雲計算中資源共享的分層博弈聯盟形成與定價機制研究

《雲計算中資源共享的分層博弈聯盟形成與定價機制研究》是依託中南大學，由彭軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雲計算中資源共享的分層博弈聯盟形成與定價機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：彭軍
• 依託單位：中南大學

項目摘要

本項目針對雲計算資源共享中的聯盟形成、資源定價與分配的聯合最佳化問題，提出一種融合協作博弈與非協作博弈的分層博弈資源共享方法。通過研究雲計算中服務提供者和終端用戶的協作特性和自私特性，建立資源定價、雲服務提供者效用和終端用戶效用之間的關聯，將聯盟形成博弈和斯坦伯格博弈進行有機融合，構造一種新的分層博弈框架；在尋求最優聯盟結構過程中，引入聲譽激勵機制，激勵雲服務提供者通過協作形成動態資源共享池，實現雲服務提供者之間資源共享與收益的最佳化；引入深度學習機制對actor-critic增強學習的回報值進行實時預測，提出雲計算資源共享分層博弈的線上策略更新方法，完成對博弈的求解，最大化服務提供者和終端用戶的效用，實現雲計算網路中資源共享與分配的多目標最佳化；構建分散式雲計算網路實驗平台，探討基於分層博弈的資源共享方法的實際套用。本項目提出一種新穎的分層博弈資源共享方法，將促進博弈理論在雲計算中的套用。

結題摘要

本項目為了應對用戶日益增長的雲計算和大數據需求帶來的挑戰，針對雲計算資源共享中的聯盟形成、資源定價與分配的聯合最佳化問題，套用博弈理論和最佳化方法，將雲計算同超密集組網，軟體定義網路（Software Defined Network, SDN）等技術有機結合，提出一種融合協作博弈與非協作博弈的分層博弈資源共享架構，實現了雲計算環境下的用戶服務質量和網路通信性能的最佳化，推動了雲計算技術和博弈理論的發展。 申請書中設定的工作目標全部完成，包括：構建地理分散式雲數據中心中動態資源預留架構、研究雲數據中心的資源分配與虛擬機放置策略、提出基於特徵分類與提取的需求動態預測方法、研究基於聯盟形成博弈的雲無線接入網路部署與資源分配機制、移動雲計算中多移動設備的任務卸載策略、基於斯坦伯格博弈的資源共享聯合最佳化方法。 為了應對雲服務中按需實例和預留實例共存的情況下用戶需求的波動性和時變性，為降低雲服務的開銷，提高資源利用率，構建雲資源預留最佳化模型；為了合理配置雲資源，減少數據中心能耗，提出了一種基於多輪組合雙向拍賣的資源分配與定價和虛擬機放置機制；引入最優支持向量回歸方法對未來一段時間資源使用狀態信息進行精確預測，以實現線上博弈策略的實時最佳化；為提升雲接入系統頻譜效率和網路吞吐量，提出了一種基於聯盟形成博弈的雲資源池動態調度執行和協作傳輸機制；為了最佳化雲用戶移動設備能耗，研究了蜂窩網路環境下多移動設備的雲任務卸載決策問題，提出了一種新穎的組合最佳化方法求解；最後，針對異構雲無線接入網路，提出了一種干擾管理與能效最佳化的分層博弈方法以解決終端用戶競爭資源且相互干擾的問題。 受本項目支持，相關的研究成果已發表在國內外權威學術刊物和國際頂級的計算機網路、通信和控制領域的國際會議GLOBECOM、ICC、CDC、ACC、ECCE、IFAC上。發表學術論文99篇，其中SCI收錄論文24篇，EI收錄論文74篇，CSSCI論文1篇。已獲授權發明專利3項，受理髮明專利5項，授權軟體著作權17項。獲得獎勵15項。培養畢業博士研究生5名，碩士研究生20名。