一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì) 分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在信息、通信技術(shù)快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時代，計(jì)算模式從任務(wù)提交給大型處理機(jī)發(fā) 展到基于網(wǎng)絡(luò)的分布式任務(wù)處理，最終演變成按需處理的云計(jì)算模式。
[0003] 云計(jì)算是一種新型的熱門計(jì)算平臺，采用按需請求資源、按實(shí)際用量付費(fèi)的 運(yùn)行模式。關(guān)于云計(jì)算的定義很廣泛，例如Foster在"Cloudcomputingandgrid computing360_degreecompared"中定義云計(jì)算為規(guī)模經(jīng)濟(jì)驅(qū)動的大規(guī)模分布式計(jì)算系 統(tǒng)，通過虛擬化技術(shù)依靠互聯(lián)網(wǎng)向消費(fèi)者提供彈性的、可管理的計(jì)算資源、存儲空間、應(yīng)用 平臺及服務(wù)。
[0004] 云計(jì)算的主要特點(diǎn)是彈性地提供IT架構(gòu)和應(yīng)用。云計(jì)算的發(fā)展得益于以下三個 方面：（1)硬件費(fèi)用的下降，計(jì)算能力和存儲容量的增長，多核架構(gòu)和超級計(jì)算機(jī)的流行； (2)數(shù)據(jù)規(guī)模的爆炸式增長；（3)服務(wù)計(jì)算和Web2.0應(yīng)用的廣泛使用。政府、研宄機(jī)構(gòu)和企 業(yè)紛紛采用云計(jì)算來解決了他們?nèi)找嬖鲩L的計(jì)算和存儲需求。
[0005] 云計(jì)算為全球的IT產(chǎn)業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響。InternationalDataCorporation 國際數(shù)據(jù)公司對云計(jì)算所做的一項(xiàng)調(diào)查中指出，2010年公有云的總利潤超過21. 5百萬美 元，且將在2015年達(dá)到72. 9億美元，其中年增長率達(dá)到了 27. 6%。云計(jì)算的利潤增長率是 全球IT業(yè)利潤增長率（6. 7% )的4倍。
[0006] 現(xiàn)在有許多大型的公司都提供云計(jì)算服務(wù)，例如亞馬遜（Amazon)，IBM，谷歌 (Google)，微軟（Microsoft)等。云計(jì)算的高速發(fā)展也吸引了越來越多的公司加入賣方 市場。新的云服務(wù)提供商可以通過出售自己的計(jì)算資源給用戶，從中獲取利益。在云計(jì) 算市場中，如何合理的為云計(jì)算資源定價，是新的云服務(wù)提供商亟待解決的問題?，F(xiàn)有的 定價機(jī)制通常采用納什均衡、拍賣等方法進(jìn)行理論分析。例如，YuanFeng等人在"Price CompetitioninanOligopolyMarketwithMultipleIaaSCloudProviders"中提出了 一種為多個云服務(wù)提供商定價的方法，該方法考慮壟斷市場的競爭環(huán)境，使用納什均衡計(jì) 算出多個云服務(wù)提供商的最優(yōu)價格。Zaman，S.等人在"ACombinatorialAuction-Based MechanismforDynamicVMProvisioningandAllocationinClouds" 中提出一種基于 組合拍賣的虛擬機(jī)動態(tài)分配方法。
[0007]目前有許多針對不同領(lǐng)域的定價方法已經(jīng)取得了一些成果。中國專利《一種基 于Bertrand靜態(tài)博弈的授權(quán)用戶頻譜定價方法》，【申請?zhí)枴?01310084931.X，授權(quán)公告號 103117824A公開了一種用于授權(quán)用戶頻譜定價的方法，該方法采用差異化寡頭市場模型來 描述認(rèn)知系統(tǒng)，并利用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理以及靜態(tài)Bertrand博弈理論實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶頻譜定價。該 方法的目的是獲取所有授權(quán)用戶穩(wěn)定的均衡定價策略，如果有新授權(quán)用戶加入市場，其他 授權(quán)用戶也會相應(yīng)改變價格，而現(xiàn)實(shí)可能存在新授權(quán)用戶的市場影響力并不足以影響其他 授權(quán)用戶改變價格。
[0008] 然而上述定價方法并沒有從當(dāng)前云服務(wù)市場狀況來考慮定價。現(xiàn)行市場的實(shí)例定 價對新實(shí)例具有很好的參考價值，可以幫助新的云服務(wù)商選擇如何切入市場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明目的：本發(fā)明要解決的問題是對現(xiàn)行市場的云計(jì)算實(shí)例的價格、市場份額等 屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而為新的云平臺服務(wù)商提供合理定價。
[0010] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方 法，包括以下步驟：
