一种云环境中的资源配置方法技术

本发明专利技术公开了一种云环境中的资源配置方法，包括：云服务消费者和云服务提供者把各自的投标信息提交给拍卖中介；拍卖中介利用能耗估测系统对云服务消费者所提交的资源请求进行能耗预估；在获胜者确定方案中，拍卖中介根据信誉度、预估的能耗值和竞价密度计算双方的rank值，再将云服务消费者按rank值进行降序排列，云服务提供者按照rank值升序排列，将云服务消费者和云服务提供者依次匹配而得到资源的分配结果。通过本发明专利技术的方法，抵制了拍卖中的欺诈问题和恶意行为，保证了市场参与者的公平性，并考虑了计算资源的能耗开销，增加了云服务提供者的收益，提高了云计算系统的资源利用率，降低了数据中心的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种云环境中的资源配置方法
本专利技术涉及云计算环境中对于云资源的分配和定价算法，尤其涉及云环境下考虑能耗和信誉度的资源分配方法。
技术介绍
随着分布式处理、普适计算的高速发展，现如今云计算已经成为最受欢迎的信息技术服务交付模型。在云计算环境中，云服务提供者利用虚拟化技术将各种资源(如计算资源、存储资源或者虚拟机服务等)提供给云服务消费者。云服务消费者与服务资源管理系统是分隔开的，当云服务消费者需要使用资源时，不必花钱去购买价格昂贵的硬件装置，只需按需从云服务提供者以付费的方式购买资源。然而随着大规模数据中心在全球范围内扩展，其消耗的高能源和大量的碳排放等问题日益突出，高能耗问题极大地阻碍了云计算产业的发展。目前云数据中心运营的最大成本来源于能耗，如何构建绿色的数据中心，降低数据中心的能耗受到越来越广泛的关注。由于云环境中的资源具有分散性、不稳定性和异构性等特点，使得云环境下的资源高效分配成为云计算研究中的一个热点与难点问题。根据大量研究结果表明，由于现实经济市场与具有动态性和异构性的云计算环境非常相似，可以借用经济学中的市场机制来优化资源分配方法，运用一些经济学中的理念和方案来解决云环境中的资源配置问题。在经济学中，由于拍卖模型具有易于实现的分布式的结构，且不需要太多的全局信息，使它成为能够有效的分配资源的基础，如今关于拍卖的资源分配算法在云计算环境中被广泛地研究和采用。目前，很多已有的关于云资源拍卖策略的研究不支持多种资源组合，不能满足云环境下云服务消费者对服务的多样化需求。在资源交易中，基本上忽略了参与者体验质量的重要性，没有提出相应的方案来解决市场拍卖交易中可能存在的欺骗行为对资源分配产生的不良影响，造成不能提供可信任的云服务交易平台给用户。此外，目前大多数基于拍卖机制的云资源分配策略只考虑参与者的金钱效益，忽视了过高的能耗开销将会带来很多的负面效应，如增加云服务提供者的运营成本，大量温室气体的排放对生态环境造成了很大的威胁等。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种云环境中考虑能耗和信誉度的资源配置方法，基于体验质量评分的信誉系统，综合考虑信誉值、能耗开销等各种影响因素，抵御拍卖中的不诚实问题和恶意行为。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种云环境中的资源配置方法，包括以下步骤：S1：云服务消费者将资源请求信息提交给用户代理，所述用户代理对所述资源请求信息进行整理和规范后发送给拍卖中介，同时云服务提供者将资源配置信息发送给拍卖中介；S2：所述拍卖中介对用户代理提交的资源请求进行能耗预估；S3：所述拍卖中介根据信誉度、能耗和竞价密度计算双方的rank值，再将云服务消费者按rank值进行降序排列，将云服务提供者按rank值升序排列，将云服务消费者和云服务提供者依次匹配，并计算云服务消费者需要支付的费用；S4：所述拍卖中介将分配的结果返回给用户代理和云服务提供者，用户代理将结果返回给云服务消费者；S5：所述云服务提供者根据分配结果提供相应的资源给云服务消费者，云服务消费者支付相应的费用给云服务提供者，完成交易。进一步的，还包括：S6：交易完成后，云服务消费者和云服务提供者根据体验质量对其合作伙伴的行为进行评分，并提交给拍卖中介；S7：拍卖中介相应地更新双方的信誉值。