Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)

Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mô Hình Cấp Phát Tài Nguyên Trong Điện Toán Đám Mây Dựa Trên Lý Thuyết Trò Chơi (LV thạc sĩ)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

NGUYỄN THỊ NGUYỆT QUẾ

NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

DỰA TRÊN LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TP.HCM, ngày 30 tháng 5 năm 2017

Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Thị Nguyệt Quế

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sĩ, ngoài những cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của quý thầy cô, cùng với sự động viên khích lệ và ủng hộ của đồng nghiệp, bạn bè và gia đình Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới:

Ban giám hiệu và tất cả các thầy cô giáo của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã giảng dạy và dìu dắt em trong trong suốt quá trình học tập tại trường

Xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS Trần Công Hùng, người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, chia sẻ kiến thức, tài liệu, tạo mọi điều kiện thuận lợi và định hướng cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Bên cạnh đó, em cũng đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ tận tình từ TS Tân Hạnh, TS.Vũ Ngọc Phàn, TS.Bùi Xuân Lộc, ThS.Bùi Thanh Khiết và các đồng nghiệp tại Đài truyền hình TP.HCM Xin gửi lời tri ân đến tất cả các thầy và các anh chị

Tuy nhiên, do thời gian hạn hẹp, mặc dù đã nỗ lực hết sức mình, nhưng chắc rằng luận văn khó tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 30 tháng 5 năm 2017

Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Thị Nguyệt Quế

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH SÁCH BẢNG v

DANH SÁCH HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 3

1.1 Tổng quan về điện toán đám mây 3

1.1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.2 Các dịch vụ điện toán đám mây 4

1.2 Lý thuyết trò chơi 7

1.2.1 Ý tưởng của lý thuyết trò chơi 7

1.2.2 Định nghĩa các khái niệm 9

1.2.3 Phân loại các trò chơi 10

1.3 Ảo hóa 12

1.4 Bài toán tối ưu tổ hợp với metaheuristic 15

1.5 Giải thuật mô phỏng luyện kim 16

1.5.1 Giới thiệu chung 16

1.5.2 Nội dung giải thuật 18

Chương 2: CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN VÀ MÔ HÌNH CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN 21

2.1 Các công trình liên quan 21

2.2 Mô hình cấp phát tài nguyên 22

Chương 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CÔNG BẰNG VÀ HIỆU QUẢ DỰA TRÊN LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI 25

3.1 Cấp phát tài nguyên dựa trên lý thuyết trò chơi 25

3.1.1 Xây dựng mô hình toán học 25

3.1.2 Ứng dụng thuật toán luyện kim 29

Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 32

4.1 Môi trường giả lập 32

4.2 Kết quả thực nghiệm 32

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 37

1 Đánh giá kết quả thực nghiệm 37

2 Những vấn đề còn tồn tại 37

3 Hướng phát triển 37

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 40

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

SA Simulated Annealing Giải thuật luyện kim IaaS Infrastruture as a Service Dịch vụ hạ tầng

SaaS Software as a Service Dịch vụ phần mềm

PaaS Platform as a Service Dịch vụ nền tảng

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 4.2 Kết quả thu đƣợc khi chạy thuật toán từ 10 đến 150 máy

ảo

33

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.2 Các loại dịch vụ của điện toán đám mây 4

Hình 1.9 Quá trình thực hiện thuật giải luyện kim 20

Hình 4.1 Biểu diễn tài nguyên hiện có của các máy chủ đƣợc chỉ định

thực thi quyết định cấp phát tài nguyên 33 Hình 4.2 Biểu diễn yêu cầu tài nguyên của các máy ảo 34 Hình 4.3 Kết quả cấp phát CPU theo yêu cầu của các máy ảo 34 Hình 4.4 Kết quả cấp phát RAM theo yêu cầu của các máy ảo 35 Hình 4.5 Kết quả cấp phát DISK theo yêu cầu của các máy ảo 35 Hình 4.6 Mức độ biến động công bằng và mức độ chia sẽ ƣu thế 36

MỞ ĐẦU

Giả sử bạn là giám đốc điều hành của một công ty lớn, trong số rất nhiều công việc bạn phải đảm đương có việc đảm bảo rằng toàn bộ nhân viên của bạn được trang bị đủ thiết bị, cả phần cứng lẫn phần mềm để thực hiện công việc của

họ Bạn không chỉ cần mua cho mỗi người một chiếc máy tính mà còn phải mua

cả bản quyền phần mềm cùng toàn bộ các công cụ cần thiết khác Hơn nữa, mỗi khi thuê thêm người mới, bạn lại còn phải mua thêm phần mềm (nếu bản quyền phần mềm bạn đang dùng không cho phép thêm 1 người dùng nữa) Chưa hết, nếu công

ty của bạn có quy mô ngày càng mở rộng, bạn sẽ phải đối mặt với nhu cầu rất cao

về không gian lưu trữ Đòi hỏi công việc căng thẳng quá mức khiến bạn không thể ngon giấc hằng đêm Nhưng đừng lo, đã có giải pháp cho bạn Thay vì phải đi đến từng máy tính để cài từng bộ phần mềm, bạn chỉ cần tải một ứng dụng duy nhất Ứng dụng này sẽ cho phép nhân viên đăng nhập vào một dịch vụ web có chứa toàn

bộ những chương mình mà người đó cần cho công việc của mình Vì nó được kết nối đến một công ty khác có thể ở cách đó hàng nghìn dặm đang có mọi thứ, từ ứng dụng mail tới chương trình xử lý văn bản, có không gian lưu trữ khổng lồ và phần

mềm phân tích dữ liệu… Đây chính là công nghệ đám mây, một thứ có thể thay

đổi hoàn toàn ngành công nghiệp máy tính Rất có thể chính bạn cũng đã sử dụng một dạng thức nào đó của công nghệ đám mây Nếu bạn đang sở hữu một tài khoản email trên một dịch vụ mail trực tuyến như Hotmail, Yahoo! Mail hay Gmail thì bạn đã có kinh nghiệm trong việc làm việc với “đám mây” Tức là thay vì phải chạy ứng dụng mail trên máy tính, bạn chỉ cần đăng nhập vào tài khoản email từ xa Phần mềm mail và toàn bộ dữ liệu thư từ đều không được lưu lại trên PC của bạn – nó nằm trong “đám mây” của nhà cung cấp dịch vụ

