An intelligent framework for the techno-economic analysis on Cloud services

Abstract

The fast growing environment of cloud services has produced a complicated price web that causes hurdles for consumers searching for cost-effective solutions. Within the context of this intricate landscape, this thesis presents a novel contribution known as the PriceOPS Cloud Costing Framework. The framework, which has been developed as a multi-methodological approach, operates on three axes and may be utilized across many product categories, including IaaS, CaaS, and PaaS. These categories are characterized by a comprehensive range of shared as well as unique attributes. The framework was designed based on three axes: the examination of pricing policy, the analysis of the comparative cost of cloud services, and the assessment of the growth of cloud service prices. In order to execute the task, a collection of heuristic methods has been integrated within a unified programming environment to construct a price index employing hedonic indices. Additionally, clustering techniques have been employed to compare prices of products offered by various providers, while machine learning algorithms have been utilized to analyze historical data and identify price trends. The selection of certain methodologies for addressing specific problems is guided by existing scholarly literature and established best practices in relevant fields, while also allowing for the potential utilization of other approaches and techniques that align with these lines of study. The primary focus of this study focuses around providing cloud service customers with a methodical framework for selecting IaaS, CaaS, and PaaS products, while considering the current pricing policy and its potential future developments. The key approaches incorporated in the framework have the potential to be modified and used for pricing strategies in many industries, thereby extending its application and influence. The study introduces intriguing possibilities for future research endeavors, focusing on enhancing algorithms to effectively operate in real-time data streaming scenarios. The framework has been intentionally built and developed with scalability in mind, allowing for its adaptability in addressing price difficulties not just in cloud computing but also in other domains, such as the Internet of Things (IoT).Within the framework of the study conducted for this thesis, the identified contribution is to the standardization of products across providers. The purpose is to enhance the efficiency and ease of comparing these products. In the field of price forecasting, investigating the packages of reserved instances of IaaS, the thesis introduces this approach. The accessibility and repeatability offered by the creation of open source libraries are considered to be significant advantages in the realm of research. By making both the code and datasets openly accessible, it facilitates the replication of the suggested methodologies and tools by academics from several fields, including the Internet of Things.

Το γρήγορα εξελισσόμενο τοπίο των υπηρεσιών νέφους έχει δημιουργήσει ένα περίπλοκο πλέγμα κοστολόγησης που δημιουργεί προκλήσεις για τους καταναλωτές που αναζητούν οικονομικά αποδοτικές λύσεις. Μέσα σε αυτή την πολυπλοκότητα, η παρούσα διατριβή εισάγει μια πρωτότυπη συνεισφορά - Το Πλαίσιο Κοστολόγησης Cloud PriceOPS. Σχεδιασμένο ως μια πολυ-μεθοδολογική προσέγγιση, το πλαίσιο λειτουργεί πάνω σε τρεις άξονες και μπορεί να εφαρμοστεί σε διαφορετικές κατηγορίες προϊόντων, όπως IaaS, CaaS και PaaS, που περιγράφονται από ένα μεγάλο σύνολο κοινών αλλά και διακριτών χαρακτηριστικών. Οι άξονες πάνω στους οποίους αναπτύχθηκε το πλαίσιο αφορούν την διερεύνηση της τιμολογιακής πολιτικής, το συγκριτικό κόστος υπηρεσιών νέφους και την εξέλιξη τιμών υπηρεσιών νέφους. Για την υλοποίηση του έχουν υλοποιηθεί σε ένα ενιαίο προγραμματιστικό περιβάλλον βιβλιοθήκες ευριστικών μεθόδων για τη δημιουργία δείκτη τιμών με τη χρήση μεθόδων ηδονικών μοντέλων τιμών (hedonic indicies), μεθόδων ομαδοποίησης (clustering) για τη σύγκριση ως προς την τιμή προϊόντων διαφορετικών παρόχων καθώς αλγορίθμων μηχανικής μάθησης για μελέτη εξέλιξης τιμών με βάση ιστορικά δεδομένα. Η επιλογή συγκεκριμένων μεθόδων για την επίλυση των επιμέρους ζητημάτων βασίζεται στην τρέχουσα βιβλιογραφία και καλές πρακτικές σε συγγενείς περιοχές, αφήνοντας την δυνατότητα για χρήση και άλλων μεθόδων και τεχνικών που εξυπηρετούν αυτούς τους άξονες διερεύνησης. Κεντρικό στοιχείο αυτής της μελέτης είναι η προσφορά στους καταναλωτές υπηρεσιών νέφους, μια συστηματικής προσέγγισης για την επιλογή προϊόντων IaaS, CaaS και Paas λαμβάνοντας υπόψη και τη τιμολογιακή πολιτική που εφαρμόζεται ή και τον τρόπο με τον οποίο θα εξελιχθεί στο μέλλον. Οι βασικές του μεθοδολογίες που έχουν ενσωματωθεί στο πλαίσιο, έχουν τη δυνατότητα να προσαρμοστούν και να χρησιμοποιηθούν για στρατηγικές τιμολόγησης σε διάφορους τομείς, επεκτείνοντας έτσι την εφαρμοσιμότητα και την επίδρασή του. H έρευνα ανοίγει νέους δρόμους για μελλοντική ερευνητική εργασία, τη βελτιστοποίηση των αλγορίθμων για την εφαρμογή του σε συνθήκες ροής δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Tο πλαίσιο έχει σχεδιαστεί και αναπτυχθεί ώστε να είναι επεκτάσιμο και μπορεί να προσαρμοστεί για να αντιμετωπίσει προκλήσεις τιμολόγησης σε άλλους τομείς πέρα από την υπολογιστική νέφους, όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT). Στο πλαίσιο της ερευνητικής δραστηριότητας της διατριβής για την επίτευξη των αναφερόμενων στόχων προέκυψε η ακόλουθη συνεισφορά στο επίπεδο τυποποίησης των προιόντων μεταξύ των παρόχων με στόχο την αποτελεσματικότερη και ευκολότερη σύγκρισή τους. Στο πεδίο της πρόβλεψης τιμών, η διερεύνηση στα πακέτα των reserved instances του IaaS, η διατριβή εισαγάγει την προσέγγιση αυτή. Τέλος, η αναπτυξη και βιβλιοθηκών ανοικτού κώδικα είναι ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα της έρευνας και έγκειται στη διαφάνεια και τη δυνατότητα αναπαραγωγής. Κάνοντας ανοιχτά τόσο τον κώδικα όσο και τα σύνολα δεδομένων, δίνεται η δυνατότητα σε άλλουςερευνητές σε διαφορετικές περιοχές, όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων να αναπαράγουν τις προτεινόμενες προσεγγίσεις και εργαλεία.