进一步的，所述资源请求信息包括需要的组合资源种类以及数量、请求使用资源的时间、出价，所述资源配置信息包括可提供的组合资源种类以及数量、要价。进一步的，不同的组合资源种类由基于计算机处理器能力、内存、磁盘存储和网络带宽的不同资源组合构成。进一步的，步骤S2中，能耗预估值按照以下公式进行计算：云服务消费者i所提交的资源请求的总能耗预估值：云服务消费者i所提交的资源请求的平均能耗预估值：其中，表示云服务消费者i申请的第k类资源组合的能耗预估值，为云服务消费者i申请的第k类资源组合的数量，Eng_avgi，Eng_totali分别为云服务消费者i资源请求的平均能耗预估值和总能耗预估值。进一步的，步骤S3具体包括：S31：把每个云服务消费者的组合资源按照计算机处理器大小从低到高进行排序，同时，把每个云服务提供者的组合资源按照计算机处理器大小从低到高进行排序；S32:拍卖中介计算云服务消费者和云服务提供者提交的组合资源中的每一类资源组合的属性值，具体包括：S321：采用实数规范化公式对资源组合中的各资源属性进行归一化处理，具体的归一化公式如下：则对各资源属性进行归一化后的结果为:其中，Acpu、Amem、Astr、Abw分别表示资源组合中的计算机处理器能力、内存大小、磁盘容量和网络带宽大小，分别为计算机处理器能力、内存大小、磁盘容量和网络带宽大小的归一化值；S322：采用线性加权法对资源组合的各个属性进行加权求和，其中第k类资源组合的属性值通过以下公式计算：其中，ωn(n＝1,2,3,4)为相应资源属性的权重系数，ωn∈[0，1]，且权重系数之间存在如下所示的关系：S33：拍卖中介计算云服务消费者和云服务提供者的竞价密度，其中：云服务消费者i的竞价密度按照以下公式进行：其中，ai，k，分别表示云服务消费者i的第k类资源组合的属性值以及申请的数量；l为资源组合的种类数；bi为云服务消费者i对所有申请的资源在单位时间内的出价；ti为请求使用这些资源的时间，bdi为云服务消费者i的竞价密度；云服务提供者j的竞价密度按照以下公式进行：其中，a′j，k，分别表示云服务提供者j能提供的第k类资源组合的属性值以及相应的数量；b′j为云服务提供者j对提供的所有资源在单位时间内的要价；bd′j为云服务提供者j的竞价密度；S34：拍卖中介根据信誉度、能耗和竞价密度计算云服务消费者和云服务提供者的rank值，其中：云服务消费者i的rank值根据以下公式计算：云服务提供者j的rank值根据以下公式计算：其中，REPk，REP′k分别表示云服务消费者i和云服务提供者j在第k轮拍卖的信誉值；S35：把云服务消费者列表按照rank值从高到底进行排序，云服务提供者列表按照rank值从低到高进行排序；S36：从云服务消费者列表的第一个云服务消费者的第一种资源组合开始，将云服务提供者列表的第一个云服务提供者的第一种资源组合与之进行匹配，如果不能满足云服务消费者的资源组合需求，就将该云服务提供者的第二种资源组合与之进行匹配，循环下去，直至匹配为止；如果该云服务提供者的所有资源组合都不能满足云服务消费者需求，就从下一个云服务提供者开始匹配，直到该云服务消费者的所有资源组合需求得到满足；如果所有云服务提供者都不能满足云服务消费者的某一个资源组合要求，则不分配给该云服务消费者任何资源，即该云服务消费者的资源分配数量为零，并接着为云服务消费者列表中下一个云服务消费者开始进行资源组合的匹配，一直循环下去，完成对所有用户云服务消费者的资源需求的分配工作。进一步的，步骤S5中，计算云服务消费者i需要支付给云服务提供者j的费用具体包括：S51：计算云服务消费者和云服务提供者分别给出的平均价格：云服务消费者i：云服务提供者j：其中，tqi，tq′j分别为云服务消费者i和云服务提供者j的组合资源的总数量；api，ap′j分别为表示云服务消费者i和云服务提供者j在单位时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云环境中的资源配置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：云服务消费者将资源请求信息提交给用户代理，所述用户代理对所述资源请求信息进行整理和规范后发送给拍卖中介，同时云服务提供者将资源配置信息发送给拍卖中介；S2：所述拍卖中介对用户代理提交的资源请求进行能耗预估；S3：所述拍卖中介根据信誉度、能耗和竞价密度计算双方的rank值，再将云服务消费者按rank值进行降序排列，将云服务提供者按rank值升序排列，将云服务消费者和云服务提供者依次匹配，并计算云服务消费者需要支付的费用；S4：所述拍卖中介将分配的结果返回给用户代理和云服务提供者，用户代理将结果返回给云服务消费者；S5：所述云服务提供者根据分配结果提供相应的资源给云服务消费者，云服务消费者支付相应的费用给云服务提供者，完成交易。

