[发明专利]一种多服务器资金分配方法

说明书

本发明公开了一种多服务器资金分配方法。方法为：首先建立多服务器系统的资金消耗及服务器请求模型，得出服务请求与资金消耗的相互关系；然后根据系统当前的可用资金状态制定不同的资金调度策略：高可用资金状态时，只需按需分配；低可用资金状态时，利用博弈论构建符合多服务器系统的合作博弈模型；最后使用拉格朗日乘子法对构建的合作博弈模型进行转化，计算出其相应的纳什均衡解，从而得到多服务器系统最优的资金分配方案。该方法操作简单，实用性强，提高了多服务器系统的效率，降低了多服务器系统的硬件需求。

技术领域

本发明涉及系统资源分配技术领域，特别是一种多服务器资金分配方法。

背景技术

对于具有相应工作负载的应用程序，云服务提供商必须适当地分配现有资源，以实现最大的系统吞吐量，并确保各个服务器的基本性能。在云计算系统中，服务提供商在多个服务器之间平衡资源分配是非常重要的。

Y.Hu等人(Y.Hu,J.Wong,G.Iszlai,and M.Litoiu,“Resource provisioning forcloud computing,”in Proceedings of the 2009Conference of the Center forAdvanced Studies on Collaborative Research.IBM Corp.,2009,pp.101–111.)提出了一种基于响应时间分布的自主资金管理算法，该算法用于确定共享分配和专用分配两者之间合适的资金分配策；Kenli Li等人(Li K,Mei J,Li K.A fund-constrained investmentscheme for profit maximization in cloud computing.IEEE Trans ServComput.2018；11(6):893-907.https://doi.org/10.1109/TSC.2016.2589241.)提出了一种启发式策略来克服应用领域的选择问题，该策略是为了满足不同应用领域的市场需求而提出的；M.Mazzucco等人(M.Mazzucco,D.Dyachuk,and R.Deters,Maximizing cloudproviders’revenues via energy aware allocation policies,InternationalConference on Cloud Computing,IEEE,2010,pp.131–138.)通过降低电力成本一定程度的解决了云计算的经济问题，其思想是基于动态的用户需求和系统行为来提高服务器的利用率。但是现有的资源管理方案都是用有限的资源来维护系统功能，并且没有考虑到各个服务器的吞吐量和服务器之间的公平性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、实用性强、既能保证效率又能兼顾服务器之间的公平的多服务器分配资金方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多服务器资金分配方法，包括以下步骤：

步骤1、建立多服务器系统的资金消耗及服务器请求模型，得出服务请求与资金消耗的相互关系；

步骤2、根据系统当前的可用资金状态制定不同的资金调度策略：高可用资金状态时，只需按需分配；低可用资金状态时，利用博弈论构建符合多服务器系统的合作博弈模型；所述高可用资金状态是指系统需求不大于现有资金、低可用资金状态是指系统需求大于现有资金；

步骤3、使用拉格朗日乘子法对构建的合作博弈模型进行转化，计算出相应的纳什均衡解，从而得到多服务器系统最优的资金分配方案。

进一步地，步骤1所述的建立多服务器系统的资金消耗及服务器请求模型，得出服务请求与资金消耗的相互关系，具体如下：

步骤1.1、初始化多服务器系统的资金需求F_dem＝0；

步骤1.2、建立每个服务器的任务模型，计算每个服务器的任务量Q_i,T：