移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法技术

本发明专利技术公开了一种移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，包括以下步骤：移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息；需求用户计算各自效用，而供应用户计算各自代价；确定社会利益函数；最后采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享：初始化未匹配需求用户空间；初始化需求用户和供应用户的偏好序列；未匹配的需求用户根据自己的偏好序列向目前最偏好并且之前未拒绝过它的供应用户发出请求；供应用户根据自己的偏好序列及最大空闲能力接受部分最偏好的需求用户，而拒绝其他；重复迭代直到最大迭代次数，输出匹配结果。本发明专利技术基于移动自组织云中社会利益提供一种高效、灵活、稳定的资源分配方法，该方法有效，并确保最终能够达到一种稳定的状态。

Mobile ad hoc cloud, social benefits maximization, resource sharing method

The invention discloses a mobile ad hoc cloud to maximize the interests of the community resource sharing method, which comprises the following steps: the supply and demand of users of mobile cloud users to exchange information between the respective needs of users; utility calculation, and supply the user calculate their cost; determine the social benefit function; finally the distributed matching algorithm to realize the sharing of resources of mobile the needs of users and supply users: initialization does not match the needs of the user space; preference sequence initialization needs of users and supply the user; before matching the needs of the users according to their preference to the sequence preference and not rejected it supply the user request; supply users according to their preference sequence and the maximum idle capacity to accept part of the demand the preference of the user, and the other refused to repeat the process until the maximum number of iterations, Output matching results. The invention provides an efficient, flexible and stable resource allocation method based on the social benefit of the mobile self-organizing cloud, and the method is effective and ensures that a stable state can eventually be reached.

【技术实现步骤摘要】
移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法
本专利技术属于移动云计算
，具体是一种移动自组织云中社会利益最大化的分布式匹配方法。
技术介绍
移动云计算技术近来因为移动设备的普及、基于需求以及接入方便等特性而越来越被应用，从而用户可以将所持有的移动设备不能处理的任务卸载到远程的资源丰富的云端，如Amazon,Google。移动云计算技术可以将虚拟计算、存储和网络等资源都作为服务提供给用户使用。虽然这种新方案能够为人们带来的方便，但同时带来了新的挑战，例如，用户不能容忍长延迟，用户不能连接到远程云端等，所以移动自组织云计算技术就应运而生了，其中移动自组织云倡导其内的移动用户之间可以进行资源分享。尽移动自组织云的出现解决上述问题，但是同时又出现一些新的问题，较为突出的问题是在移动自组织云中的用户都是理性的、自利的，如何设计一个有效的机制来激励资源分享，并尽量实现社会利益最大化，所以设计一个有效机制在资源分享中起着非常重要作用。尽管一些研究者采用中心式的方法解决这个问题，但是中心式的方法相比分布式方法有一定的缺点，如没有分布式灵活、需要一个公正的代理、有时需要较高的时间复杂度等，所以如何采用分布式方法是需要解决的重要问题。因此，需要一种移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术针对移动自组织云中在考虑到移动用户之间的社会关系强度下如何资源分配来激励资源分享问题，提供了一种有效的社会利益最大化的分布式匹配方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，包括以下步骤：步骤1，移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息；步骤2，需求用户计算各自效用，而供应用户计算各自代价步骤3，确定社会利益函数；步骤4，采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享：步骤4.1、初始化未匹配需求用户空间；步骤4.2、初始化需求用户和供应用户的偏好序列；步骤4.3、未匹配的需求用户根据自己的偏好序列向目前最偏好并且之前未拒绝过它的供应用户发出请求；步骤4.4、供应用户根据自己的偏好序列及最大空闲能力接收部分最偏好的需求用户，而拒绝其他；步骤4.5、重复步骤4.3～4.4，输出稳定匹配结果。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：通过建立需求用户和供应用户之间的偏好序列，采用分布式匹配方法解决两者之间的资源共享问题，该方法是一种高效、灵活、稳定的资源分配方法，有效并确保最终能够达到一种稳定的状态。附图说明图1为本专利技术移动云资源分配的流程图。图2为本专利技术分布式匹配算法的流程图。图3为本专利技术在需求用户的数量M从2增加到6时的社会利益曲线图。图4为本专利技术在需求用户的数量M从2增加到6时的迭代次数曲线图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明。结合图1，本专利技术移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，包括以下步骤：步骤1，移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息，其中具体为需求用户需要的计算资源的数量xi、供应用户最大可用空闲资源Yj。步骤2，需求用户计算各自效用，而供应用户计算各自代价，其中当需求用户i将其任务卸载到供应移动用户j时，其效用函数具体为：其中wi>0为需求移动用户i的效用水平；xi为需求移动用户i需要的计算资源的数量；Yj为供应用户j最大的空闲能力；为需求移动用户i与供应用户j之间的社会关系强度，其中值越大表示两个用户之间安全性越高，越能激励用户之间资源的共享。当供应用户j将yi数量的计算资源共享于需求用户i时，供应用户j的代价函数具体为：其中vj为供应移动用户j共享资源时自身的代价水平。从而供应用户j的利益函数Lji(yi)：进一步可得到其共享单位资源利益为：其中p为共享单位数量资源的价格。当时，得到如下关系式(4)根据关系式(4)，供应用户更愿意将其空闲资源共享给产生较低平均代价的需求用户，从而减少自身代价增加利益。步骤3，确定社会利益函数。社会利益函数具体为：步骤4，采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享，结合图2，具体步骤如下：步骤4.1、初始化未匹配需求用户空间，开始时，所有的需求用户都在未匹配需求用户空间UNCHATCH中，完成UNCHATCH的初始化。步骤4.2、初始化需求用户和供应用户的偏好序列。需求用户根据公式(1)形成自身递减的偏好序列，而供应用户依据公式(4)形成自身递增的偏好序列。步骤4.3、未匹配的需求用户根据自己的偏好序列向目前最偏好并且之前未拒绝过它的供应用户发出请求，等待供应用户的接受或拒绝。步骤4.4、供应用户根据自己的偏好序列及最大空闲能力接收部分最偏好的需求用户，而拒绝其他。对于供应用户j具体为:如果供应用户j接受所有的向它发出请求的需求用户，并且将这些需求用户从UNCHATCH中移除，其中rij为匹配矩阵γ中的元素，rij的值为只能为0或xi，这是由于一个需求用户只能将其任务卸载到一个供应用户上面，但是一个供应用户的空闲资源能够被多个需求用户共享，除此之外，匹配矩阵γ初始化时所有元素为零。否则，供应用户j根据自身递增的偏好排序，接受最靠前的一部分需求移动云用户，但是这些需求用户需要的资源的数量要少于Yj，同时将这些被接受的需求用户从UNCHATCH中移除，其他需求用户仍然保持在UNCHATCH中，等待下一轮的请求。实施例本专利技术采用分布式匹配方法激励移动用户共享资源，同时尽量最大化系统社会利益，步骤如下：步骤1，移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息。所述移动自组织云中有M需求用户，N供应用户，其中指需求用户需要的计算资源的数量xi，其值随机分布于[1,10]之间，供应用户最大可用空闲资源Yj，其值随机产生在[10,25]之间。步骤2，需求用户计算自身效用，而供应用户计算各自代价。步骤3，确定社会利益函数。步骤4，采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享。图2为本专利技术分布式匹配算法的流程：首先，初始化未匹配需求用户空间，由于开始时，所有的需求用户都没有匹配，所以将M需求用户都放置到未匹配需求用户空间UNCHATCH中完成其初始化。然后，按照前述公式，依次根据需求用户效用形成自身递减的偏好序列，根据供应用户代价形成自身递增的偏好序列。其次，所有在UNCHATCH中的需求用户根据自己的偏好序列向目前最偏好并且之前未拒绝过它的供应用户发出请求。之后，供应用户根据自己的偏好序列及最大空闲能力做出抉择，如果供应用户j接受所有的向它发出请求的需求移动云用户，并且将这些需求用户从UNCHATCH中移除，其中rij为匹配矩阵γ中的元素，rij的值为只能为0或xi，这是由于一个需求用户只能将其任务卸载到一个供应用户上面，但是一个供应用户的空闲资源能够被多个需求用户共享，除此之外，匹配矩阵γ初始化时所有元素为零。否则，供应用户j根据自身的偏好排序，接受最靠前的一部分需求用户，但是这些需求用户需要的资源的数量要少于Yj，同时将这些被接受的需求用户从UNCHATCH中移除，其他仍然保持在UNCHATCH中，等待下一轮的请求。最后，直到UNCHATCH为空为止，此时得到稳定的匹配矩阵γ。在本实施例中，图3给出了通过中心式方法得到的最大社会利益和通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息；步骤2，需求用户计算各自效用，供应用户计算各自代价；步骤3，确定社会利益函数；步骤4，采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享。

