一種基于信任機制的sdn資源交易方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明SDN資源調度領域，具體設及一種基于信任機制的SDN資源交易方法。
【背景技術】
[0002] 二十一世紀，網(wǎng)格計算、云計算W及軟件定義網(wǎng)絡，作為新興的分布式系統(tǒng)，國內 外許多學者W及工業(yè)界已經展開了相關領域中面向市場機制的資源交易研究。其中價格協(xié) 商策略作為一種動態(tài)、高效、高擴展性的策略，在相關領域內得到重點研究，主要的計費模 型有:市場模型、標價模型、議價模型、合同模型W及拍賣模型等。
[0003] 澳大利亞Monash大學Ra化umar Buyya等將市場模型W及經濟學原理引入到網(wǎng)格 資源管理系統(tǒng)中，提出了一種網(wǎng)格經濟學模型，并詳細概述了網(wǎng)格計算中的資源管理調度 與市場經濟學的結合，提出了基于經濟學的網(wǎng)格市場結構（Grid Architecture for Computational Economy，簡稱GRACE)。其主要特征是：假設存在一個統(tǒng)一的資源代理者 (Resource化oker)，根據(jù)資源的供需關系W及其他市場條件來協(xié)助資源提供者和消費者 之間完成資源的匹配。
[0004] 議價模型起源于納什和魯賓斯坦，他們W交易作為基本的分析單位，建立了動態(tài) 議價模型，但是并沒有提出一種系統(tǒng)的動態(tài)議價模型。如果利用正確的價格策略，并引入多 個時間變量，就構成了完整的動態(tài)議價模型。Buyya在2008年起提出的基于經濟學原理的資 源調度方法，其具體策略包括:面向市場的云計算體系架構W及面向市場的資源分配、調度 方法，上述調度方法均通過服務等級協(xié)議(Service-Level Agreement，簡稱SLA)資源分配 器對資源提供者與消費者的交易進行價格協(xié)商，實現(xiàn)資源優(yōu)化分配，該協(xié)商模型主要是提 供者與消費者兩層之間的協(xié)商，并沒有突出中間商或資源代理(即SLA資源分配器)的作用。
[0005] 隨著國外研究的熱潮，國內相關學者也對資源調度、交易過程中的價格協(xié)商算法 進行了相關研究，其主要思想還是基于資源占用時間、討價還價的模式，并沒有在國外研究 基礎上做出很大的創(chuàng)新，而是對其的改進或者優(yōu)化。
[0006] 標價模型也稱價格模型，類似于商場根據(jù)消費者對某種商品的需求程度，為了獲 取最大的利益而對商品進行的一種明碼標價，其中并不存在討價還價。例如基于服務等級 的網(wǎng)絡資源分配策略，其中服務等級的劃分主要是根據(jù)消費者對時延的反應程度進行劃 分，并在分配模型中采用拉格朗日求導優(yōu)化的方法，使得互聯(lián)網(wǎng)服務提供商（Internet Service Provider,簡稱ISP)收益最大，其中提到的資源定價就是一種傳統(tǒng)的標價模型，由 ISP初始化一個價格向量，消費者根據(jù)ISP提出價格向量決定購買資源與否。
[0007] 另外，基于NSGA-II[22]算法的化reto[23]最優(yōu)集和公平協(xié)議協(xié)商算法，其具體過 程是將資源提供者與消費者之間的協(xié)商概括為兩個階段，第一個階段是基于化reto最優(yōu)集 的協(xié)商，第二階段是買賣雙方按照第一階段得到的化reto集進行討價還價。上述協(xié)商過程 支持資源提供者和消費者在不暴露私有效用函數(shù)和不依靠第Ξ方的情況下，通過協(xié)商得到 雙贏的提議集合。
[000引信任機制是一種既不完全依賴制度，更不能完全依靠法律的社會性機制。因為一 個社會是一個復雜的有機體，制度或許能解決核屯、問題，法律能解決部分問題，但具體的運 行還是有一套超越法律和制度的"潛規(guī)則"，運套潛規(guī)則，更多受深層文化屯、理支配，滲透在 社會生活的方方面面。結合身份信任度和行為信任度，并把時間、資源質量、網(wǎng)絡環(huán)境等作 為影響信任度的主要因素，我們需要在多屬性因素下，將信任度充分結合到SDN網(wǎng)絡資源交 易過程中。
