計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境下的經(jīng)濟(jì)模型探索

劉旭健

摘 要：網(wǎng)格計(jì)算能夠?qū)⒔?jīng)濟(jì)模型中的典型角色及其之間的交互抽象到網(wǎng)格環(huán)境中，為經(jīng)濟(jì)模型的研究與探索提供便利，有利于更好突出經(jīng)濟(jì)模型的特點(diǎn)。在對(duì)網(wǎng)格計(jì)算加以概述的基礎(chǔ)上，分析了網(wǎng)格計(jì)算在經(jīng)濟(jì)模型探索中的優(yōu)勢(shì)，并探討了在計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境下的不同經(jīng)濟(jì)模型，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域在經(jīng)濟(jì)模型的探索方面提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)格環(huán)境；計(jì)算機(jī)；經(jīng)濟(jì)模型

中圖分類號(hào)：F011 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2017）08-0168-02

一、關(guān)于計(jì)算機(jī)“網(wǎng)格”的概述

（一）內(nèi)涵

“網(wǎng)格”屬于信息學(xué)中的一個(gè)概念，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上有效地將地理上分布的各種資源進(jìn)行共享或者集成，使之構(gòu)成一個(gè)整體，并達(dá)到一定的任務(wù)目的。網(wǎng)格的應(yīng)用能夠?yàn)橛脩籼峁┤娴男畔①Y源與應(yīng)用服務(wù)，并在最大程度上實(shí)現(xiàn)信息資源的共享與傳遞[1]。

（二）特征

1.開放性。網(wǎng)格是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的，因此具備互聯(lián)網(wǎng)“開放性”的基本特征。計(jì)算機(jī)網(wǎng)格無論是在技術(shù)、系統(tǒng)還是在應(yīng)用方面，都能夠?qū)崿F(xiàn)開放性的信息資源共享與傳遞。

2.集中性。這一特征是網(wǎng)格最突出的特征。網(wǎng)格的建立就是基于對(duì)地理位置上不同資源集中到一起，并進(jìn)行集中控制與統(tǒng)一規(guī)劃。

3.平臺(tái)性。要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的基本功能就必須借助一定的基礎(chǔ)設(shè)施或者網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。用戶通過在互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)入到相應(yīng)的虛擬平臺(tái)中，就能夠有效在網(wǎng)格中獲取需要的信息，或者進(jìn)行信息的共享。

二、經(jīng)濟(jì)模型在網(wǎng)格環(huán)境中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境下，主要分為了資源使用者GRC（Grid Resource Consumer）與資源提供者GRP（Grid Resource Provider）這兩個(gè)主體。其中，資源使用者為了獲取自己在完成任務(wù)時(shí)所需要的資源而需要向資源支付一定的報(bào)酬，而資源提供者則是在網(wǎng)格環(huán)境中以轉(zhuǎn)讓資源而贏利。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看，這兩個(gè)主體之間的行為屬于商品交換的范疇。因此，要對(duì)網(wǎng)格資源進(jìn)行管理，可以借助經(jīng)濟(jì)模型的分析方法進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)格的應(yīng)用。

（一）能夠保障網(wǎng)格資源提供者的利益

在網(wǎng)格環(huán)境中，有效地鼓勵(lì)資源提供者將其空閑資源上傳并貢獻(xiàn)，不僅有利于大規(guī)模網(wǎng)格系統(tǒng)的建設(shè)，同時(shí)也能夠使資源提供者自身獲取應(yīng)有的報(bào)酬，實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

（二）能夠?yàn)榫W(wǎng)格資源的公平競(jìng)爭(zhēng)提供保障

在網(wǎng)格環(huán)境中，每一個(gè)用戶都可以自由上傳與分享網(wǎng)格資源，而資源使用者，通常需要借助相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境中，并且與他人共同競(jìng)爭(zhēng)自己所需要的資源。而通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)格中的經(jīng)濟(jì)行為與經(jīng)濟(jì)形式，可以為營(yíng)造公平競(jìng)爭(zhēng)的網(wǎng)格環(huán)境提供有效保障。

（三）有利于優(yōu)化網(wǎng)格資源的供需關(guān)系

通過經(jīng)濟(jì)模型的構(gòu)建，能夠?qū)F(xiàn)實(shí)市場(chǎng)中價(jià)值規(guī)律應(yīng)用到網(wǎng)格環(huán)境中。如果網(wǎng)格資源出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，那么就可以以提高價(jià)格的方式減少需求數(shù)量，同時(shí)也能夠讓促使資源提供者數(shù)量的增加。而當(dāng)網(wǎng)格資源出現(xiàn)供大于求的狀況時(shí)，就可以以降低價(jià)格的方式增加使用者數(shù)量，并減少資源的發(fā)布量，以達(dá)到優(yōu)化供需關(guān)系的目的。

（四）有利于形成經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制

在這一經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制下，通過報(bào)酬的高低判斷能夠讓資源提供者優(yōu)先解決緊迫的任務(wù)，并將優(yōu)先級(jí)別低的任務(wù)延后，這樣就能夠提供優(yōu)質(zhì)的QoS服務(wù)[2]。

（五）開放性的網(wǎng)格環(huán)境與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的開放性是一致的