【技术特征摘要】
1.一种云环境中的资源配置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：云服务消费者将资源请求信息提交给用户代理，所述用户代理对所述资源请求信息进行整理和规范后发送给拍卖中介，同时云服务提供者将资源配置信息发送给拍卖中介；S2：所述拍卖中介对用户代理提交的资源请求进行能耗预估；S3：所述拍卖中介根据信誉度、能耗和竞价密度计算双方的rank值，再将云服务消费者按rank值进行降序排列，将云服务提供者按rank值升序排列，将云服务消费者和云服务提供者依次匹配，并计算云服务消费者需要支付的费用；S4：所述拍卖中介将分配的结果返回给用户代理和云服务提供者，用户代理将结果返回给云服务消费者；S5：所述云服务提供者根据分配结果提供相应的资源给云服务消费者，云服务消费者支付相应的费用给云服务提供者，完成交易。2.根据权利要求1所述的云环境中的资源配置方法，其特征在于，还包括：S6：交易完成后，云服务消费者和云服务提供者根据体验质量对其合作伙伴的行为进行评分，并提交给拍卖中介；S7：拍卖中介相应地更新双方的信誉值。3.根据权利要求1或2所述的云环境中的资源配置方法，其特征在于，所述资源请求信息包括需要的组合资源种类以及数量、请求使用资源的时间、出价，所述资源配置信息包括可提供的组合资源种类以及数量、要价。4.根据权利要求3所述的云环境中的资源配置方法，其特征在于，不同的组合资源种类由基于计算机处理器能力、内存、磁盘存储和网络带宽的不同资源组合构成。5.根据权利要求4所述的云环境中的资源配置方法，其特征在于，步骤S2中，能耗预估值按照以下公式进行计算：云服务消费者i所提交的资源请求的总能耗预估值：云服务消费者i所提交的资源请求的平均能耗预估值：其中，表示云服务消费者i申请的第k类资源组合的能耗预估值，为云服务消费者i申请的第k类资源组合的数量，Eng_avgi，Eng_totali分别为云服务消费者i资源请求的平均能耗预估值和总能耗预估值。6.根据权利要求5所述的云环境中的资源配置方法，其特征在于，步骤S3具体包括：S31：把每个云服务消费者的组合资源按照计算机处理器大小从低到高进行排序，同时，把每个云服务提供者的组合资源按照计算机处理器大小从低到高进行排序；S32:拍卖中介计算云服务消费者和云服务提供者提交的组合资源中的每一类资源组合的属性值，具体包括：S321：采用实数规范化公式对资源组合中的各资源属性进行归一化处理，具体的归一化公式如下：则对各资源属性进行归一化后的结果为:其中，Acpu、Amem、Astr、Abw分别表示资源组合中的计算机处理器能力、内存大小、磁盘容量和网络带宽大小，分别为计算机处理器能力、内存大小、磁盘容量和网络带宽大小的归一化值；S322：采用线性加权法对资源组合的各个属性进行加权求和，其中第k类资源组合的属性值通过以下公式计算：其中，ωn(n＝1,2,3,4)为相应资源属性的权重系数，ωn∈[0，1]，且权重系数之间存在如下所示的关系：S33：拍卖中介计算云服务消费者和云服务提供者的竞价密度，其中：云服务消费者i的竞价密度按照以下公式进行：其中，ai，k，分别表示云服务消费者i的第k类资源组合的属性值以及申请的数量；l为资源组合的种类数；bi为云服务消费者i对所有申请的资源在单位时间内的出价；ti为请求使用这些资源的时间，bdi为云服务消费者i的竞价密度；云服务提供者j的竞价密度按照以下公式进行：

【专利技术属性】
技术研发人员：邓莉，徐飞，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42