【發(fā)明內容】
[0009] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的問題，提供一種基于信任機制的SDN交易方法。
[0010] 本發(fā)明提出的一種基于信任機制的SDN交易方法，包括W下步驟：
[0011] 步驟1:在SDN資源交易過程中，根據(jù)買賣雙方交易成功后的信任度計算平均值信 任度；
[0012] 步驟2:根據(jù)步驟1得到的平均值信任度，通過SDN資源交易過程中買賣雙方節(jié)點的 價格調整函數(shù)，計算得到價格調整系數(shù)；
[0013] 步驟3:根據(jù)步驟2得到的價格調整系數(shù)，通過MCDAM算法計算等效價格，篩選并剔 除惡意節(jié)點；
[0014] 步驟4:對SDN資源重新進行價格調整和資源分配。
[0015] 進一步地，所述步驟1中計算平均值信任度的方法具體為：
[0016]
(公式 1)
[0017] 其中Tat表示交易成功后的平均值信任度。Rn代表交易成功后的競拍參與者獲得η 次信用回饋評分的總信任值，即累加信任值。
[0018] 進一步地，所述步驟2具體為:令f(t)為價格調整函數(shù)，記fB(t)為買家價格調整函 數(shù)，f S (t)為賣家價格調整函數(shù)。
[0019] 買家價格調整函數(shù)fB(t)需滿足W下4個條件：
[0020] (a)由步驟1所得平均值信任度，其取值范圍為(0，1]，令價格調整函數(shù)fB(tj)的定 義域為(〇，1]，平均值信任度tj = 〇的買方，其等效價格并不是經過信任度調整函數(shù)fB(tj)直 接賦值為零，即fB伯）判，并且不具有競拍的權利;信任度Tat的買方，令其價格調整系 數(shù)為1，即 fB(Tat) = l。
[0021] (b)fB(tj)在定義域(0，1]上是連續(xù)可導的，整個曲線平滑過渡，不在任何信任度值 處發(fā)生過大變化，從而實現(xiàn)整體調整的可行性。
[0022] (C)fB(tj)此函數(shù)整在(0，Tat)內為凹函數(shù)，在(Tat，l]內為凸函數(shù)。用公式表示如 下：
[0023] dWdHj>0,0<tj<Tat
[0024] d^fB/dHj = 0,tj = Tat (公式 2)
[0025] dWdHj<0,Tat<tj<l
[0026] 根據(jù)交易成功之后的平均值信任度Tat參數(shù)，將定義域分為兩個區(qū)域：（0，Tat)與 (Tat，l]。在(0，Tat)區(qū)域內是為函數(shù)，fB(tj)值能夠迅速調整，且較多區(qū)域具有比較低的fB (tj)值;在(Tat, 1]區(qū)域內為凸函數(shù)，fB(tj)值能夠迅速調整，且較多區(qū)域具有比較高的fB (tj)值。
[0027] (d)fB(tj)是單調遞增的曲線函數(shù)，滿足：
[0028]
(公式 3)
[0029] 根據(jù)上述條件，買家和賣家的價格調整是相反的，同時，為了保證數(shù)學邏輯的可行 性，定義域中不能包含0，并且滿足分數(shù)不為0，其滿足：
[0030] fs(tj) = l/fB(tj)，fB(tj)辛0 (公式4)
[0031] 對于節(jié)點j作為買方，買方價格調整函數(shù)采用幕指數(shù)分母為奇數(shù)的幕函數(shù)，即fB (tj) = t//3,然而其在(0，1]范圍內是不滿足上述條件的，因此對fB伯）= t//3進行了平移， 得到全新的一種價格調整函數(shù)fB伯）= ((t廣Tat)/Tat)l/3+l。
[0032] 進一步地，所述步驟3具體為：
[0033] 等效價格的計算公式如下：
[0034]
(公式 5)
[0035] 其中，m代表參與交易的人數(shù)(包括買方和賣方），p^戈表交易雙方j對該資源報價， Pj<〇表示賣方的要價，Pj>〇表示買方的出價。
[0036] 令PU代表節(jié)點j上i類資源的出價價格。為了邏輯清晰，將PU分解為買家出價變量 pbリ和賣家要價變量PSU，其含義分別代表買家和賣家對第i類資源的出價單價。