[0012] 步驟1 :給定一個新的云服務(wù)提供商的資源實(shí)例作為新實(shí)例，并從互聯(lián)網(wǎng)的云服 務(wù)提供商中搜集虛擬機(jī)實(shí)例作為現(xiàn)行實(shí)例，實(shí)例具有統(tǒng)一的屬性，分別包括虛擬核心、內(nèi)存 和硬盤；
[0013] 步驟2:統(tǒng)計(jì)現(xiàn)行實(shí)例在不同價格區(qū)間的概率分布，作為新實(shí)例的價格參考范圍；
[0014] 步驟3:將現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并對現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例進(jìn) 行分類，通過計(jì)算新實(shí)例和現(xiàn)行實(shí)例的歐氏距離，選擇歐氏距離最小的現(xiàn)行實(shí)例作為新實(shí) 例的相似實(shí)例；
[0015] 步驟4:采用乘法競爭互動公式計(jì)算出相似實(shí)例的初始市場份額，并且建立用戶 轉(zhuǎn)移概率矩陣，然后通過馬爾科夫鏈方法計(jì)算出相似實(shí)例的短期市場份額和最終市場份 額；
[0016] 步驟5:綜合相似實(shí)例的價格、概率分布和最終市場份額，計(jì)算出新實(shí)例的價格。 其中，把相似實(shí)例的市場份額作為相似實(shí)例價格的可信程度，并把相似實(shí)例價格的概率分 布作為相似實(shí)例對新實(shí)例的價格影響度。
[0017] 本發(fā)明中，從現(xiàn)行市場搜集到的實(shí)例集合為{Sl，s2，…，Si，…，sn}，其中Si表示 第i個現(xiàn)行實(shí)例，1彡i彡n，n表示現(xiàn)行市場的實(shí)例的個數(shù)。Si= {811，812,813}，其中811表 示第i個現(xiàn)行實(shí)例的內(nèi)存，si2表示第i個實(shí)例的硬盤，si3表示第i個實(shí)例的虛擬核心。 [0018]本發(fā)明中新實(shí)例的抽象描述為f= {f\，f2,f3}，其中表示新實(shí)例的內(nèi)存，f2表 示新實(shí)例的硬盤，f3表示新實(shí)例的虛擬核心。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，給定一個新的云服務(wù)提供商的資源實(shí)例作為新實(shí)例，并從互聯(lián)網(wǎng)的云服務(wù)提 供商中搜集虛擬機(jī)實(shí)例作為現(xiàn)行實(shí)例，實(shí)例具有統(tǒng)一的屬性，分別包括虛擬核心、內(nèi)存和硬 盤； 步驟2,統(tǒng)計(jì)現(xiàn)行實(shí)例在不同價格區(qū)間的概率分布，作為新實(shí)例的價格參考范圍； 步驟3,將現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并對現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例進(jìn)行分 類，通過計(jì)算新實(shí)例和現(xiàn)行實(shí)例的歐氏距離，選擇歐氏距離最小的現(xiàn)行實(shí)例作為新實(shí)例的 相似實(shí)例，新實(shí)例的所有相似實(shí)例構(gòu)成相似實(shí)例集合； 步驟4,采用乘法競爭互動公式計(jì)算出相似實(shí)例的初始市場份額，并且建立用戶轉(zhuǎn)移概 率矩陣，然后根據(jù)馬爾科夫鏈方法計(jì)算出相似實(shí)例的短期市場份額和最終市場份額； 步驟5,綜合相似實(shí)例的價格、概率分布和最終市場份額，計(jì)算出新實(shí)例的價格。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟3中對現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例的數(shù)據(jù)分別采用Z-分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)化法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如下：
其中，表示第i個現(xiàn)行實(shí)例的第j個屬性的標(biāo)準(zhǔn)化值，s u表示第i個現(xiàn)行實(shí)例的 第j個屬性值，j = 1時Sij表示現(xiàn)行實(shí)例的虛擬核心數(shù)量，j = 2時s u表示現(xiàn)行實(shí)例的 內(nèi)存屬性，j = 3時Su表示現(xiàn)行實(shí)例的硬盤屬性，巧表示現(xiàn)行實(shí)例集合中第j個屬性的均 值，
m表示現(xiàn)行實(shí)例的數(shù)量，s/._表示現(xiàn)行實(shí)例集合中第j個屬性的標(biāo)準(zhǔn)差，
，F(xiàn)j表示新實(shí)例的第j個屬性的標(biāo)準(zhǔn)化值，&表示新實(shí)例的第j個 屬性值，j = 1時fj表示新實(shí)例的虛擬核心數(shù)量，j = 2時fj表示新實(shí)例的內(nèi)存屬性，j = 3時&表示新實(shí)例的硬盤屬性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟3中，采用K最近鄰分類方法對現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例進(jìn)行分類，通過計(jì)算新實(shí)例和現(xiàn)行實(shí)例 的歐氏距離，選擇歐氏距離最小的前k個實(shí)例作為新實(shí)例的相似實(shí)例，k取值自然數(shù)，歐氏 距離計(jì)算公式如下：