Điện toán đám mây còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là việc ảo hóa các tài nguyên tính toán và các ứng dụng Thay vì người dùng sử dụng một hoặc nhiều máy chủ thật thì nay người dùng sẽ sử dụng các tài nguyên ảo hóa thông qua môi trường internet ở mô hình dịch vụ hạ tầng (Infrastruture as a Server – IaaS).[1] Ở

mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được

cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người dùng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó Tuy nhiên, việc quản lý, sử dụng tài nguyên trên điện toán đám mây là một thách thức lớn cho nhà cung cấp dịch vụ cũng như người sử dụng dịch vụ đầu cuối Trong môi trường Điện toán đám mây đa số tài nguyên vật

lý không đồng nhất với nhau cũng như có các yêu cầu từ người dùng không đồng nhất đối với các loại tài nguyên.[2] Điều đó gây khó khăn cho quá trình cấp phát tài nguyên nhất là trong giai đoạn khan hiếm tài nguyên Trong nghiên cứu này, chúng tôi xây dựng mô hình cấp phát tài nguyên dựa trên lý thuyết trò chơi để đảm bảo sự công bằng giữa các máy chủ vật lý cũng như đảm bảo sử dụng hiệu quả tài nguyên Giải pháp cấp phát tài nguyên công bằng được tìm dựa trên giải thuật luyện kim (Simulated Annealing - SA)

 Mục tiêu của đề tài

Vấn đề đặt ra là làm thế nào để tối ưu hóa việc cấp phát tài nguyên trên điện toán đám mây?

Từ đó đặt mục tiêu của đề tài là đề xuất một mô hình cấp phát tài nguyên dựa trên lý thuyết trò chơi để đảm bảo sự công bằng giữa các máy chủ vật lý cũng như đảm bảo sử dụng hiệu quả tài nguyên

 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

 Lý thuyết về điện toán đám mây

 Cơ chế lưu trữ và quản lý máy ảo

 Lý thuyết trò chơi và thuật toán luyện kim

 Phạm vi nghiên cứu:

Xây dựng mô hình trò chơi hợp tác giữa các máy vật lý với thông tin hoàn hảo sử dụng công cụ NetBeans IDE để mô phỏng thuật toán luyện kim vào mô hình

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Tổng quan về điện toán đám mây

1.1.1 Giới thiệu chung

Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một mô hình điện toán sử dụng công nghệ máy tính và phát triển dựa vào Internet Thuật ngữ “đám mây” là một cách nói ẩn dụ nhằm để chỉ mạng Internet mà ở đó cung cấp môi trường tính toán là nơi cung cấp tất cả phần mềm, dữ liệu, tài nguyên được cung cấp cho máy tính và các thiết bị khác theo yêu cầu Một khái niệm đơn giản về điện toán đám mây là các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên internet thay vì các máy tính gia đình, văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng khi họ cần

Mô hình điện toán đám mây gồm có một mặt trước (front end) và một mặt sau (back end) Hai thành phần này được kết nối thông qua một mạng, trong đa số trường hợp là Internet Phần mặt trước là phương tiện chuyên chở qua đó người dùng tương tác với hệ thống; phần mặt sau chính là đám mây Phần mặt trước gồm có một máy tính khách hoặc mạng máy tính của doanh nghiệp và các ứng dụng được sử dụng để truy cập vào đám mây Phần mặt sau cung cấp các ứng dụng, các máy tính, các máy chủ và lưu trữ dữ liệu để tạo ra đám mây của các dịch vụ.[3]

Hình 1.1: Mô hình điện toán đám mây (Nguồn: http://skansiotech.com)

1.1.2 Các dịch vụ điện toán đám mây

Có rất nhiều loại dịch vụ của điện toán đám mây Tuy nhiên các dịch vụ cơ bản của nó bao gồm : Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS), dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS), dịch vụ phần mềm (Software as

a Service – SaaS), dịch vụ phần cứng (Hardware as a Service) (Hình 1.2).[4]

Hình 1.2: Các loại dịch vụ của điện toán đám mây

(Nguồn: http://rhodium.vn)

 Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS)

Mô hình dịch vụ (hình 1.3) cho phép nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng các phần mềm dạng dịch vụ hoàn chỉnh Dịch vụ phần mềm hoạt động theo nền tảng muti-tenant Khách hàng có thể lựa chọn phần mềm hoặc dịch

vụ phù hợp với nhu cầu Phần mềm hoặc dịch vụ đó chạy trên nền tảng điện toán đám mây

Mô hình này giải phóng người dùng khỏi việc quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, hệ điều hành… tất cả sẽ do nhà cung cấp dịch vụ quản lý và kiểm soát để đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng và hoạt động ổn định Hiện nay, SaaS phát triển mạnh nhất ở các mảng ứng dụng doanh nghiệp như: CRM, HRM, ERP, Accouting, Collaboration,…

Hình 1.3: Mô hình dịch vụ phần mềm

 Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS)

PaaS (Platform as a Service) (hình 1.4) hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng, cung cấp một ứng dụng và dịch vụ web sẵn sàng trên internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối

PaaS là mô hình dịch vụ dựa trên nền tảng IaaS (Server, Storage, Network, Security,…) với sự bổ sung các thành phần OS, Middleware để tạo môi trường tính toán giúp bạn dễ dàng phát triển và triển khai các ứng dụng Với PaaS, các nhà phát triển phần mềm hay bộ phận CNTT của các doanh nghiệp có thể nhanh chóng thiết lập môi trường lập trình, chạy thử ứng dụng Nhờ đó có thể tập trung cải tiến chức năng của ứng dụng thay vì bận tâm đến hạ tầng phức tạp bên dưới Một số nền tảng PaaS nổi tiếng có thể kể đến như Google App Engine, Microsoft Azure, Salesforce Force.com…

Hình 1.4: Mô hình dịch vụ nền tảng

 Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS )

IaaS (Hình 1.5) là dịch vụ trung tâm, cung cấp khả năng truy xuất tài nguyên từ xa IaaS bao gồm một tập hợp các tài nguyên vật lí như các máy chủ, các thiết bị mạng và các ổ lưu trữ Chúng được đưa ra như là các dịch vụ để cung cấp cho người tiêu dùng Các dịch vụ ở đây hỗ trợ cơ sở hạ tầng ứng dụng - bất kể

cơ sở hạ tầng đó đang được cung cấp qua một đám mây hay không Cũng như với các dịch vụ nền tảng, sự ảo hóa là một phương pháp thường được sử dụng để tạo

ra chế độ phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu Ví dụ về các dịch vụ IaaS như IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun Parascale Cloud Storage…

Hình 1.5: Mô hình dịch vụ cơ sở hạ tầng

Chính vì vậy trong bài luận văn này tôi tập trung nghiên cứu mô hình quản

lý tài nguyên tập trung cho điện toán đám mây ở tầng dịch vụ hạ tầng Iaas bao gồm các thành phần: quản lý máy vật lý, quản lý ảo hóa tập trung

1.2 Lý thuyết trò chơi

1.2.1 Ý tưởng của lý thuyết trò chơi

Lý thuyết trò chơi là một kỹ thuật được sử dụng để phân tích các vấn đề chiến lược trong những môi trường đa dạng Chính vì vậy, cách tiếp cận phổ biến của lý thuyết trò chơi đó là sẽ nghiên cứu và suy luận trong bài toán đặt ra để trả lời được các câu hỏi: trò chơi gì? Đối tượng nào tham gia vào trò chơi? Trò chơi

có thể được ứng dụng ra sao và trong tình huống nào?

Văn bản quan trọng đầu tiên về lý thuyết trò chơi là tác phẩm “Theory of Games and Economic Behaviour” (Lý thuyết trò chơi và hành vi kinh tế) của hai nhà toán học John Von Neumann và Oskar Morgenstern được xuất bản năm

1944 Lý thuyết trò chơi đã phát triển đáng kể từ khi sách của Von Neumann và Morgenstern được xuất bản và phạm vi ứng dụng của nó được mở rộng vượt ra ngoài ranh giới của toán học Thành quả này phần lớn là do sự đóng góp của John Nash vào thập niên 1950 Tuy nhiên, phải đến thập niên 1970 thì lý thuyết trò chơi, với vai trò như một phương pháp phân tích các tình huống chiến lược, mới bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó kinh tế học, chính trị học, quan hệ quốc tế, kinh doanh và sinh học Nhiều công trình nghiên cứu quan trọng đã đẩy nhanh đến bước đột phá này, tuy nhiên, cuốn “The Strategy of Conflict (1960 – Chiến lược xung đột) của Thomas Scheling vẫn là tác phẩm nổi bật xét theo quan điểm khoa học xã hội

Hutton(1996) mô tả lý thuyết trò chơi như là “một khuôn khổ trí tuệ cho việc khảo sát những gì mà các bên liên quan đến một quyết định nên tiến hành xét theo mức sở hữu thông tin không đầy đủ và những mục tiêu khác nhau của họ” Định nghĩa này mô tả lý thuyết trò chơi được sử dụng để làm gì hơn là cho biết bản thân nó là cái gì Nó cũng hoàn toàn tiêu biểu cho những nét đặc biệt của một

tình huống vốn khiến cho tình huống đó có thể phân tích được bằng lý thuyết trò chơi Những đặc điểm này là: những hành động của các bên liên quan tác động lẫn nhau nhưng chính xác điều này có thể thực sự xảy ra như thế nào thì không biết được Vì thế, sự tương thuộc và vấn đề thông tin là các khía cạnh then chốt của định nghĩa lý thuyết trò chơi

Lý thuyết trò chơi là một kỹ thuật được dùng để phân tích các tình huống dành cho hai hoặc nhiều cá nhân mà kết cục của một hành động được một trong

số họ thực hiện không chỉ phụ thuộc và hành động cụ thể của chính cá nhân đó

mà còn phụ thuộc vào hành động của (những) cá nhân còn lại trong trò chơi Trong những trường hợp này, các kế hoạch hoặc chiến lược của những cá nhân liên quan sẽ phụ thuộc vào các dự kiến về những gì mà người khác đang làm Do

đó, những cá nhân trong tình huống này không ra quyết định một cách biệt lập,

mà việc ra quyết định của họ có quan hệ phụ thuộc lẫn nhau Điều này được gọi là

sự tương thuộc chiến lược và những tình huống như thế thường được gọi là trò chơi chiến lược, hoặc đơn giản là trò chơi, và những người tham gia trong các trò chơi như thế được gọi là những người chơi Trong các trò chơi chiến lược, hành động của một cá nhân hoặc một nhóm tác động lên những người chơi khác và quan trọng hơn các cá nhân ấy nhận thức được điều này

