本發(fā)明涉及一種云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)提供商和用戶雙邊市場(chǎng)博弈的定價(jià)方法，屬于云計(jì)算服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

云計(jì)算包括以下幾個(gè)層次的服務(wù)的服務(wù)資源：基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)(iaas)，平臺(tái)級(jí)服務(wù)(paas)和軟件級(jí)服務(wù)(saas)。其中iaas把業(yè)務(wù)部署在由大量服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建的資源池上，使得各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠獲取所需資源進(jìn)行運(yùn)作。由于在同一云計(jì)算環(huán)境下部署的應(yīng)用有多個(gè)，而且應(yīng)用隨時(shí)間到來(lái)，時(shí)常會(huì)有高峰低峰現(xiàn)象，因此特別是在高峰期需要合理地進(jìn)行資源的調(diào)度，既要滿足應(yīng)用的實(shí)際需要，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)合理配置資源。資源分配是云計(jì)算的重要組成部分，其效率直接影響云計(jì)算環(huán)境的工作性能，因此通過(guò)價(jià)格機(jī)制來(lái)調(diào)度云計(jì)算的資源顯得尤為重要。

目前云計(jì)算服務(wù)的定價(jià)機(jī)制主要包括兩種：一個(gè)是云資源的固定定價(jià)，還有一個(gè)是云資源的動(dòng)態(tài)定價(jià)。目前云服務(wù)市場(chǎng)的發(fā)展還不是特別成熟，使用較為廣泛的是固定定價(jià)機(jī)制，這和其本身的特點(diǎn)有關(guān)。固定定價(jià)機(jī)制本身比較簡(jiǎn)單，容易被云服務(wù)用戶理解。

固定定價(jià)策略是指價(jià)格和需求的關(guān)系已事先被確定并長(zhǎng)時(shí)間保持不變，用戶只需支付固定費(fèi)用就可以獲取相應(yīng)的云服務(wù)。固定定價(jià)策略的特點(diǎn)是費(fèi)率固定，簡(jiǎn)單直觀，也易于被用戶接受，許多云服務(wù)提供商都采取了這種定價(jià)策略。

相對(duì)來(lái)說(shuō)動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制的使用還比較少，主要是因?yàn)橄噍^固定定價(jià)機(jī)制比較復(fù)雜，但是動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制可以解決固定定價(jià)機(jī)制沒(méi)有考慮消費(fèi)者需求以及對(duì)不同服務(wù)的要求的缺陷，隨著云計(jì)算服務(wù)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展成熟，動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制必將得到更多的關(guān)注，在實(shí)際的云服務(wù)市場(chǎng)中，云服務(wù)供應(yīng)商也開(kāi)始使用動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制。

動(dòng)態(tài)定價(jià)是種資源價(jià)格隨服務(wù)特點(diǎn)、購(gòu)買量、用戶特征或偏好動(dòng)態(tài)變化的定價(jià)方式，市場(chǎng)實(shí)時(shí)變化的定價(jià)方式，有時(shí)也被稱為市場(chǎng)定價(jià)策略。學(xué)者們普遍認(rèn)為動(dòng)態(tài)定價(jià)策略考慮到用戶需求的差異性，能優(yōu)化資源分配，是未來(lái)云定價(jià)的一種重要方式。

動(dòng)態(tài)定價(jià)主要包括以競(jìng)價(jià)模式定價(jià)和協(xié)同模式定價(jià)兩種方式：

1)競(jìng)價(jià)模式是指云服務(wù)提供商將未使用的實(shí)例資源提供出來(lái)拍賣給用戶，出價(jià)達(dá)到或超過(guò)競(jìng)價(jià)的用戶可獲得相應(yīng)的競(jìng)價(jià)型實(shí)例。但同時(shí)資源使用者也應(yīng)始終準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)實(shí)例被中斷的可能性，原因可能是他人競(jìng)價(jià)超過(guò)其最大出價(jià)，或者在給定的競(jìng)價(jià)池中已沒(méi)有剩余的資源容量。目前許多云服務(wù)商都提供了競(jìng)價(jià)定價(jià)模式。以amazonec2為例，用戶可以對(duì)未使用的ec2容量進(jìn)行競(jìng)價(jià)，如果競(jìng)價(jià)高于當(dāng)前現(xiàn)貨價(jià)格便可運(yùn)行此類實(shí)例。競(jìng)價(jià)型實(shí)例資源價(jià)格根據(jù)供應(yīng)和需求定期變化，是按使用量定價(jià)實(shí)例和預(yù)定實(shí)例的補(bǔ)充。

