專利名稱：一種基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)格技術(shù)可以將網(wǎng)絡(luò)中的各種資源連接并整合，將資源的空余份額提供給需要它們的用戶。為了使資源提供者積極地加入網(wǎng)格提供自己的閑置資源，網(wǎng)格需要建立能夠充分激勵資源提供者并顧及到雙方利益的資源配置機制。傳統(tǒng)的網(wǎng)格資源配置機制是基于用戶直接申請資源和資源提供者的管理人員手工調(diào)配的，無法體現(xiàn)網(wǎng)格用戶和資源提供者的各自利益，也無法實現(xiàn)網(wǎng)格資源的動態(tài)調(diào)配。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有網(wǎng)格資源調(diào)度方法的不足，本發(fā)明提供一種基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法，將網(wǎng)格中閑置的特殊資源一定時期時間范圍內(nèi)的使用權(quán)作為商品以進行資源租用交易，并使用遺傳算法對機制中遇到的組合優(yōu)化問題進行求解，并根據(jù)得到的結(jié)果對相關(guān)資源進行調(diào)度。本發(fā)明的基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法，與同時向上報價拍賣機制相比，也需注意信息的公開性、勝標確認以及回合制的結(jié)束條件等問題；但同時對商品的劃分考慮了時間屬性，買方可以根據(jù)需要選擇向某一時間段內(nèi)的能力投標，對應(yīng)的勝標確認問題是帶有約束的0-1背包問題，且該拍賣是由賣方提出請求作為發(fā)起條件。一、本發(fā)明的基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法的基本原理1網(wǎng)格資源分類按照使用目的，本發(fā)明將網(wǎng)格資源按照資源提供的能力種類不同而分為網(wǎng)格處理資源和網(wǎng)格存儲資源。網(wǎng)格處理資源包括一切在網(wǎng)格上能夠?qū)τ谑聞?wù)或某一類特定問題提供處理能力的資源，在這些資源當中，計算機等計算資源提供的是對于數(shù)據(jù)的加工處理能力，工廠中的生產(chǎn)設(shè)備提供的是對于產(chǎn)品原材料或半成品的加工處理能力，而人類作為社會人而言提供的是在現(xiàn)實生活和工作中遇到的各種問題的處理能力。而網(wǎng)格存儲資源包括一切在網(wǎng)格上能夠在一段時間內(nèi)提供一定的空間來容納規(guī)定的物品或信息的資源，在這些資源中，網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的外存可用于存儲數(shù)據(jù)信息，工業(yè)區(qū)中的倉庫可用于存儲原材料、半成品或成品，而網(wǎng)絡(luò)資源中的帶寬資源則用于暫時存儲流動的數(shù)據(jù)包。但是上述的分類有時會出現(xiàn)這種情況，一個資源既包含處理能力也包含存儲能力。此時如果該資源的存儲能力是為處理能力而服務(wù)的，本發(fā)明認為該資源是處理資源；而如果該資源的存儲能力可以獨立于處理能力，或是提供的存儲能力超出了輔助本身處理能力所需的數(shù)量，那么本發(fā)明認為該資源是處理資源和存儲資源的綜合體。本發(fā)明假定在某一類資源交易中，如果某些資源因為需求量較大并經(jīng)常發(fā)生交易，那么相關(guān)領(lǐng)域會制定出該類資源需求的標準規(guī)范。按照網(wǎng)格資源是否符合這些標準規(guī)范，本發(fā)明將網(wǎng)格資源分為普適資源和特殊資源。這種分法同時也表明符合某些普適資源標準的網(wǎng)格資源可以按照擁有者的意愿而將資源歸入到某一種普適資源類中，因而和其它同類普適資源一樣以該類普適資源的價值標準進行交易；或是將該種資源作為一種特定的特殊資源以買方自己的價值標準進行交易。