【技术特征摘要】
1.一种移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息；步骤2，需求用户计算各自效用，供应用户计算各自代价；步骤3，确定社会利益函数；步骤4，采用分布式匹配算法对移动云中需求用户和供应用户实现资源共享。2.根据权利要求1所述的移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，其特征在于：步骤1所述的移动云中的供应用户和需求用户交换彼此之间的信息，是指需求用户需要的计算资源的数量、供应用户最大可用空闲资源；其中需求用户i需要的计算资源的数量具体记为xi，供应用户j最大可用空闲资源具体记为Yj。3.根据权利要求1所述的移动自组织云中社会利益最大化资源共享方法，其特征在于：步骤2所述的需求用户计算各自效用，供应用户计算各自代价；当需求用户i将其任务卸载到供应用户j时，其效用函数具体为：其中，wi>0为需求移动用户i的效用水平；xi为需求移动用户i需要的计算资源的数量；Yj为供应用户j最大的空闲能力；为需求移动用户i与供应用户j之间的社会关系强度，其中值越大表示两个用户之间安全性越高，越能激励用户之间资源的共享；当供应移动用户j将其yi数量的计算资源共享于需求用户i时，供应用户j的代价函数具体为：其中vj为供应移动用户j共享资源时自身的代价水平；从而供应用户j的利益函数进一步得到其共享单位资源利益为其中p为共享单位数量资源的价格；所以当时根据关系式(4)，供应用户更愿意将其空闲资源共享给较低平均代价的需求移动用户，从而减少自身代价增加利益。4.根据权利要求1所述的移动自组织云中社会利益...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玲，金丽，李千目，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32