[發明專利]一種SLA保障QoS期望的云計算服務收益方法

在審

• 申請號: 201611001570.8
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106779283A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 周相兵
• 申請（專利權）人: 阿壩師范學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙)51212
• 代理人: 張端陽

技術領域

本發明屬于云計算技術領域，具體涉及一種SLA保障QoS期望的云計算服務收益方法。

背景技術

云計算自2006年3月由Amazon推出彈性計算以來，在全世界信息科學及相關業界掀起了研究及工業應用熱潮，給計算機網絡及分布式計算帶來前所未有的變革、機遇和挑戰；其研究領域向更廣泛的信息科學領域發展；更推動了計算機商業模式的改變，彈性計算成為一種新型商業計算模型：一是降低了IT成本、提高了資源利用率，并允許IT資源迅速重新分配資源以適應企業需求，從而為用戶提供彈性、可伸縮的云計算服務；二是描述了一種基于Internet的服務增加、使用和交付模式，并提供動態易擴展且虛擬化的資源。在云計算服務表現上，以SaaS(Software as a Service)、PaaS(Platform as a Service)和IaaS(Infrastructure as a Service)等形式給用戶提供高可靠的、易擴展的、按需定制的、集成的、高QoS(Quality of Service)以及滿足各方收益的SLA(Service Level Agreement)服務。然而，增強云計算服務QoS滿意度，提高資源利用率以及降低額外網絡資源開銷等方面仍然不是一件容易的事情，而且隨著云計算商業化進程加快，這些問題直接導致傳統的收益模型具有一定的局限性，因此提高云計算服務收益仍然是一個需要解決的問題。

云計算服務收益的(雙向、逆向、競價)拍賣機制、SLA協商機制和熱點定價機制等已在云計算領域受到了廣泛關注及研究，其重要性已在云計算商業領域得到了驗證，如Amazon、Google、阿里云等。有別有于這些傳統的方法，SLA保障QoS的云計算服務收益方法更關注面向數據中心、云計算服務提供商及用戶的收益及均衡最優化?？v觀國內外研究動態，數學模型優化領域和控制論領域已經出現了各種最優化收益模型及方法。然而云計算服務定價機制一直受資源利用率、節能控制、虛擬機放置(遷移)、均衡調度等影響，給SLA保障下不同的QoS期望所導致的收益博弈、資源優化分配等等帶來沖擊，不利于發揮云計算商業價值，這體現了現有定價機制顯露出的一些難以解決的問題，如云計算服務提供商與用戶間收益不平衡，不同定價機制的偏向性所帶來的不公平性，復雜價格協商機制所帶來虛擬機遷移時額外網絡資源開銷，高峰時段所造成用戶訪問資源延遲等等都會直接影響到云計算服務收益。因此，如何在資源高利用率情況下，云計算服務提供商能有效地為用戶分配到滿足需求的資源，并在滿足SLA的同時保障QoS，并獲得最優化收益均衡是目前關注重要方向之一，這是個典型的NP-hard問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供能夠提高云計算服務QoS滿意度、提高云計算服務收益效率的一種SLA保障QoS的云計算服務收益方法。

為實現上述目的，本發明提供的SLA保障QoS期望的云計算服務收益方法，包含如下步驟：

S1、量化SLA保障QoS因子以及QoS因子定義計算公式，進行權重分析，然后根據負載均衡臨介值LBF、網絡帶寬最大值TRF和動態價格波動系數CF建立權重自適應分配算法；

S2、根據SLA保障QoS因子和價格波動變量p建立性能效用模型，所述模型以數據中心能耗和排放量要求為約束參數；

S3、以性能效用模型為泛函關系建立分數階收益系統，通過得到收益系統的性質和收益函數建立Nash均衡收益目標模型L(p)，然后建立蟻群優化算法進行優化，獲得滿足不同需求對應的收益均衡點。

具體的，在步驟S1中，將SLA協約量化為QoS因子，所述因子包括但不限于負載均衡效率LB(t)、可靠性R(t)、安全性S(t)、吞吐率TR(t)、敏捷性AL(t)、排放量D(t)、成本C(t)、自動化程度AU(t)、伸縮性F(t)和線性化L(t)；所述因子的計算公式由響應時間(t)來描述；建立SLA與QoS之間關聯系數λ(0＜λ≤1)表示為：SLA→λQoS(LB,R,S,TR,AL,D,C,AU,F,L)，并定義權重動態調節因子W為二元組W(LBF,TRF)來決定，由此建立權重自適應分配算法。

更進一步的，所述動態價格波動系數CF滿足：0<CF<1。所述QoS因子權重用AHP來進行計算。

具體的，在步驟S2中，價格波動量p是根據SLA保障下的QoS量化因子，基于動態價格波動系數CF和回歸模型對p進行建模，獲得性能效用模型，即在不同時刻價格波動量p對服務提供商效用F(p)和用戶效用G(p)的變化情況：p→F(p)，p→G(p)。