2)協(xié)同模式是指云資源供應(yīng)商和用戶采用直接談判的方式來(lái)制定交易價(jià)格，也可稱為“討價(jià)還價(jià)”。在云服務(wù)交易中，雙方都力求最大化其利益，使云服務(wù)供應(yīng)商和用戶的收益最大化，形成互惠模式。但也存在著買方和多個(gè)賣方溝通、賣方和多個(gè)買方議價(jià)的現(xiàn)象，其缺點(diǎn)是產(chǎn)生了大量的溝通成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是：克服云計(jì)算服務(wù)采用上述協(xié)同模式定價(jià)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溝通成本的缺點(diǎn)，基于云計(jì)算提供商和用戶雙邊市場(chǎng)博弈，提供一種免去溝通成本、可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)云資源供應(yīng)商和用戶利益最大化的資源定價(jià)方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)提供商和用戶雙邊市場(chǎng)博弈的定價(jià)方法，假設(shè)總共有n個(gè)云計(jì)算提供商和l個(gè)用戶，其中第i個(gè)云服務(wù)提供商的云服務(wù)種類為m個(gè)，1≤i≤n；所述方法包括以下步驟：

步驟一、設(shè)第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云服務(wù)共有j個(gè)報(bào)價(jià)策略，分別記為pik1,pik2,…,pikj,…,pikj，報(bào)價(jià)策略pikj的預(yù)設(shè)初始傾向值為qikj(1)，式中1≤i≤n，1≤k≤m，1≤j≤j；則報(bào)價(jià)策略pikj對(duì)應(yīng)的初始選擇概率

設(shè)第f個(gè)用戶需要的云服務(wù)數(shù)量為uf，共有t個(gè)出價(jià)策略，分別記為qf1,qf2,…,qft,…,qft，出價(jià)策略qft的預(yù)設(shè)初始傾向值為qft(1)，式中1≤f≤l，1≤t≤t；則出價(jià)策略qft對(duì)應(yīng)的初始選擇概率

步驟二、第i個(gè)云服務(wù)提供商按照輪盤賭的方式選中第f個(gè)用戶的出價(jià)策略qft，根據(jù)出價(jià)策略qft確定第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶的中標(biāo)云服務(wù)數(shù)量與結(jié)算價(jià)格，其中1≤i≤n，1≤f≤l，1≤t≤t；

步驟三、根據(jù)步驟二中的出價(jià)策略qft、第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶的中標(biāo)云服務(wù)數(shù)量與結(jié)算價(jià)格計(jì)算第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶分別計(jì)算各自的利潤(rùn)；云服務(wù)提供商根據(jù)自己的利潤(rùn)修正報(bào)價(jià)策略對(duì)應(yīng)的傾向值和選擇概率，得到第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略j時(shí)修正后的傾向值qikj(2)和修正后的選擇概率pikj(2)，以及用戶根據(jù)自己的利潤(rùn)修正出價(jià)策略對(duì)應(yīng)的傾向值和選擇概率，得到第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略qfe時(shí)的修正后的傾向值qfe(2)和修正后的選擇概率pfe(2)；

云服務(wù)提供商和用戶修正其對(duì)應(yīng)選擇概率時(shí)，利潤(rùn)增加則選擇概率也會(huì)增加，利潤(rùn)減少則選擇概率下降；

步驟四：當(dāng)某個(gè)云服務(wù)提供商的報(bào)價(jià)策略的選擇概率為1，其他云服務(wù)提供商的報(bào)價(jià)策略的選擇概率為0，或者某個(gè)用戶的出價(jià)策略的選擇概率為1，其他用戶的出價(jià)策略的選擇概率為0時(shí)，則說(shuō)明云服務(wù)提供商和用戶的價(jià)格達(dá)到古諾均衡，完成迭代并輸出相應(yīng)的報(bào)價(jià)策略或出價(jià)策略；否則將qikj(2)、pikj(2)分別作為報(bào)價(jià)策略pikj對(duì)應(yīng)的初始傾向值和初始選擇概率qikj(1)、pikj(1)，將qfe(2)、pfe(2)分別作為出價(jià)策略qfe對(duì)應(yīng)的初始傾向值和初始選擇概率qfe(1)、pfe(1)，并重復(fù)執(zhí)行步驟二到步驟四。

本發(fā)明中所述云服務(wù)的種類包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)等，云服務(wù)提供商包括提供云服務(wù)的傳統(tǒng)it廠商、互聯(lián)網(wǎng)提供商轉(zhuǎn)型云計(jì)算服務(wù)提供商以及軟件廠商等，云服務(wù)使用者包括政府、企業(yè)及個(gè)人。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是：步驟三中計(jì)算第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略piks時(shí)，其利潤(rùn)為riks，則報(bào)價(jià)策略pikj時(shí)的傾向修改量：