Bởi vì những người chơi trong một trò chơi biết rõ rằng kết cục của những hành động của họ bị tác động bởi người chơi khác và ảnh hưởng lên người khác, nên họ cần phải tính đến những hành động khác nhau có thể có của những người chơi khác khi chính họ ra quyết định Tuy nhiên, khi các cá nhân có thông tin hạn chế về những hành động dự tính (chiến lược) của những cá nhân khác, họ phải phỏng đoán về những gì họ nghĩ rằng những người kia sẽ làm Quá trình suy nghĩ kiểu này cấu thành tư duy chiến lược và khi chúng ta dùng đến loại tư duy này, lý thuyết trò chơi có thể giúp chúng ta hiểu được những gì đang xảy ra và dự báo về những kết cục có khả năng xảy ra

Kết cục về lý thuyết của trò chơi được biểu diễn dưới dạng những tổ hợp chiến lược có nhiều khả năng đạt được mục tiêu của các người chơi nhất căn cứ vào thông tin sẵn có cho họ Các lý thuyết gia trò chơi tập trung vào các tổ hợp chiến lược được gọi là các chiến lược cân bằng (equilibrium strategy) của người chơi Nếu người chơi chọn các chiến lược cân bằng của họ, họ đang hành động tốt nhất có thể căn cứ vào các chọn lựa của những người chơi khác Trong những tình huống này, không có bất kỳ người chơi nào có động cơ thay đổi kế hoạch hành động của mình Sự cân bằng của một trò chơi diễn tả những chiến lược mà các người chơi duy lý được tiên đoán là sẽ chọn khi họ tương tác với nhau Việc tiên đoán các chiến lược mà các người chơi trong một trò chơi có khả năng lựa chọn hàm ý rằng chúng ta cũng đang tiên đoán thu hoạch của họ

Các trò chơi thường được đặt trưng bởi cách thức hoặc trình tự các người chơi ra quyết định Loại trò chơi mà các người chơi bước đi cùng một lúc hoặc các bước đi của họ được che giấu được gọi là trò chơi đồng thời hoặc trò chơi tĩnh Loại trò chơi mà người chơi bước đi theo một trật tự định trước được gọi là trò chơi tuần tự hoặc trò chơi động.[5]

1.2.2 Định nghĩa các khái niệm

 Trò chơi chiến lược (strategic game): Một tình huống hay kịch bản trong

đó đối với hai hoặc nhiều cá nhân việc lựa chọn hành động hoặc hành vi của họ

có tác động tới (những) người còn lại

 Sự tương thuộc chiến lược (strategic interdependence): những quyết định

của các cá nhân, những lựa chọn hành động của họ, tác động lẫn nhau và vì thế việc ra quyết định của họ có quan hệ phụ thuộc lẫn nhau

 Người chơi (player): Người tham gia vào một trò chơi chiến lược

 Chiến lược (strategy): Kế hoạch hành động của người chơi

 Thu hoạch (pay –off): Đo lường hiệu quả hành động của người chơi trong

một kết cục có thể có nào đó Thu hoạch được đo lường bằng phần thưởng vật chất như tiền bạc hoặc mức lợi ích mà người chơi nhận được từ một kết cục nhất định của trò chơi

 Lợi ích (utility): Mang tính chủ quan về sự thỏa mãn của một người chơi

hoặc giá trị họ nhận được từ một kết cục cụ thể của trò chơi

 Chiến lược cân bằng (equilibrium strategy): Một chiến lược “tốt nhất”

cho một người chơi khi nó mang lại cho người chơi thu hoạch cao nhất căn cứ vào lựa chọn của tất cả những người chơi khác

 Cân bằng trong một trò chơi: một tổ hợp các chiến lược của người chơi

mà ở đó chúng đáp ứng tốt nhất lẫn nhau

 Chơi duy lý (rational play): người chơi chọn chiến lược với mục tiêu tối

đa hóa thu hoạch của họ

 Cân bằng Nash: Điểm cân bằng Nash của trò chơi là chiến lược (mỗi

người có một chiến lược) mà ở đó không một người chơi nào có thể tăng lợi nhuận khi những người chơi khác đã cố định chiến lược Hay có thể hiểu cân bằng Nash: là tập hợp các chiến lược sao cho không người chơi nào có động cơ đơn phương thay đổi hành động của họ Trong thế cân bằng này, nếu một người chơi thay đổi chiến lược, người này sẽ nhận được kết cục thấp hơn

 Hiệu quả Pareto: Trong trò chơi hai người, một kết cục được coi là có

hiệu quả Pareto nếu ta không thể cải thiện thu hoạch của một người chơi mà không làm giảm đi thu hoạch của người chơi khác

1.2.3 Phân loại các trò chơi

 Vấn đề thông tin

Các chiến lược cân bằng của người chơi sẽ phụ thuộc vào các loại thông tin mà họ có về nhau Trong một số trò chơi các người chơi sẽ được cung cấp thông tin rất rõ về nhau nhưng điều này không hẳn xảy ra trong mọi trò chơi Cấu trúc thông tin của một trò chơi có thể được hiểu bằng nhiều cách Nếu thông tin là hoàn hảo thì mỗi người chơi biết họ ở đâu trong trò chơi và họ đang chơi với ai Nếu thông tin là không đầy đủ thì sẽ có người chơi sẽ đi theo hướng ngẫu nhiên

mà người chơi còn lại sẽ không thể theo dõi rõ ràng được và thông tin được gọi là thông tin bất đối xứng Khi thông tin là bất đối xứng thì không phải tất cả các người chơi đều có thông tin như nhau Thay vào đó một vài người chơi có thông

tin riêng

 Trò chơi đồng thời

Trong những loại trò chơi này các người chơi thực hiện bước đi cùng một lúc hoặc, gần như thế, các bước đi của họ là không bị những người chơi khác nhìn thấy Trong cả hai trường hợp các người chơi cần vạch rõ các chiến lược của mình trên cơ sở những gì mà những người chơi khác sẽ làm Ví dụ trong trò chơi trốn tìm A và B A lựa chọn giữa chiến lược: trốn trong nhà hoặc trốn ngoài vườn

