37、云计算中多层应用资源分配与利润最大化策略

云计算中多层应用资源分配与利润最大化策略

在云计算环境下，多层应用的资源分配对于实现利润最大化至关重要。下面将详细介绍相关的系统模型、SLA 模型、资源管理问题以及利润最大化的解决方案。

1. 利润优化问题分析与算法概述

对利润优化问题的特性进行了分析，并提出了相应的优化算法。采用定点迭代程序来确定最优调度策略，同时通过解决网络流问题来确定不同服务器之间的请求转发策略。利用模拟环境评估了所提出解决方案的性能，与比例共享机制相比，在活动服务器数量固定的情况下，所提出的解决方案可实现 25%的能源减少。

2. 多层应用资源分配系统模型

现代互联网应用通常基于多层架构实现，每层为下一层提供特定服务，并使用上一层的服务。多层应用的资源分配问题比单层应用更为复杂，因为各层并非同质，某一层的性能瓶颈可能会降低整体利润，即使其他层的服务质量可接受。

2.1 云计算系统组成

云计算系统由多种异构服务器组成，这些服务器选自已知的服务器类型。服务器的特性由其处理能力（计算工作速率）、通信能力（可用带宽）、主内存容量以及运营成本（与平均功耗直接相关）来建模。假设本地或网络二级存储（硬盘）不是系统瓶颈，服务器的运营成本建模为固定功率成本加上与处理资源利用率线性相关的可变功率成本。通信资源的功率成本分摊到所有服务器和交换设备上，且与客户端工作负载相对独立，因此不纳入服务器功率成本方程。云计算系统有一个中央管理器，掌握客户端和服务器的信息。

每个客户端由唯一的 ID（索引 i 表示）标识，每个服务器也由唯一的 ID（索引 j 表示）标识。应用通常需要完成一组应用层，每层的请求会分布到部分可用服务器上。每个开启的服务器仅分