其中，Ei表示第i個現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例的歐式距離，E的大小反映了兩個實(shí)例之間的相 似程度，E越小，表示兩個實(shí)例越相似；表示第i個現(xiàn)行實(shí)例的第j個屬性的標(biāo)準(zhǔn)化值； ?」表示新實(shí)例的第j個屬性的標(biāo)準(zhǔn)化值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟3中，對于每個相似實(shí)例，計(jì)算它們在相似實(shí)例集合中的價格概率分布，公式如下：
其中，qi表示第i個相似實(shí)例在相似實(shí)例集合中的價格概率，Q i表示第i個相似實(shí)例 在現(xiàn)行市場的價格概率，表示所有相似實(shí)例的現(xiàn)行市場價格概率之和，k表示相似 實(shí)例集合的實(shí)例總個數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟4中，使用吸引力模型計(jì)算相似實(shí)例的初始市場份額，對于每一個相似實(shí)例，獲取相似實(shí) 例的吸引力屬性，吸引力屬性包括價格、CPU速率、內(nèi)存速率和品牌吸引力，所述乘法競爭互 動公式如下：
其中，MSf表示第i個相似實(shí)例在t周期時的市場份額，t多0, MAw表示第i個相 似實(shí)例的初始市場份額，e [0,1]且EL1 = 1，k表示相似實(shí)例集合的實(shí)例總個 數(shù)
表示第i個實(shí)例對用戶的吸引程度，表示所 有實(shí)例對用戶的總吸引程度，Li表示第i個實(shí)例的品牌吸引力，p i表示第i個實(shí)例的價格， 表示第i個實(shí)例的CPU速率，^nemi表示第i個實(shí)例的內(nèi)存讀寫速率，參數(shù)a表示價 格Pi對吸引力的影響系數(shù)，參數(shù)b表示CPU速率Jcpu,:對吸引力的影響系數(shù)，參數(shù)c表示內(nèi) 存速率吸引力的影響系數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟4中，根據(jù)用戶購買實(shí)例的歷史記錄建立用戶轉(zhuǎn)移概率矩陣P。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟4中，所述根據(jù)馬爾科夫鏈方法計(jì)算出相似實(shí)例的短期市場份額，公式如下： MS(1)= MS (?) · P (6) 其中，
表示短期市場份額矩陣，k表示相似實(shí)例集合 的實(shí)例總個數(shù)，
！表示初始市場份額矩陣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟4中，根據(jù)馬爾科夫鏈方法計(jì)算出相似實(shí)例的最終市場份額，公式如下：
其中，MS = (MS1, MS2，…，MSk)表示最終市場份額矩陣，k表示相似實(shí)例集合的實(shí)例總個 數(shù)，MSi表示第i個相似實(shí)例的最終市場份額，P表示用戶轉(zhuǎn)移概率矩陣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，其特征在于，步 驟5中，建立一個計(jì)算新實(shí)例價格的模型，其中把相似實(shí)例的市場份額作為相似實(shí)例價格 的可信程度，即市場份額越高則價格越可信；并把相似實(shí)例價格的概率分布作為相似實(shí)例 對新實(shí)例的價格影響度，即概率分布越高，則影響度越低，最后根據(jù)相似實(shí)例的價格、價格 概率分布和最終市場份額計(jì)算出新實(shí)例的價格，計(jì)算公式如下：
其中price表示新實(shí)例的價格，k表示相似實(shí)例集合的實(shí)例總個數(shù)，MSi表示第i個相 似實(shí)例的市場份額，Vi表示第i個相似實(shí)例的價格，q i表示第i個相似實(shí)例在相似實(shí)例集 合中的價格概率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于云計(jì)算資源定價的統(tǒng)計(jì)分析方法，包括以下步驟：步驟1，給定一個新的云服務(wù)提供商的資源實(shí)例，并搜集現(xiàn)行市場的云計(jì)算實(shí)例；步驟2，統(tǒng)計(jì)所有現(xiàn)行實(shí)例在不同價格區(qū)間的概率分布；步驟3，將現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并對現(xiàn)行實(shí)例和新實(shí)例進(jìn)行分類，選擇跟新實(shí)例在同一類的現(xiàn)行實(shí)例作為新實(shí)例的相似實(shí)例；步驟4，獲取相似實(shí)例的初始市場份額，并建立用戶轉(zhuǎn)移概率矩陣，采用馬爾科夫鏈方法計(jì)算出相似實(shí)例的短期市場份額和最終市場份額；步驟5，統(tǒng)計(jì)相似實(shí)例的價格、概率分布和市場份額，計(jì)算出新實(shí)例的價格。
【IPC分類】G06F17-30, H04L29-08
【公開號】CN104750877
【申請?zhí)枴緾N201510198430
【發(fā)明人】竇萬春, 吳詩穎
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月23日