B chọn tìm A trong nhà hoặc ngoài vườn B chỉ có 10 phút để tìm A Nếu chọn đúng khu vực A đang trốn B sẽ tìm ra A trong khoảng thời gian đã quy định thì A được thưởng 50 ngàn ngược lại thì B được thưởng 50 ngàn Trong trò chơi này các lợi ích của người chơi là hoàn toàn đối kháng; nếu một người chơi thắng thì người chơi còn lại thực sự thua Những trò chơi thế này là những trò chơi xung đột thuần túy Thông thường những thu hoạch của các người chơi trong những trò chơi xung đột thuần túy cộng thành một tổng hằng số Khi họ chơi thì trò chơi đó

là trò chơi hằng số Nếu tổng hằng số đó là zero thì trò chơi đó trò chơi tổng không Hầu hết trò chơi không phải là trò chơi xung đột thuần túy Thường có một vài cơ hội cho lợi ích chung nhờ sự hợp tác hay đảm bảo Trong những trò chơi như vậy thường sẽ có các kết cục cùng có lợi hay gây hại lẫn nhau vì các mục tiêu chung

 Trò chơi động hay các bước đi tuần tự

Trong trò chơi tuần tự, các người chơi thực hiện các bước đi theo một trật

tự nào đó Điều này có nghĩa là một người chơi đi bước trước và người chơi hoặc những người chơi còn lại lại thấy bước đi của người chơi đầu tiên và đáp trả nó

Ví dụ như hai công ty A và B chọn lựa giữa việc phát động chiến dịch quảng cáo hoặc không A có bước đi trước nhưng sự thành công của chiến dịch của A phụ thuộc vào những gì B làm Bất kể A chọn thế nào thì B đều thấy bước

đi của A và có thể đáp trả Nếu B đáp ứng một cách quyết liệt với bước đi của A, bất kể đó là gì, bằng cách phát động chiến dịch quảng cáo của nó thì lợi nhuận

(thu hoạch) của A sẽ thấp hơn so với trường hợp B không phát động chiến dịch Nhưng lợi nhuận của B cũng sẽ thấp hơn do hành động của nó đã đưa hai công ty vào cuộc chiến quảng cáo nhiều tốn kém Tuy nhiên nếu A không phát động chiến dịch thì B sẽ được hưởng lợi nhiều nhất bằng cách phát động chiến dịch của mình Điều này có nghĩa rằng trật tự các bước đi là quan trọng và việc phân tích loại trò chơi này cần phải quan tâm đến nó

 Trò chơi hợp tác và không hợp tác

Một trò chơi có tính hợp tác hay không là một vấn đề kỹ thuật Về bản chất, một trò chơi là hợp tác nếu các người chơi được phép giao tiếp và mọi thỏa thuận họ đạt được về cách chơi trò chơi như được xác định bằng các lựa chọn chiến lược của họ đều có hiệu lực thực thi Nhưng khả năng lựa chọn hợp tác không làm nên trò chơi hợp tác theo nghĩa kỹ thuật của thuật ngữ này vì một chọn lựa như thế không phải là điều bắt buộc Khả năng bị buộc phải thực thi thỏa thuận khiến cho việc phân tích những trò chơi hợp tác rất khác với trò chơi không hợp tác Do các thỏa thuận có thể được thực thi nên các người chơi có động cơ để đạt tới những kết cục có lợi cho cả đôi bên Điều này dẫn đến lý thuyết trò chơi hợp tác tập trung vào những chiến lược vốn có được thực thi vì lợi ích chung của các người chơi Chính vì vậy tôi xây dựng mô hình trò hợp tác trong đó người chơi là các máy vật lý và thông tin về tài nguyên của mỗi các máy vật lý là đầy

lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập Mỗi một máy ảo có một thiết lập nguồn

hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng riêng

Hình 1.6: Mô hình ảo hóa

Trung tâm của ảo hóa là “máy ảo” (VM), một nơi chứa phần mềm chạy độc lập với các hệ điều hành và các ứng dụng bên trong đó Bởi vì một máy ảo là hoàn toàn riêng biệt và độc lập nên nhiều máy ảo có thể chạy đồng thời trên một máy tính duy nhất Một lớp phần mềm mỏng được gọi là hyperisor tách riêng các máy ảo từ máy chủ, và tự động phân bổ nguồn lực tính toán cho mỗi máy ảo khi cần thiết

Kiến trúc này định nghĩa lại phương trình tính toán để cung cấp:

 Nhiều ứng dụng trên một máy chủ Mỗi một VM có thể đóng gói toàn bộ máy tính, và nhiều ứng dụng cùng với hệ điều hành có thể chạy trên một máy chủ cùng một lúc

 Sử dụng công suất máy chủ tối đa với số lượng máy chủ tối thiểu Tất cả các máy tính vật lý được sử dụng hết công suất của nó, cho phép giảm đáng kể chi phí bằng cách triển khai tổng thể ít các máy chủ hơn

 Ứng dụng nhanh hơn, dễ dàng hơn với nguồn lực dự phòng Giống như một tệp tin khép kín, máy ảo có thể được thao tác như sao chép hay cắt dán một cách dễ dàng Điều này mang lại sự đơn giản chưa từng có, tốc

độ và sự linh hoạt để cung cấp và quản lý CNTT Máy ảo thậm chí có thể được chuyển sang một máy chủ vật lí khác trong khi đang chạy, thông qua một quá trình được gọi là chuyển đổi trực tiếp Bạn cũng có thể ảo

hóa các ứng dụng kinh doanh quan trọng để cải thiện hiệu suất, độ tin cậy, khả năng mở rộng, và giảm chi phí.[6]

