之间资源的差异以倍乘的方式表示)。此类方法决定资源分配与定价的一般过程如下：首先设定一个不包含当前用户的用户集，计算在该用户集下的最大化社会效用，然后计算在当前用户参与但不包含该用户效用的最大化社会效用，以两者之差为当前用户的支付费用。该方法需要为每个用户重复上述计算过程来确定用户的售价。如果一个用户在该方法下的支付费用为零，则该用户在此次竞拍中失败，不会被分配任何资源，否则该用户被收取计算出的费用并获得请求的虚拟机。

由于VCG模型能够兼容可信性与社会经济效用最大化，现有的虚拟机资源拍卖方法大多基于VCG模型进行演化或改良。基于此类模型的方法需要为每个用户计算最终售价，因此需要多次重复计算，其计算代价很大，特别在系统规模庞大时，方法的实现变得非常困难。在演化或改良的模型中，各种近似算法被提出以减少系统计算的复杂度，但是近似算法的引入，使得可信性属性无法得到保证。此外，目前的技术应用环境也只考虑供少于求的情况，在这种情况下，社会经济效用与服务商的效用是一致的，但是当供大于求的情况出现时，应用此类方法两者的目标就不一致，服务商所取得经济效用可能会变得很低，这是服务商不能容忍的。除了上述不足，目前的技术少有考虑机制的无妒性，这些应用产生的结果不一定是无妒性，用户有可能更偏好其他用户的结果，这使得机制在运行中并不是稳定的。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种在实现虚拟机资源分配与定价时能够无视市场的供求状况，在寻求云服务商利益最大化的同时也保证系统的无妒性和高概率可信性的云计算环境下虚拟机资源的分配方法。

本发明的目的之二在于提供一种用于实现所述云计算环境下虚拟机资源的分配方法的分配系统。

本发明提供的这种云计算环境下虚拟机资源的分配方法，包括如下步骤：

S1.对系统所提供的虚拟机资源进行分类量化；

S2.当进入实际拍卖流程时，收集用户的订单信息，根据步骤S1的分类量化结果计算各个用户的出价密度；

S3.根据步骤S2得到的出价密度，计算系统的总收益作为目标收益的上限；

S4.根据步骤S3得到的目标收益上限，提取出服务商的最终目标收益；

S5.根据步骤S4得到的最终目标收益，确定竞得资源的用户及其应支付的费用。

步骤S1所述的对虚拟机资源进行分类量化，具体为采用如下步骤进行分类量化：

A.采用如下公式计算第j类虚拟机的第k类资源数量的量化结果：

其中为第j类虚拟机的第k类资源数量的量化值；为第j类虚拟机的第k类资源的数量；定义为即系统的虚拟机中占用第k类资源的最大值，其中VM表示所有的虚拟机类型组成的集合；

B.采用如下公式计算虚拟机提供的各类资源的加权价格：