式中，ε為預(yù)設(shè)系數(shù)；1≤s≤j，1≤j≤j；

由此可知，第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略pikj時(shí)的修正后的傾向值

式中，為預(yù)設(shè)遺忘因子；

并進(jìn)一步得到第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略pikj時(shí)的修正后的選擇概率

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是：步驟三中計(jì)算第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略qft時(shí)，其利潤(rùn)為rft，則第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略qft時(shí)，出價(jià)策略qfe的傾向修改量為：

式中，1≤f≤l，1≤e≤t，1≤t≤t；

由此可知，出價(jià)策略qfe修正后的傾向值

并進(jìn)一步得到第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略qfe修正后的選擇概率為：

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是：云計(jì)算服務(wù)資源具有的動(dòng)態(tài)性、多樣性、異質(zhì)性、彈性可擴(kuò)展和虛擬化等特點(diǎn)，導(dǎo)致云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)非常復(fù)雜的資源市場(chǎng)，給云計(jì)算服務(wù)資源的管理和交易帶來(lái)了很大的困難，在云服務(wù)交易中，雙方都力求最大化其利益，所以也存在著買方和多個(gè)賣方溝通、賣方和多個(gè)買方議價(jià)的現(xiàn)象，采用協(xié)同模式定價(jià)雖然能夠使云服務(wù)供應(yīng)商和用戶的收益最大化，形成互惠模式，其缺點(diǎn)是產(chǎn)生了大量的溝通成本。本發(fā)明通過(guò)預(yù)先設(shè)定云服務(wù)提供商和用戶的報(bào)價(jià)、出價(jià)策略以及各策略的傾向系數(shù)，來(lái)計(jì)算各自的選擇概率，克服了協(xié)同模式定價(jià)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溝通成本的缺點(diǎn)，基于云計(jì)算提供商和用戶雙邊市場(chǎng)博弈，免去了溝通成本，可以自動(dòng)完成云計(jì)算服務(wù)資源的合理定價(jià)機(jī)制，提高現(xiàn)有云資源的管理效率，并能夠使云供應(yīng)商和云用戶的收益最大化。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本實(shí)施例中總共有n個(gè)云計(jì)算提供商和l個(gè)用戶，其中第i個(gè)云服務(wù)提供商的云服務(wù)種類為m個(gè)，1≤i≤n。本發(fā)明中所述云服務(wù)的種類包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)等，云服務(wù)提供商包括提供云服務(wù)的傳統(tǒng)it廠商、互聯(lián)網(wǎng)提供商轉(zhuǎn)型云計(jì)算服務(wù)提供商以及軟件廠商等，云服務(wù)使用者包括政府、企業(yè)及個(gè)人。

本發(fā)明中的作為商品交易的云計(jì)算服務(wù)資源，需滿足以下五個(gè)基本要求：

1、安全性要求

云計(jì)算服務(wù)作為一種比較新的產(chǎn)品服務(wù)，在實(shí)際商業(yè)推廣中遇到很多實(shí)際的困難和問(wèn)題，其中一個(gè)最主要的就是如何保證數(shù)據(jù)的安全。安全問(wèn)題已成為阻礙云計(jì)算服務(wù)推廣的最大障礙。所以提供商提供的云服務(wù)資源要充分保障不同使用者的敏感數(shù)據(jù)和重要業(yè)務(wù)的安全。

2、易訪問(wèn)要求

云計(jì)算服務(wù)是分布在不同的計(jì)算機(jī)上，資源的使用還需具備易訪問(wèn)性。用戶可以在任何地方、任何地點(diǎn)發(fā)出任務(wù)請(qǐng)求，調(diào)用服務(wù)資源，維護(hù)管理應(yīng)用程序。用戶只要進(jìn)入云資源服務(wù)市場(chǎng)，就可以獲得自己需要的云服務(wù)，這些可以獲得的云資源服務(wù)可以不受空間和地理的限制。

3、可靠性要求

云計(jì)算市場(chǎng)提供的云服務(wù)對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，必須是穩(wěn)定、可靠的，不能因?yàn)閭€(gè)別供應(yīng)商出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)云服務(wù)市場(chǎng)的波動(dòng)，從而影響數(shù)據(jù)的安全和市場(chǎng)的穩(wěn)定。

