[論文レビュー] Fixed and Market Pricing for Cloud Services

Vineet Abhishek, Ian A. Kash+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2012

Auction Theory and Applications参考文献 15被引用数 12

ひとこと要約

本稿は、ユーザーが価値と待機コストに基づいて固定価格（PAYG）とスポット市場サービスの間で選択する、キューイング・オークションハイブリッドとしてのクラウドサービス価格をモデル化する。収益差別化が存在するにもかかわらず、スポット市場における戦略的入札と均衡行動の結果、固定価格はハイブリッドシステムよりも通常、より高い期待収益を生み出すことを証明する。

ABSTRACT

We study a model of congestible resources, where pricing and scheduling are intertwined. Motivated by the problem of pricing cloud instances, we model a cloud computing service as linked $GI/GI/\cdot$ queuing systems where the provider chooses to offer a fixed pricing service, a dynamic market based service, or a hybrid of both, where jobs can be preempted in the market-based service. Users (jobs), who are heterogeneous in both the value they place on service and their cost for waiting, then choose between the services offered. Combining insights from auction theory with queuing theory we are able to characterize user equilibrium behavior, and show its insensitivity to the precise market design mechanism used. We then provide theoretical and simulation based evidence suggesting that a fixed price typically, though not always, generates a higher expected revenue than the hybrid system for the provider.

研究の動機と目的

• クラウドコンピューティングサービスにおける固定価格とスポット市場価格のトレードオフを分析すること。
• 価値と待機コストが異なるエージェントが存在する非一様環境におけるユーザー行動をモデル化すること。
• PAYGとスポット市場の両方を運営することは、固定価格のみを採用する場合と比較して、プロバイダーの収益を増加させるかを特定すること。
• スポット市場における均衡入札戦略の特徴を明らかにし、それが社会的厚生と収益に与える影響を評価すること。
• 混雑状態とプリエンプションが存在する条件下での、異なる価格設定メカニズムの効率性と収益への影響を評価すること。

提案手法

• 待機時間関数を用いてスポット市場のダイナミクスを表現するGI/GI/∞キューイングシステムとしてクラウドサービスをモデル化する。
• オークション理論からの収益同等性の原則を適用し、特定の市場メカニズムに依存しない均衡入札を特徴付ける。
• 報酬申告の原則を用いて、プリエンプティブプライオリティを有する多クラス・マルチサーバキューイングシステムの分析を簡略化する。
• ユーザーが待機コストが閾値未満である場合にのみスポット市場に参加する、しきい値に基づく均衡を導出する。
• 異なるサービスタイプにおける期待待機時間とユーザー参加意思決定をモデル化するための積分方程式系を用いる。
• 理論的分析とシミュレーションを実施し、PAYG、スポット市場、ハイブリッド価格設定の下での期待収益と社会的厚生を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 固定価格とスポット市場のハイブリッドシステムを運営することは、固定価格のみを採用する場合と比較して、クラウドプロバイダーの期待収益を増加させるか？
• RQ2 ユーザーの非一様な価値評価と待機コストは、PAYGとスポット市場サービスの間での均衡的選択にどのように影響するか？
• RQ3 スポット市場における均衡入札の構造は何か？また、ユーザーの特性にどのように依存するか？
• RQ4 スポット市場の導入は、新規ユーザーの受容と既存ユーザーの待機コスト増加を考慮すると、社会的厚生にどのように影響するか？
• RQ5 プロバイダーの収益という観点から、固定価格がハイブリッド価格設定を上回る条件は何か？

主な発見

• 一意の均衡は、ユーザーがスポット市場に参加するかPAYGを選ぶかを決定する待機コストのしきい値を特徴付ける。
• スポット市場における入札額は、ユーザーのサービス価値とは無関係に、待機コストに厳密に比例して増加する。
• 固定価格は、スポット市場が価格差別化を可能にするにもかかわらず、通常、ハイブリッドシステムよりも高い期待収益を生み出す。
• スポット市場は追加のユーザーを処理することで社会的厚生を向上させるが、PAYGから移行するユーザーの待機コストを上昇させる。
• PAYG価格を実際のコストとして扱うと、ユーザーは価値と待機時間のバランスを最適にとる意思決定がなされる。
• 均衡はスポット市場メカニズムの具体的な設計に感応しない。待機時間関数とユーザーインcentivesにのみ依存する。