能夠讓資源使用者依據(jù)自身的需要表達(dá)其訴求，并通過設(shè)置報(bào)酬的高低快速獲取有效的資源服務(wù)。而資源提供者也能夠依據(jù)自身的需要作出有效的決策，提供使用者所需要的資源，這就形成了一種合理的分配機(jī)制。

三、經(jīng)濟(jì)模型在計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境中的應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)學(xué)中包含了數(shù)量眾多的理論與原理，而在網(wǎng)格環(huán)境中要對(duì)網(wǎng)格資源進(jìn)行商品交換，則需要構(gòu)建如下幾種經(jīng)濟(jì)模型。

（一）商品市場(chǎng)模型

在這一經(jīng)濟(jì)模型中，由GRP制定網(wǎng)格資源的價(jià)格，同時(shí)依據(jù)GRC所交換的商品數(shù)量進(jìn)行收費(fèi)。一般說來，不同GRP的定價(jià)策略是不同的。資源的價(jià)格也可以依據(jù)GRP的需求或者供需關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，這些網(wǎng)格資源主要包括CPU、內(nèi)存、I/O、輔存、網(wǎng)絡(luò)等。資源使用者要獲取自己所需要的資源則可以依照下列的程序?qū)嵤┎僮鳌?/p>

1.GRC通過CA與GIS交互，查找符合要求的GRP。

2.CA（Consumer Agent，消費(fèi)者代理）根據(jù)效用函數(shù)和目標(biāo)，在符合要求的GRP中找出最合適的GRP。

3.CA與GRP的PA（Provider Agent，提供者代理）進(jìn)行交互，提交作業(yè)并獲得作業(yè)結(jié)果。

4.PA根據(jù)CA作業(yè)的執(zhí)行情況計(jì)算報(bào)酬，并由CA支付費(fèi)用。

（二）標(biāo)價(jià)模型

標(biāo)價(jià)的方式與現(xiàn)實(shí)商品市場(chǎng)中的標(biāo)價(jià)模型是類似的。在網(wǎng)格環(huán)境中，資源提供者也能夠利用降價(jià)或者廣告宣傳等策略吸引更多的資源使用者。其實(shí)施程序如下。

1.GRP通過PA向GIS（Grid Information Server，網(wǎng)格信息服務(wù)器）注冊(cè)優(yōu)惠信息以及享受優(yōu)惠的條件。

2.GRC通過CA向GIS查找滿足需要的優(yōu)惠信息與提供優(yōu)惠策略的GRP。

3.CA與GRP的PA交互，提交作業(yè)并獲得作業(yè)結(jié)果。

4.PA根據(jù)CA作業(yè)的執(zhí)行情況計(jì)算報(bào)酬，并由CA支付費(fèi)用。

（三）議價(jià)模型

上述兩種經(jīng)濟(jì)模型中的網(wǎng)格資源價(jià)格都是由GRP所制定的，而GRC只能夠被動(dòng)接受。而在議價(jià)模型中，CA為了獲取更多的優(yōu)惠與服務(wù)之間，能夠與PA之間進(jìn)行議價(jià)。無論是CA還是PA都有著一定目標(biāo)函數(shù)，只要雙方達(dá)成一致，就能夠進(jìn)行討價(jià)還價(jià)，其最終結(jié)果要么是達(dá)到一個(gè)雙方都能夠認(rèn)同的價(jià)格，要么就是議價(jià)失敗，其中一方退出。GRC一般會(huì)在眾多的網(wǎng)格資源中選擇價(jià)格較低的GRP作為提供服務(wù)的對(duì)象，因此GRC有了更多的選擇權(quán)利。但與此同時(shí)，在雙方議價(jià)的過程中可能會(huì)花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間或資源。

（四）招標(biāo)模型

招標(biāo)模型是在網(wǎng)格環(huán)境中最常見的一種經(jīng)濟(jì)模型。GRC可以根據(jù)自身的需求尋找最佳的GRP，并將任務(wù)提交給經(jīng)理人。而提供資源服務(wù)的為承包人，其合同制定的程序如下。

1.CA公布需求，邀請(qǐng)GRP投標(biāo)。

2.有意向的GRP對(duì)GRC的需求加以評(píng)估，如果確定自己能夠完成則可以以投標(biāo)的方式做出回應(yīng)。

3.CA評(píng)估標(biāo)書，選擇最合適的GRP。

4.CA與所選中的GRP的PA私下交互，并提交作業(yè)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境有著廣闊的發(fā)展前景，在未來的應(yīng)用范圍也會(huì)更加廣泛。使網(wǎng)格資源交易要遵守一定的經(jīng)濟(jì)規(guī)則，則需要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)格環(huán)境的管理。通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型對(duì)其中所涉及的經(jīng)濟(jì)行為進(jìn)行分析，為資源的提供者與使用者營(yíng)造一個(gè)良好的交互環(huán)境，促進(jìn)網(wǎng)格的更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉學(xué)彥，王振雷，王昕.基于相似度網(wǎng)格模型的在線經(jīng)濟(jì)性能分級(jí)評(píng)估方法[J].化工學(xué)報(bào)，2016，（11）：4724-4731.

[2] 李昂.基于計(jì)算經(jīng)濟(jì)模型的網(wǎng)格資源調(diào)度技術(shù)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2011.

[責(zé)任編輯 興 華]