İş birlikçi oyun teorisi ile ağ ve depolama maliyet optimizasyonu: Amazon Web Services senaryosuBatuhan Özerden, Serap Ergün, Tuncay AydoğanIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Bilgisayar Bilimleri Anabilimdalı, Isparta, Türkiye
Günümüz ağ altyapılarında artan veri trafiği ve yüksek depolama maliyetleri, verilerin coğrafi olarak dağıtık merkezler arasında düşük maliyetle ve yüksek hızda iletilmesini ve depolanmasını kritik bir gereklilik hâline getirmiştir.
Mevcut bulut bilişim çözümleri yüksek ölçeklenebilirlik sunsa da bu dağıtık mimarilerde ortaya çıkan bant genişliği ve depolama maliyetlerinin paydaşlar arasında adil ve optimize edilmiş biçimde dağıtılmasına yönelik yeterli bir çözüm bulunmamaktadır.
Bu çalışmada, Amazon Web Services (AWS) veri depolama hizmeti DynamoDB ve içerik dağıtım hizmeti CloudFront kullanılarak veri tabanı ve internet hizmetlerine ilişkin maliyetler bölgelerin dijital etkileşim yoğunlukları dikkate alınarak modellenmiş ve bulut servisleri özelinde toplam maliyetleri en aza indirmeye yönelik oyun teorisine dayalı farklı koalisyon senaryolarına ait bir model önerilmiştir. Geliştirilen model kapsamında; Shapley değeri, Tau değeri ve Nükleolus değeri yaklaşımları kullanılarak adil maliyet dağılımları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir.
Elde edilen bulgular; Shapley değerinin oyuncuların marjinal katkılarını yansıtarak adil bir paylaşım sunduğunu, Tau değerinin teorik dengeye dayalı kontrollü bir dağılım sağladığını, Nükleolus değerinin ise koalisyonlardaki memnuniyetsizlik düzeyini minimize ederek dengeleyici bir çözüm ürettiğini ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: İş birlikçi oyun teorisi, Maliyet optimizasyonu, Bulut bilişim, Shapley değeri, Tau değeri, Nükleolus değeri
Network and storage cost optimization using cooperative game theory: An Amazon Web Services scenarioBatuhan Özerden, Serap Ergün, Tuncay AydoğanDepartment of Computer Science, Faculty of Technology, Isparta University of Applied Sciences, Isparta, Turkey
In contemporary network infrastructures, escalating data traffic and high storage costs have rendered the low-cost and high-speed transmission and storage of data across geographically distributed centers a critical necessity.
Although existing cloud computing solutions offer high scalability, there remains a lack of adequate mechanisms for the fair and optimal allocation of bandwidth and storage costs incurred in these distributed architectures among stakeholders.
In this study, costs pertaining to database and internet services—utilizing Amazon Web Services (AWS) data storage service DynamoDB and content delivery service CloudFront—were modeled by incorporating regional digital interaction intensities; subsequently, various game-theory-based coalition scenarios were proposed to minimize total costs specific to cloud services. Within the framework of the developed model, equitable cost distributions are comparatively analyzed using the Shapley value, Tau value, and Nucleolus value approaches.
The findings reveal that the Shapley value provides a fair allocation by reflecting the marginal contributions of the players, the Tau value ensures a controlled distribution based on theoretical equilibrium, and the Nucleolus value yields a stabilizing solution by minimizing the level of dissatisfaction within the coalitions. Keywords: Cooperative game theory, Cost optimization, Cloud computing, Shapley value, Tau value, Nucleolus value
Sorumlu Yazar: Batuhan Özerden, Türkiye
|
|
Tam Metin PDF
Yazdır
Alıntıyı İndir
RIS
E-Postala
Paylaş
Yazara e-posta gönder
Google Scholar