當賣方將能力當作特殊能力處理時，可以通過額外的描述信息來指出其資源所提供能力的特殊價值所在；而將能力當作普適能力交易時，對于該能力的描述信息只局限于標準規(guī)定的范圍內(nèi)。同時使用以上兩種規(guī)則進行劃分，本發(fā)明將資源分為普適處理資源、特殊處理資源、普適存儲資源和特殊存儲資源。本發(fā)明中交易的拍賣品實質(zhì)上就是由這些資源中的某一類資源在某一段時間內(nèi)的使用權(quán)，最終獲勝者通過交易獲得的實際商品是這段時間內(nèi)該資源提供的對應(yīng)能力。因為資源使用權(quán)的租用有對應(yīng)的時間限制，因此其提供的能力自然具有時間屬性。本發(fā)明按照能力的最短持續(xù)租用時間的長短將能力分為短期能力和長期能力。在交易短期普適能力時，本發(fā)明設(shè)計的拍賣方法采取塊狀能力描述來對各賣方提供的能力進行標準化統(tǒng)計，每一個能力塊有如下三個屬性開始時間、持續(xù)時間、容量。本發(fā)明將從能力塊的開始時間起經(jīng)過持續(xù)時間后的這段連續(xù)時間稱為能力塊的有效期。當交易的商品是處理能力時，容量代表的是有效期內(nèi)能夠完成的任務(wù)量。當交易的商品是存儲能力時，容量代表的是有效期內(nèi)任意時間內(nèi)能夠接納的最大存儲量。塊狀能力劃分的本質(zhì)是使用性能曲線刻畫資源能力隨時間的變化之后，使用離散化的方法統(tǒng)計單位塊時間內(nèi)能力的供給量。而能力塊的持續(xù)時間大小不僅應(yīng)該反映相關(guān)用戶需求的時間單位度量，也應(yīng)該作為一種合理度量的時間范圍使賣方能夠?qū)Y源能力進行統(tǒng)計。能力的塊狀劃分參見

圖1。在交易長期能力時，本發(fā)明設(shè)計的拍賣平臺采取帶狀能力描述來刻畫買方的需求和賣方的供應(yīng)量。每一個能力帶有如下三個屬性開始時間、持續(xù)時間和瞬時能力值。同樣， 本發(fā)明將從能力帶的開始時間起經(jīng)過持續(xù)時間后的這段連續(xù)時間稱為能力帶的有效期。當交易的商品是處理能力時，瞬時能力值代表的是有效期內(nèi)每一單位時間內(nèi)能夠完成的平均任務(wù)量。當交易的商品是存儲能力時，瞬時能力值代表的是有效期內(nèi)任意時刻分配給該買方的最大存儲量。2用戶需求與市場劃分按照上文中對拍賣品的分類，本發(fā)明將拍賣市場分為用于交易短期普適能力的市場、交易長期普適資源能力的市場和交易特殊能力的市場。通過將市場分成三類，本發(fā)明分別設(shè)計了相關(guān)的拍賣機制。如圖2所示，可能參與拍賣的買方根據(jù)參與拍賣的目的不同可分為大型用戶、應(yīng)用服務(wù)提供商和特殊用戶。其中，應(yīng)用服務(wù)提供商參與拍賣的目的是為了購買大量的已被用戶廣泛使用的、具有大量市場的處理能力和存儲能力，將這些能力整合、經(jīng)過特定的配置后以定價的方式賣給中小型企業(yè)或是家庭用戶。大型用戶參與拍賣是因為本身的需求而需要租用大量的、長期的資源。而特殊用戶參與拍賣的目的是為了滿足自己的個性化需求需要在一段時間內(nèi)租用某些特殊資源能力。而參與這些拍賣的賣方則是區(qū)域性的網(wǎng)格資源提供商。如圖3所示，大型用戶和應(yīng)用服務(wù)提供商的能力需求可能是一條隨時間變化的曲線。通常情況下，這些網(wǎng)格用戶會根據(jù)每一時段的需求周期性地租用未來一段時間內(nèi)需要的能力，和實際的需求情況作比較，可能出現(xiàn)圖中所示的高估、平均和低估三種情況。當買方購買的長期能力處于平均或低估時，會發(fā)生某一時段的需求超出了用戶手中資源能夠供應(yīng)的情況。產(chǎn)生的突發(fā)性能力短缺，需要買方獲取一定量的短期能力。為了滿足特殊用戶對于特殊資源的需求，本發(fā)明使用英式封標拍賣模型配合帶狀能力描述來解決該問題。3英式限制組合拍賣機制本發(fā)明對原始的封標組合拍賣進行修改，配合帶狀能力描述使之適用于特殊能力交易情況。3. 