网格经济学模型

2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy1GridComputing9-2TheGridEconomyLuWeinaNetworkandInformationCenter,[e-mail]2007.4.262007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy2/61Outline•INTRODUCTION•网格经济学模型•定价、计费和付费机制•几个相关项目•博弈论2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy3/61ResourceManagementandScheduling资源消费者：Haveworktodoandneedstobemet资源提供者：Haveresourcesanddictateaccesstothem2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy4/61ResourceManagementandScheduling•网格资源提供者GridResourceProvider(GRP)：为了吸引资源消费者，它们将提供具有竞争性服务入口，从而使它拥有的资源得到最大程度的使用•网格资源消费者GridResourceConsumer(GRC)：在其需要的时间限制内，希望能用最少的资源使用费用来解决它提出的问题。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy5/61ResourceManagementandScheduling•System-centricpolicies(traditionalapproach)–目的是获得系统范围性能的最优化–由一个调度部件基于成本函数决定哪个任务在哪个资源上运行–Legion,Condor,AppLeSPST,NetSolve,PUNCH–Donottakeresourceaccesscost(price)intoconsideration–用户不想以高价购买而想通过协商定价•User-centricpolicies–目的是获得用户基于QoS需求的效用的最大化–需要由经济学原则来驱动2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy6/61ResourceManagementandScheduling•基于经济的方法–调度策略是在运行时动态制定的，由终端用户需求直接或间接驱动。–终端用户以付费为代价,取代了传统的以运行应用所需要的软件和硬件成本为代价–价格策略基于供求2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy7/61GridEconomy:MethodologyforManagingSupply-and-DemandforResourcesandEncouragingResourceSharing2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy8/61WhyEconomicsinGrid•在网格系统的实际应用中，大量的资源不是无偿使用的，要吸引资源的拥有者加入网格，就必须保证他们的利益，这就需要经济学理论作支持。•网格是一个异构的、动态的分布式环境，对资源的使用和供应都是在不断的变化之中。通过引入经济学，特别是基于价格的市场机制，由价格浮动来反映资源供需情况的变化，通过供需均衡实现资源优化分配，能够很好地表现网格的动态特征。•网格环境下的资源分配涉及到消费者、生产者的个体行为，微观经济学中的一些模型正好与之配合。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy9/61Outline•INTRODUCTION•网格经济学模型•定价、计费和付费机制•几个相关项目•博弈论2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy10/61网格信息服务器（GIS）•记录了网格中可用资源的信息,在网格环境中起中介和仲裁的作用•网格资源消费者欲寻找合适的资源,必须先向网格信息服务器查询,获得适合自己条件的资源的信息,然后再与资源提供者进行交互。•网格资源提供者想要出售资源,必须先向网格信息服务器注册,资源消费者才可能找到这个资源。•网格信息服务器还负责协调网格货币的流通。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy11/61网格经济模型的特点•资源作为一种商品,其价格主要由该商品的供求状况所决定。•GRC和GRP都可以来提出进行资源分配交易。•GRP和GRC都致力于最大化他们自己的效用函数。•GRP提供资源时可以定义资源价格,价格有可能具有多个参数来反映资源的实际情况。•网格计算环境必须提供合适的底层,包括安全、信息、远程资源的透明存取和信息服务等使我们能够将GRP和GRC联系在一起。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy12/61常见模型•现有的用于网格资源交易管理的经济模型主要有:商品市场模型,牌价模型,议价模型,投标模型,拍卖模型,按比例分配资源模型,垄断模型等等。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy13/61商品市场模型•由GRP决定使用资源的价格,根据资源的使用量对网格资源消费者进行收费•资源价格的制定应该能够使资源的供求关系达到均衡。•根据定价策略分成两种：–价格不变：对供求变化不敏感–基于供求关系：当需求增加或者供给减少时,价格会增加直到市场达到新的供求均衡。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy14/61商品市场模型2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy15/61商品市场模型•优点：资源消费者可以清楚地看到所有在网格中的资源和使用价格信息,以便消费者根据自己的QoS需求来寻找合适的资源提供者。