Ảo hóa một hoặc hai máy chủ chỉ là khởi đầu Tiếp theo là tổng hợp một cụm máy chủ thành một nguồn lực tài nguyên hợp nhất và duy nhất Ví dụ, thay

vì 20 máy chủ chạy với công suất 15% mỗi máy, bạn có thể giảm số lượng phần cứng và các chi phí liên quan đến 4 máy chủ để mỗi máy hoạt động với công suất 80% Quá trình ảo hóa thành công là đạt được mức độ tự động hóa cao trong việc quản lý và điều phối tài nguyên của cơ sở hạ tầng Mức độ tự động hóa thể hiện cấp độ triển khai hệ thống ảo hóa máy chủ Các cấp độ này được xem là lộ trình từng bước để ảo hóa cơ sở hạ tầng

dữ liệu, mã hóa, đánh địa chỉ, cấu trúc liên kết và di chuyển tải công việc

Hình 1.7: Trình giám sát máy ảo

1.4 Bài toán tối ưu tổ hợp với metaheuristic

Bài toán tối ưu tổ hợp là bài toán chỉ quan tâm đến một cấu hình “tốt nhất” theo một nghĩa nào đấy Đây là bài toán có nhiều ứng dụng trong thực tiễn và lý thuyết tổ hợp đã đóng góp một phần đáng kể trong việc xây dựng những thuật toán hữu hiệu Mục đích của bài toán tối ưu tổ hợp là tìm lời giải tốt nhất trong các lời giải có thể và không gian tìm kiếm lời giải của bài toán là rời rạc Nhiều bài toán tối

ưu tổ hợp có độ phức tạp tính toán cao và được phân loại thuộc lớp NP khó Việc tìm ra lời giải tối ưu cho các bài toán này cho các hệ thống song song lớn nhất cũng không thể hoàn thành được trong giới hạn thời gian cho phép vì vậy các kỹ thuật heuristic cho việc giải các bài toán tổ hợp theo hướng xấp xỉ đã được phát triển để tìm ra các lời giải gần tối ưu (hay xấp xỉ) trong giới hạn thời gian cho phép.[7] Metaheuristic là một cách gọi chung cho các giải thuật heuristic trong việc giải quyết các bài toán tổ hợp khó Metaheuristic bao gồm những chiến lược khác nhau trong việc khám phá không gian tìm kiếm bằng cách sử dụng những phương thức khác nhau và phải đạt được sự cân bằng giữa tính đa dạng và chuyên sâu của không gian tìm kiếm Cài đặt thành công của metaheuristic trong một bài toán tổ hợp phải cân bằng giữa sự khai thác được kinh nghiệm thu thập được trong quá trình tìm

kiếm để xác định được những vùng với những lời giải có chất lượng cao gần tối ưu Những ví dụ của metaheuristic bao gồm giải thuật luyện kim (SA), giải thuật di truyền (GA), giải thuật đàn kiến (ACO)…Giải thuật đàn kiến là metaheuristic dùng chiến lược của kiến trong thế giới thực để giải bài toán tối ưu SA xuất phát từ phương thức xác suất và kỹ thuật luyện bao gồm việc nung và điều khiển làm nguội các kim loại để đạt được trạng thái năng lượng nhỏ nhất

Với độ phức tạp tính toán cao của các bài toán tối ưu tổ hợp cũng như đòi hỏi

về mặt thời gian, việc giải các bài toán này yêu cầu cần phải có những cài đặt song song hóa hiệu quả của các giải thuật để giải quyết chúng Song song hóa các giải thuật metaheuristic phải đạt được 2 yêu cầu: đa dạng hóa để khám phá được nhiều vùng trong không gian tìm kiếm và tăng tốc độ tìm kiếm

Giải thuật Luyện Kim sử dụng chiến lược tìm kiếm ngẫu nhiên, thoát khỏi (vượt qua) các điểm tối ưu cục bộ bằng cách cho phép cả các dịch chuyển “tồi” từ trạng thái hiện thời, nhưng giảm dần tần xuất của các di chuyển tồi này

1.5 Giải thuật mô phỏng luyện kim

1.5.1 Giới thiệu chung

Simulated Annealing (SA) là một thuật toán dựa trên các heuristic về xác suất, dùng cho một lớp các vấn đề để tìm một số điều kiện tốt nhất trong một không gian tìm kiếm lớn Nó thường được dùng khi khi không gian tìm kiếm là hữu hạn Đối với một số vấn đề cố định, SA có thể cho hiệu quả tốt hơn cả thuật toán vét cạn, khi mà đơn thuần chỉ cần một kết quả chấp nhận được Thuật toán được nêu ra độc lập bởi Scott Kirkpatrick, C Daniel Gelatt, Mario P Vecchivào năm 1983, và bởi Vlado Černýnăm 1985.[8]

Hình 1.8: Mô hình thuật toán luyện kim

 Ý tưởng thuật toán

Tên gọi và ý tưởng của thuật toán bắt nguồn từ kỹ thuật luyện kim trong ngành luyện kim, một kỹ thuật sử dụng một cách khéo léo việc nung nóng rồi làm nguội vật liệu kim loại nhằm làm tăng kích thước và giảm những chỗ khuyết, lõm của chúng Nhiệt độ làm cho các nguyên tử trong vật liệu trở nên mất liên kết và rời khỏi vị trí ban đầu của chúng và di chuyển ngẫu nhiên vào những nơi có năng lượng cao hơn; còn việc làm nguội sẽ làm tăng khả năng nhận được một trạng thái có nội năng thấp hơn so với ban đầu

