博弈论在网格资源分配中的应用

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1、2013年12月安康学院学报Dec．2013第25卷第6期JournalofAnkangUniversityV01．25No．6博弈论在网格资源分配中的应用汪超(安康学院信息与教育技术中心，陕西安康725000)摘要：网格环境下资源组织与管理是网格系统研究和应用中最具有挑战性的问题。本文将网格资源管理系统抽象为三层模型，并引入broker、ambassador和agent的概念，介绍了博弈论在招标／契约模型网格资源管理中的应用，分析了在招标／契约模型中的博弈过程。关键词：博弈论；网格资源管理；招标／契约模型中图分类号：TP393．01文献标识码：A文章编号：1674—0092(

2、2013)06—0036—031引言性表现在：资源的分布、异构、动态变化和自治网格是把分散在不同地理位置的计算机组织在性；应用请求的异构性等等。为了有效地支持各种一起构成一个虚拟的超级计算机，每一个计算机就应用，作为网格核心设备的资源管理系统除了必须是网格中的一个节点。网格的本质是对大规模、分满足容错和稳定性的要求以外，还必须符合的需求布的、异构的、动态的、多机构的资源进行组织和包括：具有适应性、可延伸性和可扩展性；允许具管理。因此，网格环境下资源组织与管理的理论与有不同管理策略的系统进行协同工作，同时保持各方法是网格系统研究和应用中最具有挑战性的问题自站点的自治性；能够对资源

3、进行联合分配；支持之一，也成为网格基础理论研究方面的热点和难服务质量(QoS)控制；考虑计算的经济性。点。2003年，Wolski和BrevikE31首先提出了在计3网格资源分配与管理模型算网格中建立基于市场经济的资源分配机制，自此3．1网格资源分配模型引发了基于市场经济模型的网格资源分配方法研究为了更好的描述和研究网格资源分配机制，将的热潮]。博弈论作为经济分析工具之一被引入到网格资源分配划分为三层。网格资源分配机制的研究中，对网格资源分配与管顶层：顶层资源管理主要负责将任务提交给网理的公平眭，资源分配的优化等具有极大的指导意格，既可以是集中式的，也可以是分布式的。义。基于此

4、，本文主要介绍了非合作博弈，半合作中间层：由多个联邦(federation)组成。每一博弈及合作博弈在网格资源分配中的应用。个联邦都包含一些具有某些共同特质的计算资源。2网格资源管理底层：分布在联邦内的具体的计算资源个体，网格资源是指所有能通过网格远程使用的实例如PCs，clusters及超级计算机。体，包括计算机的软件和硬件、网格中的设备和仪每当一个任务被提交给网格，顶层资源管理将器，以及人类资源等。网格资源管理的任务就是把会把任务交给特定的联邦，再由联邦进行二次分网格中分散的各种资源管理起来，使多个资源请求配，指派给具体的计算资源进行执行。者可以共享使用网格中的同一个资源，

5、资源请求者被抽象为上述三层模型后，网格不再被看成是可以根据业务需要同时或先后使用网格中的多个资计算资源的集合，而被看成是许多实体(联邦)的源，而不需要资源请求者付出额外的劳动资源。集合。每个实体(联邦)内部的计算资源都具有一网格资源管理是一个非常复杂的问题，其复杂些共同的性质(如相似的兴趣，利益，相近的地理收稿日期：2013-11—11作者简介：汪超，男，陕西安康人，安康学院信息与教育技术中心助理工程师，主要从事网络工程研究。36位置)，因此，可以遵守共同的管理规则。这样，4．1非合作博弈方法从整个网格角度上看，网格参与者被进一步抽象，在招标／契约模型中，可以将任务分配过程抽网

6、格组织得到简化，从而降低了网格资源分配问题象为非合作博弈过程。竞标开始时，联邦内的所有的复杂度。计算资源agent将出价报告给联邦的ambassador。3．2网格资源管理的招标／契约模型收到所有的报价后，ambassasor选择出价最高的a—经济学中的许多模型同样可以应用于网格资gent，并将任务交由其执行。假定agent-『的报价源管理，这些模型反映了资源消费者代理和资源(与其ETC成反比，也就是说『=[，z伽一1)]vj，其提供者代理的关系。招标／契约模型是在分布式中vj=I／ETC，n是联邦中agent的数目。非合作博环境中服务协商使用的最广泛的模型之一。在这弈过程的步

7、骤为：个模型中，网络资源消费者代理公布任务需求，Stepl：ambassador对工作队列(jobqueue)进而资源提供者进行投标。网络资源消费者代理选行de—queues操作，并宣布taski准备竞标。择最合适的投标，将作业提交相应的资源提供者。Setp2：每一个agent并行进行以下操作。并给予一定的报酬。在这个模型中，网络资源消Step2a：推导task的ETC；费者可以根据要执行的作业找到最合适的网络资Step2b：将taski放入其本地工作队列，观察源提供者。该任务是否可以在截止