【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)和信息技術的飛速發(fā)展使我們進入了“信息經(jīng)濟”時代�；ヂ�(lián)網(wǎng)的用戶的規(guī)模不斷增大,互聯(lián)網(wǎng)服務對于網(wǎng)絡帶寬與傳輸速度的需求不斷增加。此外,互聯(lián)網(wǎng)應用以及用戶的多樣性也在不斷提升。在這樣的時代背景下,互聯(lián)網(wǎng)服務提供商同時面臨著合理分配網(wǎng)絡帶寬資源,調節(jié)負載均衡,以及提高自身利潤等問題與挑戰(zhàn)。從更廣義的視角來看,許多大型系統(tǒng)也具有網(wǎng)絡特性,例如在線電子市場、數(shù)據(jù)中心、智能電網(wǎng),等等,這些大型系統(tǒng)同樣面對著負載均衡、利潤優(yōu)化、資源配置效率優(yōu)化、資源需求與供給匹配等重大挑戰(zhàn)。鑒于這些大型系統(tǒng)的規(guī)模,傳統(tǒng)基于協(xié)議與規(guī)則的手段實現(xiàn)復雜度高,同時在環(huán)境的變化面前缺乏靈活性。因此,市場機制逐漸成為大型系統(tǒng)管理與優(yōu)化的重要范式。市場機制通過價格手段對大型系統(tǒng)中用戶的行為進行調控,從而實現(xiàn)均衡負載,提高資源配置效率等目標。與傳統(tǒng)的方法相比,基于市場的機制實現(xiàn)成本低,能靈活適應變化,同時將用戶的利益與全局系統(tǒng)優(yōu)化的目標在一定程度上統(tǒng)一起來。在基于市場機制的大型系統(tǒng)管理方法中,差異化定價是非常重要的價格手段,它通過充分發(fā)掘用戶特征的差異性,針對不同的用戶目標群體設置服務或資源的價格,從而更有效地實現(xiàn)負載均衡、利潤優(yōu)化、資源高效配置等全局目標。本文研究差異化定價在互聯(lián)網(wǎng)服務和資源配置管理中的應用,具體包含兩個方面:互聯(lián)網(wǎng)服務中通過差異化定價最大化服務提供商的利潤;以及具有網(wǎng)絡特性的市場中對可分資源(如計算資源、電力資源等)的高效配置與管理。本文對互聯(lián)網(wǎng)服務定價的研究工作是首個對網(wǎng)絡的負載特性進行建模,并以解析的方式給出最優(yōu)服務差異化定價策略的研究工作。本文第二章對互聯(lián)網(wǎng)服務中網(wǎng)絡負載特性進行建模,并運用微觀經(jīng)濟學中的對偶變換建立了求解模型的最優(yōu)控制框架,從而對服務提供商的最優(yōu)定價策略進行求解與分析。通過分析最優(yōu)策略的結構,本文指出當服務提供商的帶寬資源以及市場中用戶的特性發(fā)生變化時,服務提供商應怎樣相應地調整定價策略。此外,本文給出了服務差異化定價能顯著提升利潤的條件,并研究服務差異化定價對社會福利的影響。本文的研究可以幫助服務提供商設計有效的定價策略以提高利潤,并指導監(jiān)管部門制定政策以保護社會福利。本文關于可分資源配置管理的研究工作提出了能統(tǒng)一地處理資源分配與供給的逐次拍賣機制。具體地,本文第三章研究由市場中間平臺,一組需求資源的用戶主體,以及一組供給資源的用戶主體所構成的可分資源市場。我們向需求函數(shù)/供給函數(shù)拍賣機制中引入了可變參數(shù)的差異化定價方案,并設計了高效的市場運作機制與算法,從而有效地在用戶主體具有隱藏信息和自私行為的情況下使市場達到社會福利最大化的納什均衡狀態(tài)。此外,本文第四章研究了可以調節(jié)預算分配的資源供給機制,這一機制按用戶競價等比例分配預算,在與需求側市場機制相結合的情況下可以實現(xiàn)市場中間平臺的預算均衡,同時也適用于用戶對收入有約束條件的情形。我們相信,本文中的理論模型和研究方法不僅可以運用于論文中具體的研究場景,對其余具有網(wǎng)絡特性的大型系統(tǒng)中如何運用價格手段進行負載均衡、利潤優(yōu)化、資源高效配置也有一定的借鑒意義。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.09
【圖文】：

反饋可以由算法來實時計算而得到。逡逑我們下面介紹機制設計和經(jīng)濟學建模的一些基本知識。特別地，我們以如逡逑圖１．２？所示的云計算資源分配機制為例介紹機制設計的各要素。與實際中云服務逡逑商部署的資源分配機制相比，圖１．２中的機制缺少用戶預算、計算資源生命周期、逡逑計費模式等要素，但這一簡化的機制有助于讀者快速理解機制設計的要點。逡逑￥圖１．２由［８］中的圖１稍作修改得到。逡逑５逡逑

斂性質的分布式競價算法來幫助用戶主體達到納什均衡。逡逑１＿８本文組織結構逡逑如圖１．３所示，本文組織結構如下。第一章中我們介紹了相應的背景知識。在逡逑第二章中，我們研究互聯(lián)網(wǎng)服務提供商在帶寬資源有限的前提下，應如何實行服逡逑務差異化定價從而最大化利潤。在第三章中，我們提出了可分資源市場中的雙邊逡逑拍賣機制，通過差異化定價實現(xiàn)資源的高效分配和供給。在第四章中，我們提出逡逑了能實現(xiàn)預算平衡的資源供給機制。為方便讀者的閱讀，我們在撰寫各章時加入逡逑了足夠的背景知識鋪墊以保證內容的完備性，讀者可以將每一章作為獨立的工逡逑作來閱讀。在第五章中，我們對本文的研宄成果進行總結，并討論了本文的不足逡逑之處以及未來的工作方向。逡逑１１逡逑

數(shù)５１？的影響。在本小節(jié)中，若無特殊說明，我們在作圖時均假設用戶估值為逡逑隊１］區(qū)間上的均勻分布；／丨０，１］，以排除用戶群體帶來的影響。逡逑首先，我們研宄前一個問題。圖２．１描繪了不同帶寬上限下，最優(yōu)服務逡逑差異化定價策略（左圖）和相應的用戶選擇（右圖）。圖中每一條曲線對應于一逡逑個Ｃｍ值，而＇表示該帶寬上限下面，服務提供商的最大利潤。左圖中，最優(yōu)逡逑策略下全體擁塞集合即為曲線的定義域，即橫軸ｇ的范圍，而曲線本身繪制的逡逑是相應的定價映射。右圖中，我們只畫出了使用網(wǎng)絡服務的用戶，即本例中的逡逑０邋ｅ丨０．５，１］這部分用戶。我們觀察到，當服務提供商的帶寬上限Ｃｍ增大時，丨）逡逑服務提供商的定價曲線和用戶選擇曲線均整體向下移動；２）只有估值大于０．５逡逑的用戶選擇網(wǎng)絡服務；３）當網(wǎng)絡帶寬充裕時，估值最高的小部分用戶均選擇擁逡逑塞為０的服務類，出現(xiàn)聚集現(xiàn)象；４）服務提供商的最大利潤上升。第二項觀察逡逑３１逡逑

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本文編號：2782751