垄断云服务供应商考虑sla的最优定价与容量规划研究

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1、垄断云服务供应商考虑SLA的最优定价与容量规划研究OptimalPricingandCapacityPlanningStrategyforaMonopolisticCloudServiceProviderConsideringSLAConstraint学科专业：管理科学与工程研究生：顾晓蕙指导教师：陈富赞副教授天津大学管理与经济学部二零一五年十一月摘要云计算是一种广泛应用于现代IT产业的新型计算范式，它以虚拟化、分布式计算以及效用理论为基础，将IT资源封装成为商品化的云服务，从而实现用户对IT资源的按需使用、按用付费。此外，云服务供

2、应商与用户协商后制定服务级别协议（ServiceLevelAgreements，SLAs），保证云服务质量满足用户需求。云服务定价与容量规划是云服务运营管理中的重要问题。现有定价研究多从供应商角度考虑短期收益，用户仅作为价格的接受者，同时供应商决策过程中缺乏对SLA作用的研究。本文主要从长期角度研究SLA约束下云服务的动态定价策略及容量规划问题。本文将云服务提供商（CloudServiceProvider,CSP）与用户的价格协商过程建模成一个两层规划模型，垄断供应商作为上层领导者，下层顾客作为市场跟随者。上层决策提供给潜在顾客服务

3、能力并制定服务价格，以实现利润最优。下层用户根据效用自主地选择购买/不购买行为。由于模型中包含较为复杂的利润函数和分段用户效用函数，难以得到解析解，因此采用小生境遗传与爬山算法相结合的方法求该动态定价问题的数值解。本文分别讨论了在一维和二维用户需求下，供应商最优决策随资源利用率、违约率、设备分配效率、用户容忍系数等要素的变化情况。两维用户需求分别为服务时间和等待时间，实验结果从利润、价格、服务容量和供求关系角度进行研究，结合三种不同的云服务层次（即，IaaS,PaaS以及SaaS）分析了实验结果的管理学价值。研究表明，供应商决策需要

4、将云服务经济特征与资源优化机制相结合。恰当的决策会对云服务市场长期运营产生重要影响，在产业界中有一定的应用价值。关键词：云服务定价容量规划服务等级协议双层规划ABSTRACTCloudcomputingisarevolutionaryparadigmofthenextgenerationITindustry,whichevolveoutofestablishedtechnologies,suchasclustercomputing,gridcomputingandvirtualization.CloudservicesmakeITr

5、esourcesavailabletocustomersinapay-as-you-gomanner.Furthermore,service-levelagreements(SLAs)arenegotiationbetweentheprovidersandconsumers,whichprovideguaranteesforservicecapacityandexecutiontime.Decisiononpriceandcapacityofcloudserviceisanessentialissueincloudserviceop

6、erationmanagement.Extantpricingstrategiesalwaysconsidershort-termgainsfromtheperspectiveofproviders,andcustomersjustpassivelyaccepttheprice.Inaddition,cloudserviceprovidersdonottakefullaccountofSLAimpactonservicecapabilityplanningwithinadecision-makingprocess.Theoptima

7、lstrategyonlong-rundynamicpricingandcapacityplanningforcloudserviceunderSLAconstraintsisstudiedinthisthesis.Market-orientedpricingandresourcemanagementisnecessarytoregulatethesupplyanddemandofcloudservicetoachievemarketequilibrium.Asaconsequence,abi-levelprogrammingmod

8、elisbuilttorepresentaglobaloptimizationprocessofcloudservice,withthemonopolyproviderastheleaderandallcustomersasfollo