4、標(biāo)準(zhǔn)化要求

云計(jì)算服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化是作為市場(chǎng)交易的“商品”必須具備的特性，在市場(chǎng)的售前銷售、售后維護(hù)及反饋評(píng)價(jià)都需要標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。目前，由于參與云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)的各個(gè)提供商所擁有的各種云計(jì)算軟、硬件設(shè)備之間具有異構(gòu)性，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維能力各不相同，市場(chǎng)上所提供的云服務(wù)不易比較。

5、價(jià)格要求

云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心通常需要消耗大量電能，云計(jì)算服務(wù)資源的利用率直接關(guān)系到能耗的損耗。而云服務(wù)的定價(jià)又直接影響到云服務(wù)市場(chǎng)資源的使用。價(jià)格是大量的云資源有效的調(diào)度的一個(gè)重要手段。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的供給需求變化的法則，云資源價(jià)格的合理波動(dòng)，能促進(jìn)云服務(wù)資源在供應(yīng)商和用戶之間的有效分布，從而提高整個(gè)交易的效率，實(shí)現(xiàn)雙方的利益，也增加整個(gè)市場(chǎng)的社會(huì)效益。

本實(shí)施例的云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)提供商和用戶雙邊市場(chǎng)博弈的定價(jià)方法包括以下步驟：

步驟一、設(shè)第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云服務(wù)共有j個(gè)報(bào)價(jià)策略，分別記為pik1,pik2,…,pikj,…,pikl，報(bào)價(jià)策略pikj的預(yù)設(shè)初始傾向值為qikj(1)，式中1≤i≤n，1≤k≤m，1≤j≤j；則報(bào)價(jià)策略pikj對(duì)應(yīng)的初始選擇概率

設(shè)第f個(gè)用戶需要的云服務(wù)數(shù)量為uf，共有t個(gè)出價(jià)策略，分別記為qf1,qf2,…,qft,…,qft，出價(jià)策略qft的預(yù)設(shè)初始傾向值為qft(1)，式中1≤f≤l，1≤t≤t；則出價(jià)策略qft對(duì)應(yīng)的初始選擇概率

步驟二、第i個(gè)云服務(wù)提供商按照輪盤賭的方式選中第f個(gè)用戶的出價(jià)策略qft，根據(jù)出價(jià)策略qft確定第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶的中標(biāo)云服務(wù)數(shù)量與結(jié)算價(jià)格，其中1≤i≤n，1≤f≤l，1≤t≤t；

步驟三、根據(jù)步驟二中的出價(jià)策略qft、第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶的中標(biāo)云服務(wù)數(shù)量與結(jié)算價(jià)格計(jì)算第i個(gè)云服務(wù)提供商與第f個(gè)用戶分別計(jì)算各自的利潤(rùn)；

計(jì)算第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略s時(shí)，得到其利潤(rùn)為riks，其中s∈{pik1,pik2,…,pikj,…,pikl}，則報(bào)價(jià)策略j時(shí)的傾向修改量：

式中，ε為預(yù)設(shè)系數(shù)；j∈{pik1,pik2,…,pikj,…,pikl}；

由此可知，第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略j時(shí)的修正后的傾向值

式中，為預(yù)設(shè)遺忘因子；

并進(jìn)一步得到第i個(gè)云服務(wù)提供商第k類云資源采用報(bào)價(jià)策略j時(shí)的修正后的選擇概率

計(jì)算第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略t時(shí)，得到其利潤(rùn)為rft，則第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略t時(shí)，出價(jià)策略e的傾向修改量為：

式中，e∈{wf1,qf2,…,qft,…,qft}；

由此可知，出價(jià)策略e修正后的傾向值

并進(jìn)一步得到第f個(gè)用戶采用出價(jià)策略e修正后的選擇概率為：

步驟四：當(dāng)某個(gè)云服務(wù)提供商的報(bào)價(jià)策略的選擇概率為1，其他云服務(wù)提供商的報(bào)價(jià)策略的選擇概率為0，或者某個(gè)用戶的出價(jià)策略的選擇概率為1，其他用戶的出價(jià)策略的選擇概率為0時(shí)，則說(shuō)明云服務(wù)提供商和用戶的價(jià)格達(dá)到古諾均衡，完成迭代并輸出相應(yīng)的報(bào)價(jià)策略或出價(jià)策略；否則將qikj(2)、pikj(2)分別作為報(bào)價(jià)策略pikj對(duì)應(yīng)的初始傾向值和初始選擇概率qikj(1)、pikj(1)，將qfe(2)、pfe(2)分別作為出價(jià)策略qfe對(duì)應(yīng)的初始傾向值和初始選擇概率qfe(1)、pfe(1)，并重復(fù)執(zhí)行步驟二到步驟四。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，本發(fā)明的上述各個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案彼此可以交叉組合形成新的技術(shù)方案，另外凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。