云计算环境中基于诚实机制的多维资源分配研究

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多维资源分配问题是云计算环境中亟待解决的关键问题之一。目前,在云计算多维资源分配问题中,仍存在着诸如定价困难,用户不诚实,以及实际分配环境考虑不充分等问题。因此,本文基于组合拍卖技术,从虚拟机部署、弹性需求、时间约束、服务质量、动态匹配等方面设计诚实机制,主要内容如下:(1)针对虚拟机映射问题,本文提出一种多部署模型,该模型允许同一用户的虚拟机实例被映射到不同的物理机上。同时,本文提出一种基于异构资源碎片优化的近似诚实机制,近似比是(Ncmax/kmin)1/2,其N中是用户数,cmax是物理机上的最大资源量,kmin是用户的最小需求资源量。实验表明,多部署模型相比单部署模型能有效利用碎片化资源以提高社会福利。(2)针对用户多需求问题,本文提出一种基于弹性需求的分配模型和基于对偶的近似诚实机制,近似比是O(R(1/(cmin-1)),其中cmin是物理机上的最小资源量。实验表明,该机制能有效满足用户需求的同时提高收益。(3)针对时间约束属性,本文提出一种基于时间约束的分配模型和基于时间优化的贪心机制,并且证明其满足诚实属性。实验表明,本文提出的机制在任务满足时间约束的情况下,尽可能服务更多的用户。(4)针对服务质量约束属性,本文提出一种基于服务质量的分配模型和基于服务质量优化的贪心诚实机制。实验表明,本文提出的机制在保证服务质量约束的前提下,使需求与供给更加匹配。(5)针对底层资源需求问题,本文提出一种基于虚拟机动态匹配的分配模型和基于最小资源占用的近似诚实机制,近似比是min(N,cmax/kmin(N(R+2))1/2,其中是资源类型数。实验结果表明,本文提出的机制能高效地根据底层资源分配虚拟机实例,从而提高社会福利。(6)针对平衡解的精度和运行时间的问题,本文提出了一种基于单调分支定界技术的近似诚实机制。实验表明,本文提出的机制能得到任意精度的解。
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