1技術(shù)要點與同時向上報價拍賣相同，該拍賣機制也需注意信息的公開性、勝標確認以及回合制的結(jié)束條件等問題。與之不同的是，商品的劃分考慮了時間屬性，買方可以根據(jù)需要選擇向某一時間段內(nèi)的能力投標，因此對應(yīng)的勝標確認問題是帶有約束的0-1背包問題。3. 2標的刻畫3. 2. 1賣方能力刻畫資源提供者提供的能力描述應(yīng)包括用戶的身份標識(User Identification) :uid。該身份標識隸屬的身份標識中心可判斷該用戶標識的是否合法。合法性認證后，在拍賣平臺內(nèi)使用唯一與之對應(yīng)的資源提供方標識Pidi表示該資源提供方。能力的供應(yīng)量(SuppliedCapacity) =Sc0能力的開始時間(Mart Time) :TS。Ts代表資源提供者提供能力的起始時間。能力的結(jié)束時間(End Time) :Te。Te代表資源提供者提供能力的結(jié)束時間。使用 Ts和Te可以得到賣方提供能力的持續(xù)時間Te-Ts。單位時間每單位能力的保留價格(Reserved Unit Price) =Rup0 Rup代表資源提供者所能接受的最低出售價格。3. 2. 2買方標的刻畫資源需求者提交的標的中應(yīng)包括用戶的身份標識(User Identification) :uid。該身份標識隸屬的身份標識中心可判斷該用戶標識的是否合法。合法性認證后，在拍賣平臺內(nèi)使用唯一與之對應(yīng)的資源需求者標識Mdi表示該資源需求者。租用開始時間(Rent Start Time) :G，其中應(yīng)保證乃乂。租用結(jié)束時間(Rent End Time) -Jl，其中應(yīng)保證d <Te。能力需求量(Required Capacity) :RCi。Rci代表在[Γ: U內(nèi)Mdi對于能力的需求量。買方報價(Bidding Unit Price) :BuPi，代表的是此次投標中Mdi在單位時間內(nèi)為每單位需求量的能力所報出的價格。二、本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法，包括如下步驟步驟1、準備期
完成傳統(tǒng)拍賣的委托和公布階段；拍賣平臺接受賣方的委托，記錄并統(tǒng)計賣方提交的能力供應(yīng)量和保留價；在公布階段公開這次拍賣中賣方的能力供應(yīng)量、保留價格和篩選期的結(jié)束時間；步驟2、篩選期在篩選期內(nèi)對競買人進行身份認證、登記，在網(wǎng)上銀行凍結(jié)保證金之后，進行一輪篩選過程；規(guī)定買方的單位能力報價必須不低于賣方的保留價，否則視為無效；假設(shè)拍賣平臺保留各時段總需求量是P倍的總供應(yīng)量且出價最高的那部分買方，拍賣平臺在篩選期到期后進行的篩選過程如下步驟2. 1 按照買方單位能力報價Bup的降序?qū)①I方標的重新排列，設(shè)置集合變量 Td代表當前買方集合在各時段的總需求量，η代表已檢查過的買方標的個數(shù)，將Td的初始值設(shè)為各時段需求量為0，η的初始值設(shè)為1 ；步驟2. 2 從買方隊列中復(fù)制第η個買方標的的信息，假設(shè)該標的需求量是Rcn，時間范圍是[巧，巧]，修改Td在[巧，巧]內(nèi)的值，使 ’ γ ] = Td[T, γ ] +Rcn，使用變量Srp記錄該買方的單位報價；步驟2. 3 如果Td在所有時段的需求量都不低于ρ倍的供應(yīng)量或η大于買方隊列中的標的個數(shù)時，轉(zhuǎn)到步驟2. 4 ；否則，η = η+1，轉(zhuǎn)到步驟2. 2 ；步驟2. 4 保留買方標的隊列中前η個買方的投標權(quán)，通知其他買方退出拍賣；步驟3、拍賣期完成傳統(tǒng)拍賣中的操作和結(jié)算階段；使用回合制拍賣過程，每一回合的流程如下步驟3. 1 將Srp作為起拍價格，確定每一回合拍賣的初始持續(xù)時間Τ。Η、狙擊檢查時間T。he。k和狙擊延長時間Tnrore，如果距離本回合拍賣結(jié)束前的T。he。