Tương tự như quá trình vật lý của kỹ thuật trên, từng bước của thuật toán

SA cố gắng thay thế các giải pháp hiện tại bằng một giải pháp ngẫu nhiên (lựa chọn theo một danh sách phân phối của các ứng cử viên, thường được xây dựng từ các giải pháp gần với giải pháp hiện tại đang xét), các giải pháp mới sau đó có khả năng được chấp nhận dựa trên một xác suất, quyết định bởi sự khác biệt của giá trị một hàm tương ứng và một tham số toàn cục T (gọi là nhiệt độ - Temperature) giảm dần trong suốt thuật toán thực hiện Sự phụ thuộc này cũng như việc lựa chọn giữa giải pháp trước đó và giải pháp hiện tại hầu như là ngẫu nhiên khi T lớn, tuy nhiên sẽ cho kết quả chọn lựa tốt hơn khi T giảm dần về 0, cũng như trong việc luyện kim, khi nhiệt độ cao, các nguyên tử chuyển động hỗn độn theo một tốc độ và tần suất lớn, tuy nhiên nhiệt độ càng giảm thì các nguyên tử càng ít chuyển động dần đi

1.5.2 Nội dung giải thuật

Trong thuật toán SA, mỗi điểm s của không gian tìm kiếm là tương tự với một trạng thái của một số hệ thống vật lý, và hàm E(s) tượng trưng cho nội năng của hệ thống trong trạng thái đó Tại mỗi bước, quy tắc heuristic sẽ xem xét và đưa

ra một số trạng thái kề s‟ của trạng thái hiện tại s, và xác suất quyết định giữa thay đổi hệ thống sang trạng thái s‟ hay là vẫn tiếp tục giữ trạng thái s Những xác suất này đưa hệ thống tới trạng thái có năng lượng thấp hơn Bước này sẽ được lặp đi lặp lại cho đến khi hệ thống đạt được một trạng thái đủ tốt, hoặc cho đến khi không thể tiếp tục

ta xét một lời giải, mặc dù lời giải đó không là tốt nhất nhưng ta không chắc chắn là trong số các lân cận của nó không chứa một giải pháp tốt hơn Đó là lý do vì sao lời giải tốt nhất tìm được bằng thuật toán được gọi là tối ưu cục bộ, trái ngược với lời giải tốt nhất trên thực tế (tối ưu toàn cục) Các Metaheuristics sử dụng các lân cận của một trạng thái như một cách để khám phá không gian lời giải và có thể chấp nhận những lời giải không tốt trong việc tìm kiếm để đạt được của chúng để thực hiện điều đó Có nghĩa việc tìm kiếm sẽ không bị mắc kẹt và nếu thuật toán chạy một khoảng thời gian đủ lớn, kết quả tối ưu toàn cục sẽ được tìm thấy

b Xác suất chấp nhận:

Xác suất của việc chuyển từ trạng thái hiện tại S sang một trạng thái kề S‟ của nó được định nghĩa bởi một hàm xác suất chấp nhận:

P(e, e‟, T) Hàm phụ thuộc vào các nguồn năng lượng e = E(s) và e‟=E(s‟) của 2 trạng thái, và một tham số toàn cục T gọi là nhiệt độ Những trạng thái có năng lượng thấp hơn sẽ tốt hơn những trạng thái có năng lượng cao hơn Hàm xác suất P phải cho kết quả dương khi e‟ > e

e‟ > e  P(e, e‟, T) > 0 Khi xây dựng hàm P, ta cần chú ý rằng khi T dần tiến tới 0, P cũng phải dần tới 0 nếu e‟>e và luôn mang một giá trị dương Có nghĩa khi T đạt giá trị càng nhỏ,

hệ thống sẽ càng ưu tiên việc di chuyển xuống nơi có năng lượng thấp, và tránh việc

di chuyển ngược lại, tương tự như việc giảm nhiệt độ trong luyện kim, các nguyên

tử bớt chuyển động hỗn độn hơn Khi T=0 thuật toán đơn thuần trở về thuật toán tham lam, với việc đơn thuần chỉ có sự di chuyển từ nơi có năng lượng cao đến nơi

có năng lượng thấp Ngoài ra hàm P thường được xây dựng sao cho tỉ lệ thuận với

độ chênh lệch năng lượng giữa trạng thái tiếp theo và trạng thái hiện tại, nói cách khác khi e‟ – e càng giảm thì P càng giảm, vì vậy xác suất chuyển từ trạng thái hiện tại tới trạng thái có độ chênh lệch năng lượng thấp thì khó thấp hơn so với độ trạng thái có độ chênh lệch năng lượng cao

Tham số T có vai trò quyết định với việc điều khiển quá trình tiến triển của trạng thái s Vì khi T càng nhỏ thì P càng nhỏ, cho nên tham số T quyết định độ

“hỗn độn” của trạng thái s, nghĩa là khi T càng nhỏ thì khả năng trạng thái s được di chuyển càng thấp, tương tự như tham số nhiệt độ trong kỹ thuật luyện kim

c Quá trình thực hiện của thuật giải:

Thuật toán bắt đầu với việc khởi tạo tham số T một giá trị lớn (càng lớn càng cho lời giải chính xác, hoặc có thể là vô tận), sau đó nó được giảm dần sau mỗi vòng lặp, độ giảm của T có thể do ta tự định nghĩa, tuy nhiên thuật toán phải kết thúc khi T = 0 Trong suốt quá trình, lời giải sẽ lặp đi lặp lại việc di chuyển ngẫu nhiên với một xác suất P nhất định và ngày càng mở rộng không gian tìm kiếm

chứa các lời giải tốt, và cứ như vậy lời giải trôi về vùng không gian lời giải có năng lượng thấp, cuối cùng dừng lại khi T=0