•缺点：由于价格是按照供求情况事先确定好的,也不考虑到资源的利用效率,不管最后的服务质量是否达到要求,使用价格是不会改变的,所以缺乏一定的灵活性。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy16/61牌价模型•牌价模型和商品价格模型很相似，区别是，为了吸引新的消费者去建立市场共享或鼓励使用者考虑使用更便宜的时间而发布专门的告示。在这种情况下，代理不直接和GSP协商价格，而是使用牌价，通常这些价格比一般情况下的价格都更便宜。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy17/61牌价模型2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy18/61招标模型•分布式环境中用于服务协商的最广泛的模型。•一般步骤：–l.消费者通告它的请求,同时从GSP中邀请竞标。–2.感兴趣的GSP评估这个请求，并提交竞标价。–3.代理对各个GSP的竞标价进行评价，接着和最合适的GSP签订协议。–4.代理和GSP进行私下的协商，并使用资源。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy19/61招标模型•优点是，如果被选择的GSP不能够提交一个令人满意的服务结果，它可以向别的GSP寻找服务。•招标模型允许不经过协商而直接签订合同。这种模型可以简化协议和提高某些服务的效率。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy20/61拍卖模型•在拍卖模型中,处理的是一个GRP对多个GRC的情况,其中主要有三类角色:资源提供者,资源消费者以及协调者。协调者是主持拍卖过程的角色,设定了一系列买方和卖方都认可的规则。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy21/61拍卖模型2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy22/61拍卖模型•拍卖模型–上升拍卖（英式拍卖）–下降拍卖（荷兰式拍卖）–第一价格密封拍卖–第二价格密封拍卖（Vickrey拍卖）–......2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy23/61拍卖模型•从某种程度上来说保护了网格资源提供者GRP,对于GRP来说比较有优势,也能让一些非常有能力的GRP贡献出更好的资源,让消费者使用。但使用此类模型可能导致竞价过高,超过网格资源代理GRB所能承受的范围。这个模型并不需要对全局价格信息有过多了解,比较容易实施。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy24/61Outline•OVERVIEW•网格经济学模型•定价、计费和付费机制•几个相关项目•博弈论2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy25/61定价、计费、付费•在网格经济环境中，资源拥有者和使用者都希望能获得最大的收益。当有许多的GSP提供相似的价格时，它们将需要一个竞争性的定价结构来吸引用户，高效率地使用资源和最大化收益。•被用户应用所消费的资源需要记账并被计费，所以应有不同的付费机制。•GSP使用GridBank等的系统，这些系统作为中间人协调服务计费的工作。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy26/61如何确定价格•一个简单的定价方案是采用固定价格模型•基于不同参数的定价方案包括如下几种:–统一定价模型–竞争性经济模型–使用时间–......2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy27/61结算和付费的服务事项•用户的应用有不同的资源需求，这依赖于其执行的计算和解决问题时使用的算法。如下的资源消费需要进行记账和付费.–CPU－使用时间和系统时间–内存–最大的常驻编排尺寸－页面大小–页错误–使用的存储器–消费的网络带宽–信号接收–获取的软件和库2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy28/61付费机制•一个基于计算经济的网格框架需要支持不同的付费机制，它们包括–预先付费–先使用后付费–基于承认的•使用像GridBank这样的中介机构2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy29/61Outline•INTRODUCTION•资源作为一种商品格经济学模型•定价、计费和付费机制•几个相关项目•博弈论2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy30/61ComputePowerMarket•CPM计算力市场是网格环境下基于市场机制的资源和作业调度系统，它特别是针对低端个人计算设备设计的。传送元计算环境到一个计算市场，通过闲置的资源租用计算力，存贮，和特殊服务在计算市场中解决问题。CPM主要由市场，资源消费者，资源提供者和它们的相互作用组成。它支持商品市场模型、合约模型、拍卖模型。2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy31/61GESA•GESA即网格经济学服务框架(GridEconomicServicesArchitecture),是GlobalGridForum(GGF)的一个工作组计划，目标是在GGF所提出的开放网格服务架构OGSA之上制定关于网格经济学服务架构的一些标准和规范。其包括了网格经济学服务接口(GridEconomicServicesInterface,GESI)、可交易网格服务(ChargeableGridServices,CGS)和网格银行服务(GridBankingServices,GBS)几个关键项目2007-4-26GridComputing9-2TheGridEconomy32/61G-Commerce•G-Commerce是美国田纳西大学的研究项目，使用市场经济学中的商品市场和拍卖模型在网格中进行动态资源分配。在G-Commerce中资源的价值是根据供需变化而变，对比了采用不同市