[0037] 9^戈表對資源的需求情況，且滿足?=(qリ，q2J，…，qW)，若qリ為正，則代表節(jié)點j 為買方且需要i類資源，若qu為負，則代表節(jié)點j為賣方且提供i類資源，若qu為零，則代表 節(jié)點j并沒有需求或者供給，類似于供需平衡。
[0038] 買賣雙方等效價格計算方式分別如下：
[0039] (a)對于買家而言，等效出價如下：
[0040]
(公式 6)
[0041 ] (b)對于賣家而言，等效要價如下：
[0042]
(公式 7)
[0043] 如果某買家的等效出價
低于原始出價的50%，則判斷其是惡 意節(jié)點，阻止其交易；如果某賣家的等效要價
高于原始要價的50%，貝。 判斷其是惡意節(jié)點，阻止其交易。
[0044] 進一步地，所述步驟4具體為：當買賣雙方的報價都等效到了平均值信任度等效價 格時，對于買家而言，當前信任度大于平均值信任度時，此時等效價格應該比原始價格提 高，且兩者相差越大，等效價格提升越迅速，其提高系數(shù)相當于f(t)的值；當前信任度小于 平均信任度時，等效價格應該降低，且兩者相差越大，等效價格降低越迅速，其降低系數(shù)相 當于f(t)的值，一直降到零為止。賣家與此相反。
[0045] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明基于信任機制的SDN資源交易方法。將信任機制集成 到SDN網(wǎng)絡資源的交易過程中，在安全性W及服務質量方面，可W有效地避免出現(xiàn)的各種問 題。SDN網(wǎng)絡環(huán)境中的節(jié)點信任度研究作為當前研究領域內的熱口方向，然而并沒有在學術 界形成一種統(tǒng)一的理論規(guī)范體系。當前信任度可W分為兩大類:身份信任度和行為信任度。 時間、資源質量、網(wǎng)絡環(huán)境等作為影響信任度的主要因素，還需要在多屬性因素下，將信任 度充分結合到SDN網(wǎng)絡資源交易過程中，也就是說，將信用體系應用于SDN環(huán)境中的定價機 制中，那么將會杜絕大多數(shù)惡意的節(jié)點(賣家或者買家），從而提高資源的利用率，防止其過 度浪費。
【附圖說明】
[0046] 圖1為買家價格調整函數(shù)；
[0047] 圖2為賣家價格調整函數(shù)。
【具體實施方式】
[0048] 下面結合附圖詳細說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將更加明顯。
[0049] 本發(fā)明提供的一種基于信任機制的SDN交易方法，該方法包括W下步驟：
[0050] 步驟1:在SDN資源交易過程中，根據(jù)買賣雙方交易成功后的信任度計算平均值信 任度;平均值信任度的計算方法具體為：
[0化1]
(公式1)
[0052] 其中Tat表示交易成功后的平均值信任度。Rn代表交易成功后的競拍參與者獲得η 次信用回饋評分的總信任值，即累加信任值。
[0053] 步驟2:根據(jù)步驟1得到的平均值信任度，通過SDN資源交易過程中買賣雙方節(jié)點的 價格調整函數(shù)，計算得到價格調整系數(shù);具體為:令f(t)為價格調整函數(shù)，記fB(t)為買家價 格調整函數(shù)，fs(t)為賣家價格調整函數(shù)。
[0054] 買家價格調整函數(shù)fB(t)需滿足W下4個條件：
[0055] (a)由步驟1所得平均值信任度，其取值范圍為(0，1]，令價格調整函數(shù)fB(tj)的定 義域為(〇，1]，平均值信任度tj = 〇的買方，其等效價格并不是經過信任度調整函數(shù)fB(tj)直 接賦值為零，即fB伯）辛0,并且不具有競拍的權利;信任度Tat的買方，令其價格調整系 數(shù)為1，即 fB(Tat) = l。
[0056] (b)fB(tj)在定義域(0，1]上是連續(xù)可導的，整個曲線平滑過渡，不在任何信任度值 處發(fā)生過大變化，從而實現(xiàn)整體調整的可行性。
[0057] (C)fB(tj)此函數(shù)整在(0，Tat)內為凹函數(shù)，在(Tat，l]內為凸函數(shù)。用公式表示如 下：
[0化