Hình 1.9: Quá trình thực hiện thuật giải luyện kim

Đối với bất một vấn đề cụ thể nào, thuật toán cho xác suất để tìm thấy lời giải tối ưu của vấn đề dần tiến tới 1 khi mà thời gian thực hiện thuật toán đủ lớn Tuy nhiên ta không nên quan tâm tới việc này vì thời gian cần thiết để có thể tìm thấy lời giải tối ưu thường sẽ vượt quá thời gian thực hiện của phương pháp vét cạn trong không gian lời giải

Chương 2: CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN VÀ

MÔ HÌNH CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN

2.1 Các công trình liên quan

Trong nghiên cứu của hai tác giả Deshi Ye và Jianhai Chen [9] xem xét đến 2 vấn đề: (1) Vấn đề cân bằng tải máy chủ: một tập các máy ảo VMs được mô tả như một vector nhiều chiều và một lượng máy vật lý PMs cho trước Mỗi máy vật lý hoạt động dựa trên một hàm thu hoạch (payoff function) và có sự chuyển đổi qua lại giữa các máy nhằm tối đa hóa tải trên bất cứ chiều nào (2) Vấn đề đặt máy ảo: cho trước một tập VMs, kết quả các hàm lợi ích là lựa chọn được các máy vật lý có tài nguyên cần thiết để cung cấp cho yêu cầu xây dựng máy ảo Và có sự chuyển đổi máy ảo sang máy vật lý khác nếu có tài nguyên thích hợp hơn Bài báo đã mô hình

2 vấn đề trên dựa vào chiến lược trò chơi không hợp tác giữa các máy ảo Tuy nhiên, các máy ảo và các máy vật lý không đồng nhất với nhau về công suất, cấu hình, … Việc phân phối (mapping) máy ảo vào máy vật lý cần đảm bảo sử dụng tài nguyên máy vật lý hiệu quả hơn Theo nghiên cứu của Zhen Xiao và các cộng sự ứng dụng công nghệ ảo hóa để phân phối tài nguyên trong trung tâm dữ liệu dự trên nhu cầu ứng dụng và tính toán để tối ưu hóa số lượng máy chủ đang sử dung Vấn

đề hiệu quả được xét trên 2 phương diện: sự quá tải của máy vật lý và sử dụng ít máy vật lý để tiết kiệm năng lượng [10] Bài báo đề xuất thuật toán dự báo nhu cầu

sử dụng tài nguyên dựa trên trung bình chuyển động theo cấp số nhân EWMA Tối

ưu sự thay đổi trong sử dụng tài nguyên trên một máy vật lí để đạt sự tối ưu trên toàn hệ thống Phương pháp này chỉ đạt được tối ưu cục bộ, không đạt được tối ưu toàn cục Bài này chỉ giải quyết vấn đề cấp phát khi có yêu cầu Khi có yêu cầu đến, nhà cung cấp dịch vụ phải quyết định xem nên chấp nhận phục vụ yêu cầu hay không yêu cầu trên hệ thống của nhà cung cấp mà có thể xử lý yêu cầu này ở hệ thống ngoài (external resources) - một nhà cung cấp liên kết Nghiên cứu của tác giả Minarolli và các cộng sự đề xuất cấp phát tài nguyên CPU cho các máy ảo trong tầng điện toán đám mây IaaS xem xét trên 2 khía cạnh: QoS và quản lý chi phí [11]

Mô hình quản lý tài nguyên gồm 2 tầng: điều khiển cục bộ (local controller) đảm nhận cấp phát CPU động để chia sẻ cho các máy ảo VMs nhằm đạt được tối ưu cục

bộ trên Điều khiển toàn cục (Global controller) quản lý việc di trú máy ảo đến một máy vật lý khác để đạt được tối đa toàn cục Nhưng bài này chỉ mới quan tâm đến tài nguyên CPU chưa đề cập đến memory và disk Trong nghiên cứu của tác giả Hassan và các cộng sự đề xuất một phương pháp cho vấn đề phân phối nguồn tài nguyên được phân tán trong cụm đám mây bằng ứng dụng cả trò chơi hợp tác và không hợp tác [12] Họ cho thấy rằng việc phân phối tài nguyên trong trò chơi hợp tác tạo một động lực mạnh mẽ hơn cho các nhà cung cấp để đóng góp tài nguyên Nhưng trong mô hình làm nghiên cứu của họ được thực hiện trong môi trường đơn tài nguyên, trong khi công việc mà tôi xem xét các vấn đề phân phối trong môi trường đa tài nguyên

Sự phối hợp chia sẻ tài nguyên cũng là một thách thức cơ bản trong việc phân phối nguồn tài nguyên trong điện toán đám mây Nhiều công trình đã nghiên cứu phân phối tài nguyên công bằng cho đến thời điểm này, ví dụ như lập lịch công bằng của Hadoop - phân chia tài nguyên như là các phân vùng có kích thước cố định, hoặc các khe (slot) [13] Một chính sách công bằng phổ biến khác là tối đa sự công bằng, bằng cách cố gắng tối đa hóa nguồn tài nguyên tối thiểu mà mỗi người dùng nhận được Tác giả Waldspurger đã ứng dụng chính sách này cung cấp một

mô hình tối đa sự công bằng bằng cách xem xét các yếu tố khác nhau như ưu tiên, đặt chỗ và thời hạn [14] Tuy nhiên, đa số họ chỉ xem xét sự công bằng trong việc phân phối nguồn tài nguyên đơn lẻ

2.2 Mô hình cấp phát tài nguyên

Nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây xây dựng một mô hình với một số lượng lớn các máy chủ vật lý không đồng nhất với nhau về tài nguyên và thực hiện phương thức thương mại tính chi phí cho khách hàng theo thời gian chiếm đóng (pay-per-user) tài nguyên Tại tầng cơ sở dữ liệu Iaas đã cung cấp dịch vụ cho người dùng “đám mây” gửi yêu cầu tài nguyên (CPU, bộ nhớ, không gian lưu trữ…) thông qua môi trường web đến nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây để