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云计算已成为全球IT产业的重要发展方向,这项技术已经被广泛的应用到政府部门、企业及个人用户,并呈现快速增长的趋势。活跃的用户、提供商及云计算服务形成了多变复杂的云计算服务市场,市场的繁荣与良性发展必须依赖一种合适的商业规则。这说明云计算产业健康有序的发展依赖于合适的商业模式、较优的商业模式和先进的高科技技术。云计算定价策略是商业模式中非常重要的一个环节,合理的云计算定价策略有助于企业实现其商业价值,并快速地占领市场,从而促进云计算市场中的多方良性互动,并促进云计算产业的持续化健康发展。所以,为云计算资源制定动态、公平以及可适应的定价模式成为了如今云计算产业发展中的一个重要的问题。研究云计算资源在云产业商业化发展中的定价策略,成为了一个产业发展的迫切需求。 云计算市场提供的云服务不是简单的单一信息产品,而是由有众多复杂特性的虚拟资源组合而成的服务。云计算服务通过虚拟化技术将资源池中的不同资源组合起来以服务的形式提供给用户使用,这些服务具有虚拟化、动态化等特点,使得云计算服务的市场定价成为了难题。因此,云计算服务定价成为了当前云服务市场参与者和学术界普遍关注的焦点。 本文通过查阅目前国内外大量云计算定价研究文献,发现关于云计算的定价策略以及商业模式的研究还在少数。从已有文献来看,对云计算定价策略和商业模式的研究还处于初级阶段,且大部分关注点聚焦在三个方面:(1)对现有各大运营商所提出的云计算定价模式的讨论以及扩展;(2)从云计算能耗角度考虑定价策略的讨论;(3)从不同消费者角度、不同产品服务角度讨论云计算服务市场定价。这些分析都是基于宏观的角度讨论云计算服务市场的供需关系与定价策略,还没有系统性的从多学科角度来讨论定量的云计算服务市场定价机制与策略。 为此,本文认为云服务定价是一项复杂的系统工程,涉及以计算、网络、存储服务为主的基础云服务,以数据、用户和能力服务为主的综合云服务,是一个多服务种类、多种类型主体、多个价格的复杂性市场,因此有必要引入复杂性分析方法研究其复杂性的表现和成因。复杂系统具有基于智能体、异质、动态和反馈等特征,这与云计算服务市场的特征相契合。云计算市场环境处于动态变化之中,需要根据市场环境的变化调整定价策略,因此,引入复杂性分析方法,运用反馈机制研究云服务市场定价系统与动态定价策略,具有一定的可行性。 云计算服务的定价问题不同于普通商品的定价,对云计算服务的定价问题的讨论必须嵌入到宏观的市场特征中。经典的市场经济学理论认为,市场当中供需双方不同的定价策略会导致不同的产品价格,也就是该产品的价格最终由供需双方的策略共同决定。博弈均衡满足该经济学特征,即博弈模型的均衡可以最大程度上对应真实的市场中产品价格的运行特征,所以,从博弈均衡的角度研究云计算定价策略是可行并且合理的。研究清楚市场特性后,还应考虑定价对参与市场交易的主体的公平性与灵活性,拍卖理论为此提供了有效的方法,通过拍卖实现交易双方的利益最大化,保证了市场定价的公平性。对定价的讨论不应只停留在对市场供需状况及供需关系的定性分析上,更应该寻找能够量化的定价模型来分析微观的定价策略。基于代理的计算经济学作为研究复杂适应系统的有效工具,能够求解模型最优策略。 综上所述,本文针对云服务市场的特征,利用经济学、管理科学、系统工程和基于代理的计算经济学等理论与方法,研究了云服务市场的定价策略与模型。本文的主要研究内容包括: (1)介绍了云计算的概念及其基本原理,从多个角度分析了云计算的分类,讨论了云计算发展过程的四个阶段。通过对云计算的充分认识,可以更深入的理解云计算的模式,对本文研究的主要对象云计算服务市场有个全面准确的认识。 (2)对国内外的云计算定价研究问题评述,详细介绍了对CNKI数据库中存储的2005-2015年这10年期间云计算研究领域的论文数据进行分析,对目前的云计算研究热点领域进行分类,重点分析了云计算服务定价领域的研究文献,了解目前研究进展。 (3)对云计算定价机制进行深入研究,从定价分类、定价模式和定价实例角度来分析当前云计算服务市场定价的合理性与可行性。对影响云计算服务定价的因素进行全方位的讨论,分析其相互作用机理。 (4)结合前面几章对云计算、云计算服务市场定价的分析,提出本文研究的理论方法,分析了云计算服务市场的复杂性,引入经济学博弈均衡理论,在市场均衡的状态下研究定价策略,同时,考虑到定价的公平性,考虑使用双向拍卖的定价方法来构建模型。云计算市场初步形成了互联网阵营、IT阵营和电信运营商阵营三大主流竞争阵营,呈现出寡头垄断特征,本文结合实际市场情况,主要分析了古诺均衡与斯坦伯格均衡状态下的云服务定价机制。 (5)利用智能代理仿真技术构建在古诺均衡与斯坦伯格均衡下的云服务拍卖市场定价模型。智能代理仿真模型是由具有分散自主决策和智能学习能力的多个Agent组成,其中既有云服务提供商Agent,也有用户Agent。大量Agent在市场中通过不断竞价寻求匹配结果。 (6)针对古诺均衡、斯坦伯格均衡状态下的市场进行仿真建模,利用Roth/Erev学习算法求解最优策略,通过实验仿真,检验了模型的正确性。对仿真结果进行分析,得出本文的结论。 本文的主要创新点体现在以下四个方面: (1)本文研究了云计算服务市场的博弈均衡特性。在博弈均衡的情况下讨论云计算服务的定价,结合实际云计算服务市场的发展情况,分析了两类博弈均衡状态下的市场定价机制。云计算服务市场先由传统的IT供应商转型而来,随着市场的逐渐成熟,跟随者开始进入市场并抢占市场份额,这就形成了斯坦伯格博弈。在该博弈中,定价由实力雄厚的云服务提供商决定,实力较小的提供商作为价格跟随者。随着市场的动态发展,较小规模的云服务提供商与市场中的领导提供商进行竞争,较小规模的云服务提供商能提供较低廉的平均价格,同时又具有更高的虚拟对象定制能力,一部分实力较小的提供商逐渐壮大起来成为了实力雄厚的提供商,另一些被市场淘汰。最终市场将形成由多个提供商共同决定市场定价规则的古诺均衡。 (2)从拍卖定价的相关理论出发构建定价决策模型。云计算服务市场定价目标是通过公平的价格机制,让市场参与者公平竞争,改善经济效率,实现云服务资源的合理分配和最大化利用。本文采用了提供商、用户双向出价的报价机制,最终报价收敛到均衡位置。本文的定价决策模型能够使得云计算服务资源充分利用,实现买卖双方各自利润最大化。 (3)构建了云计算服务拍卖市场的智能代理仿真模型。借鉴基于代理的计算经济学的思想,将云服务市场系统视为由相互作用的不同代理组成的动态系统。假设云服务市场中的每个参与者都可以用模型中的一个代理来表示,它具有学习和独立决策的能力。利用智能仿真代理的方法构建了古诺均衡状态下的云服务拍卖定价模型、斯坦伯格均衡状态下的云服务拍卖定价模型。 (4)通过智能代理仿真算法求解模型。在重复进行的博弈中,买卖双方的Agent通过学习算法改变报价策略,最终实现利润最大化,随着迭代的进行,市场报价逐渐收敛于均衡位置。 总之,本文的研究结果表明: (1)云服务市场的复杂性。云计算服务具有动态性、多样性、异质性、弹性可扩展和虚拟化等特点,导致云计算服务市场构成一个非常复杂的资源市场。 (2)基于古诺均衡下的云服务定价智能代理仿真模型的研究表明,不同需求情况下模型均能求得最优解,且不同提供商与用户的收益各不相同。价格浮动曲线在均衡曲线附近上下浮动,表明古诺均衡是动态均衡。 (3)基于斯坦伯格均衡下的云服务定价智能代理仿真模型研究表明,不同需求情况下模型报价均能收敛,获得最优结果,但不同的需求对市场价格变化影响不大,说明市场价格控制权在少数实力雄厚的云服务提供商手中。 (4)智能代理仿真模型用来研究云计算服务市场的定价策略,是求解最优策略的有效的工具。