Workload uncertainty has been increased with the integration of the Internet of Things to the computing grid i.e. edge computing and cloud data centers. Therefore, efficient resource utilization in cloud data centers become more challenging. Dynamic consolidation of virtual machines on optimal number of processing machines can increase the efficiency of resource utilization in cloud data centers. This process requires the migration of virtual machines from the under-utilized and over-utilized processing machines to other suitable machines. In this work, the problem of efficient replacement of virtual machines is solved using a game theory based well known technique, Nash Equilibrium (NE). We designed a nash equilibrium based dual on two players, over-load manager and under-load manager, to deduce the dominant strategy profiles for various scenarios during consolidation cycles. Dominant strategy profile is the set of strategies where every player has no incentive in deviation, thus leading to equilibrium position. A virtual machines redeployment algorithm, Nash Equilibrium based Virtual Machines Replacement (NE-VMR), has been proposed on the basis of the dominant strategy profiles for efficient consolidation. Experiment results show that NE-VMR is a more efficient server consolidation technique, saved 30% energy and improved 35% quality of service as compared to baselines.

中文翻译：

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基于纳什均衡的虚拟机替换以有效利用云数据中心

随着物联网与计算网格（即边缘计算和云数据中心）的集成，工作负载的不确定性增加了。因此，云数据中心的高效资源利用变得更具挑战性。在最佳数量的处理机器上动态整合虚拟机可以提高云数据中心的资源利用效率。该过程需要将虚拟机从未充分利用和过度利用的处理机器迁移到其他合适的机器。在这项工作中，使用基于博弈论的众所周知的技术纳什均衡 (NE) 解决了有效替换虚拟机的问题。我们设计了一个基于两个玩家的纳什均衡，过载管理器和负载不足管理器，推断整合周期中各种场景的主导策略配置文件。主导策略配置文件是一组策略，其中每个参与者都没有偏离的动机，从而导致均衡位置。基于有效整合的主导策略配置文件，提出了一种虚拟机重新部署算法，即基于纳什均衡的虚拟机替换（NE-VMR）。实验结果表明，NE-VMR 是一种更高效的服务器整合技术，与基线相比，可节省 30% 的能源并提高 35% 的服务质量。基于纳什均衡的虚拟机替换 (NE-VMR) 是基于有效整合的主导策略配置文件提出的。实验结果表明，NE-VMR 是一种更高效的服务器整合技术，与基线相比，可节省 30% 的能源并提高 35% 的服务质量。基于纳什均衡的虚拟机替换 (NE-VMR) 是基于有效整合的主导策略配置文件提出的。实验结果表明，NE-VMR 是一种更高效的服务器整合技术，与基线相比，可节省 30% 的能源并提高 35% 的服务质量。