[发明专利]一种SLA保障QoS期望的云计算服务收益方法

说明书

技术领域

本发明属于云计算技术领域，具体涉及一种SLA保障QoS期望的云计算服务收益方法。

背景技术

云计算自2006年3月由Amazon推出弹性计算以来，在全世界信息科学及相关业界掀起了研究及工业应用热潮，给计算机网络及分布式计算带来前所未有的变革、机遇和挑战；其研究领域向更广泛的信息科学领域发展；更推动了计算机商业模式的改变，弹性计算成为一种新型商业计算模型：一是降低了IT成本、提高了资源利用率，并允许IT资源迅速重新分配资源以适应企业需求，从而为用户提供弹性、可伸缩的云计算服务；二是描述了一种基于Internet的服务增加、使用和交付模式，并提供动态易扩展且虚拟化的资源。在云计算服务表现上，以SaaS(Software as a Service)、PaaS(Platform as a Service)和IaaS(Infrastructure as a Service)等形式给用户提供高可靠的、易扩展的、按需定制的、集成的、高QoS(Quality of Service)以及满足各方收益的SLA(Service Level Agreement)服务。然而，增强云计算服务QoS满意度，提高资源利用率以及降低额外网络资源开销等方面仍然不是一件容易的事情，而且随着云计算商业化进程加快，这些问题直接导致传统的收益模型具有一定的局限性，因此提高云计算服务收益仍然是一个需要解决的问题。

云计算服务收益的(双向、逆向、竞价)拍卖机制、SLA协商机制和热点定价机制等已在云计算领域受到了广泛关注及研究，其重要性已在云计算商业领域得到了验证，如Amazon、Google、阿里云等。有别有于这些传统的方法，SLA保障QoS的云计算服务收益方法更关注面向数据中心、云计算服务提供商及用户的收益及均衡最优化。纵观国内外研究动态，数学模型优化领域和控制论领域已经出现了各种最优化收益模型及方法。然而云计算服务定价机制一直受资源利用率、节能控制、虚拟机放置(迁移)、均衡调度等影响，给SLA保障下不同的QoS期望所导致的收益博弈、资源优化分配等等带来冲击，不利于发挥云计算商业价值，这体现了现有定价机制显露出的一些难以解决的问题，如云计算服务提供商与用户间收益不平衡，不同定价机制的偏向性所带来的不公平性，复杂价格协商机制所带来虚拟机迁移时额外网络资源开销，高峰时段所造成用户访问资源延迟等等都会直接影响到云计算服务收益。因此，如何在资源高利用率情况下，云计算服务提供商能有效地为用户分配到满足需求的资源，并在满足SLA的同时保障QoS，并获得最优化收益均衡是目前关注重要方向之一，这是个典型的NP-hard问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供能够提高云计算服务QoS满意度、提高云计算服务收益效率的一种SLA保障QoS的云计算服务收益方法。

为实现上述目的，本发明提供的SLA保障QoS期望的云计算服务收益方法，包含如下步骤：

S1、量化SLA保障QoS因子以及QoS因子定义计算公式，进行权重分析，然后根据负载均衡临介值LBF、网络带宽最大值TRF和动态价格波动系数CF建立权重自适应分配算法；

S2、根据SLA保障QoS因子和价格波动变量p建立性能效用模型，所述模型以数据中心能耗和排放量要求为约束参数；

S3、以性能效用模型为泛函关系建立分数阶收益系统，通过得到收益系统的性质和收益函数建立Nash均衡收益目标模型L(p)，然后建立蚁群优化算法进行优化，获得满足不同需求对应的收益均衡点。

具体的，在步骤S1中，将SLA协约量化为QoS因子，所述因子包括但不限于负载均衡效率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)、自动化程度AU(t)、伸缩性F(t)和线性化L(t)；所述因子的计算公式由响应时间(t)来描述；建立SLA与QoS之间关联系数λ(0＜λ≤1)表示为：SLA→λQoS(LB,R,S,TR,AL,D,C,AU,F,L)，并定义权重动态调节因子W为二元组W(LBF,TRF)来决定，由此建立权重自适应分配算法。

更进一步的，所述动态价格波动系数CF满足：0<CF<1。所述QoS因子权重用AHP来进行计算。

具体的，在步骤S2中，价格波动量p是根据SLA保障下的QoS量化因子，基于动态价格波动系数CF和回归模型对p进行建模，获得性能效用模型，即在不同时刻价格波动量p对服务提供商效用F(p)和用户效用G(p)的变化情况：p→F(p)，p→G(p)。