k時間內(nèi)拍賣平臺收到標的，則認為發(fā)生了 “狙擊”現(xiàn)象，將本回合的結(jié)束時間延長Tnrore ；步驟3. 2 設(shè)置計時器，經(jīng)過時間觸發(fā)；步驟3. 3 平臺接收買方標的，將買方標的按照單位能力報價Bup的降序排列；步驟3. 4 計時器到期后，檢查最后一個標的的到達時間是否在距離當前Tctek的時間范圍內(nèi)，如果到達時間在該范圍內(nèi)，則將計時器設(shè)置為經(jīng)過Tm。re后觸發(fā)，流程轉(zhuǎn)向步驟 3. 3;如果到達時間不在該范圍內(nèi)，檢查該回合是否收到新的標的，如果收到新的標的，進行勝標確認，向各買方公布獲勝標的集合，流程轉(zhuǎn)向步驟3. 2 ；如果在該回合未收到新的標的，拍賣期結(jié)束，通知各買方拍賣結(jié)果并進行結(jié)算；其中勝標確認方法如下步驟3. 4. 1勝標確認的數(shù)學(xué)模型賣方在每回合中都要根據(jù)該回合買方提交的標的確定并公布本輪的獲勝者集合; 假設(shè)賣方Pidj在第1輪收到m個來自買方的標的，這m個買方分別為Md1Pbid12 Λ、bidlm， 設(shè)買方Mdli是否獲勝的標識為Xli，則該拍賣機制的勝標確認問題對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型為Maximize Σ (Bupu χ (Tre -T1Jx xu )S. t. Xli e {ο, 1}
權(quán)利要求
1. 一種基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法，其特征在于包括如下步驟步驟1準備期完成傳統(tǒng)拍賣的委托和公布階段；拍賣平臺接受賣方的委托，記錄并統(tǒng)計賣方提交的能力供應(yīng)量和保留價；在公布階段公開這次拍賣中賣方的能力供應(yīng)量、保留價格和篩選期的結(jié)束時間；步驟2篩選期在篩選期內(nèi)對競買人進行身份認證、登記，在網(wǎng)上銀行凍結(jié)保證金之后，進行一輪篩選過程；規(guī)定買方的單位能力報價必須不低于賣方的保留價，否則視為無效；假設(shè)拍賣平臺保留各時段總需求量是P倍的總供應(yīng)量且出價最高的那部分買方，拍賣平臺在篩選期到期后進行的篩選過程如下步驟2. 1 按照買方單位能力報價Bup的降序?qū)①I方標的重新排列，設(shè)置集合變量Td 代表當前買方集合在各時段的總需求量，η代表已檢查過的買方標的個數(shù)，將Td的初始值設(shè)為各時段需求量為0，η的初始值設(shè)為1 ；步驟2. 2 從買方隊列中復(fù)制第η個買方標的的信息，假設(shè)該標的需求量是Rcn，時間范圍是H T]修改Td在「廣Γ 內(nèi)的值，使j7f^； a =Tic a +Rcn使用變量Srp記錄該
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于英式限制組合拍賣機制的網(wǎng)格資源調(diào)度方法，屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，包括準備期、篩選期、拍賣期，本發(fā)明的調(diào)度方法以拍賣方式作為網(wǎng)格資源能力的定價方式，并以此進行網(wǎng)格資源的配置，能夠很好地反映市場信息并充分調(diào)動廣大用戶將閑置資源加入到網(wǎng)格中來，提高網(wǎng)格環(huán)境下的資源調(diào)度效率；改進了原始的英式限制組合拍賣機制，使其適合對帶狀能力劃分的網(wǎng)格資源的調(diào)度，并結(jié)合遺傳算法設(shè)計了網(wǎng)格資源拍賣勝標確認方法，更好的適合實際的特殊網(wǎng)格資源調(diào)度情況。
文檔編號G06Q30/00GK102289765SQ20111021534
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉軍, 王興偉, 王宇, 黃敏 申請人:東北大學(xué)