[发明专利]一种基于云容器服务的批处理拍卖机制

说明书

技术领域

本发明属于云计算领域，尤其是一种基于云容器服务的批处理拍卖机制(Batch Auction Mechanism)。

背景技术

云计算可以为用户提供一种现收现付(pay-as-you-go)的计算服务，大量的云计算资源如：CPU,RAM,内存和带宽等都能以租赁的方式为用户提供服务，并利用虚拟技术将这些资源封装成多个云容器(Cloud Container)，每个云容器都满足用户一个子任务的资源需求。在现实中，由于用户资源需求随时间动态变化，传统的静态资源定价机制不能有效利用云平台资源，无法实现用户以及云平台的社会福利最大化要求。拍卖机制可以将用户的需求以及报价打包成投标进行拍卖，价高者得的拍卖方式可以有效提高资源的利用率。

在云平台拍卖机制中，我们把用户作为投标者，云资源提供商作为拍卖商，如何制定一个完美的价格机制以及资源分配系统使得社会福利最大化这一问题得到了大家的广泛关注。目前的研究成果主要是离线(offline)以及在线(online)的拍卖机制，这两种情况下云资源提供商会对用户提出的需求立即做出判断，即中标或者没中标，但是现实中有些用户需求不需要立刻开始处理，只需在期限时间之内完成即可。因次，我们可以对一定时间间隔内到达的标进行统一处理，兼顾一段时间内所有到达的标，我们定义为批处理拍卖(Batch Auction)。

社会福利定义为资源提供商(拍卖商)的效益与用户(投标者)的效益之和，即为中标用户的投标价格之和。这是一个NP-hard问题，如何设计一个真实、高效、社会福利最大化的云平台在线批处理拍卖算法，是一个重要且极具挑战性的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于云容器服务的在线批处理拍卖机制(Batch Auction Mechanism)。通过使用Compact Exponential Optimization将整数线性规划简化，然后利用原始-对偶算法以及Post Price机制决定中标的用户并得到该用户的云容器调度(Container Schedule)，同时保证使社会福利最大。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于云容器服务的批处理拍卖机制(Batch Auction Mechanism)，其特征在于，定义一个资源池中的资源种类为R，每种资源的容量定义为C_r.在跨度为{1,…,T}的时段内I个投标者随机到达，每个投标者提交一个标(bid)：{M,t_i,G_i,N_im,H_im,d_i,B_i}，其中M是每个投标者的子任务数量(所需容器的数量)，t_i是投标者到达时间，G_i是子任务的关系图，N_im是完成每个子任务所需的时隙数，H_im表示每个投标者子任务的资源配置集合，d_i,B_i分别表示完成任务的最后期限和投标价格。投标者投标后拍卖商根据需求已经资源量判断是否中标，以期得到社会福利最大，且每一个投标者都会给出一个真实的估价v_i，这个估价不受其他投标者的影响，这时的拍卖机制是真实的。

步骤1：在拍卖机制真实的前提条件下，将社会福利最大化的云容器拍卖写成整数线性规划。

maximize∑_iB_ix_i

由于条件的复杂度较大，运用Compact Exponential Optimization对上述线性规划进行简化，用Γ_i来表示每个投标人符合约束条件的调度(Schedule)集合。

步骤2：利用原始对偶算法写出对偶线性规划，得到两个对偶变量u_i(投标者的效用)与k_r(t)(时隙t的资源价格)。