ХМАРНИХ СПОЖИВЧИЙ СЕРВІСІВ НАДЛИШОК

Abstract

Провайдери хмарних рішень надають в оренду засобами захищених інтернет-з'єднань обчислювальні потужності та дисковий простір, а їхні споживачі сплачують лише за вибрані ними ресурси з можливостями гнучкого масштабування, що дозволяє цілком адекватно замінювати і розвивати свою цифрову інфраструктуру без юридичних прав власності на обладнання чи програмне забезпечення. В результаті замовники хмарних послуг дістають готові сервіси, а їхні провайдери - необхідні ресурси для подальшого розвитку своїх послуг. Робота присвячена обчисленню сумарному виграшу всіх учасників такого ринку при різних моделях ціноутворення. Ключові слова: хмарні послуги, ціноутворення за підпискою, ціноутворення від оплати за користування, двочастинний тариф, байдужий споживач. Провайдеры облачных решений дают в оренду средствами защищенных интернет-соединений вычислительные мощности и дисковое пространство, а их потребители платят лишь за выбранные ними ресурсы с возможностями гибкого масштабирования, что позволяет вполне адекватно заменять и развивать свою цифровую инфраструктуру без юридических прав собственности на оборудование или программное обеспечение. В результате заказчики облачных услуг получают готовые сервисы, а их провайдеры - необходимые ресурсы для дальнейшего развития своих услуг. Работа посвящена вычислению суммарного выграша всех участников такого рынка при разных моделях ценообразования. Ключевые слова: облачные услуги, ценообразование за подпиской, ценообразование от оплаты за пользовние, двухчастный тариф, безразличный потребитель. The providers of cloud solutions create rentals for computing power and disk space by means of the protected Internet-connections while their consumers pay only for the resources chosen with options of flexible scaling, assuming rather adequate substitution and development for their digital infrastructure without legal property rights for hardware or software. As a result, the users of cloud products get ready services, and their providers obtain the resources necessary for further development of their products. The work is devoted to computing the total gain of all participants in such a market at various pricing models.

Keywords

• cloud services
• subscription pricing
• pay-per-use pricing
• two-part tariff
• indifferent consumer

-

Найбільш сучасним видом таких аутсорсингових компаній є провайдери та брокери провайдерів хмарних послуг. Ці компанії (хмарного середовища) поєднують всі переваги та недоліки аутсорсингових компаній, деякі з них такі:

- переваги аутсорсингу: концентрація всіх зусиль на основному бізнесі, зростання рентабельності, відкритість до залучення стороннього досвіду, надійність, відповідальність та стабільність, гнучкість масштабів бізнесу;

- недоліки аутсорсингу: загроза конфіденційності, людський чинник (плин кадрів і незнання повної картини стану інфраструктури клієнта), необґрунтоване виконання забаганок (клієнт завжди правий), комерційні загрози бізнесу аутсорсингу, переважно завищена вартість послуг. Національним інститутом стандартів і технологій (NIST) США, іншими організаціями із світовим авторитетом, наприклад, Cloud Standards Customer Council (CSCC), встановлені обов'язкові характеристики хмарних обчислень, які задають суб’єктну, об’єктну, рольову та взагалі архітектурну модель хмарних обчислень від технічного до комерційного боку. Такі принципові стандартизовані риси є: self service on demand, універсальний доступ до послуги споживачем через мережу передачі даних, об'єднання ресурсів, еластична масштабованість, облікові, адміністративні, моніторингові та аналітичні послуги. Значну перевагу в сенсі згаданих складових структуруваних ІС та ІТ мають хмарні моделі обслуговування, моделі розгортання та інші хмарні рішення [ 5–7 ]. Достатньо вагомими слід визначити економічні аспекти використання хмарних послуг, обчислень та взагалі хмарного середовища, споживачі можуть істотно знизити капітальні витрати, тривалий час побудови та введення в експлуатацію великих об'єктів інфраструктури ІС та ІТ, збільшення попиту на обчислювальні потужності гнучко нівелюються хмарними технологіями. При використанні хмарних обчислень, витрати споживача зміщуються від капітальних до операційних, що частково компенсує витрати на оплату послуг хмарних провайдерів. Загальний підхід Мережеві галузі відрізняються від традиційних, зокрема, поняттями критичної маси [ 8 ] і байдужого споживача [ 9 ]. Одним з авторів даної роботи було оцінено період критичної маси переходу на смартфони в Україні та Польщі [ 10 ]. Мережеві галузі привертають дедалі більший інтерес багатьох дослідників у світі [ 11–15 ] через поширення хмарних технологій. Оскільки характеристики цих технологій мають відповідати традиційним очікуванням споживачів, то повідомлення про ці технології потребують ретельного і всебічного аналізу. Аналізу та перевірці новітніх результатів [ 11 ] присвячена дана робота. Дослідимо моделі ціноутворення (хмарних послуг) для випадків 1) ціноутворення за підпискою, 2) ціноутворення від оплати за користування (pay-per-use pricing), 3) ціноутворення з двочастинним тарифом (twopart tariff pricing) [ 9 ] з точок зору прибутку провайдера (послуги чи продукту), споживчого надлишку [ 9 ] і суспільного добробуту [ 9–13 ]. Випадки 1) і 2) досліджувалися раніше [ 12 ], а випадки 1), 2), 3) порівнювалися з точки зору прибутку провайдера [ 13 ]. Моделі 1)–3) застосовуються на практиці ціноутворення хмарних послуг. Для простоти нехай провайдер є монополістом. Припустимо, витрати для надання послуг дорівнюють T (q, p)  A  p q ,   ( A N  p Q)  c Q . V (u)  u  p , а функція попиту індивідуального споживача виражатиметься лінійною функцією Отже, споживач u купує послугу при u  p , дістаючи при купівлі чисту корисність (надлишок (surplus)) де V (u, q) – загальна цінність (value) q одиниць продукту для споживача u . При гетерогенному розподілі споживачів різні споживачі можуть купувати різні обсяги продукту в залежності від особистих оцінок цього продукту. Подібно робіт [ 14, 15 ] (автор роботи [ 14 ] – Нобелівський лауреат 2014 р.), припустимо, що V  q 2V  q2 Зазначимо, що V (u, 0)  0 ,  u  q  p  0 ,

 1  0 , звідки випливає увігнутість функції V (, q) . Тоді споживач u обирає такий обсяг qu ( p) , що максимізує його споживчий надлишок Su (q, p)  V (u, q)  T (q, p)  u 2  (u  q)2 2

 A  p q ,  A  p q   A  p (u  p)  (u  p)(u  p)  2 p (u  p)

 A  2 (1) Модель ціноутворення за підпискою Такі провайдери, як Dropbox, Google та інші, визначають ціну продукту, виходячи з тривалості його користування (вимірюваної в місяцях або роках) незалежно від обсягу його споживання: такі провайдери застосовують модель 1) ціноутворення. Тоді рішення споживача про купівлю продукту визначається фіксованою ціною A та його оцінкою споживання продукту: якщо ця оцінка перевищує A (чиста корисність є додатною), то споживач купує цей продукт. У моделі 1) Споживачу uˆ байдуже, купувати продукт чи ні, якщо звідки N  U  uˆ  U  2 A . Споживач U з найбільшою готовністю платити за продукт купуватиме обсяг qU  U  A продукту. Тому споживачі купуватимуть загальний обсяг продукту

U Q   u d u  uˆ u 2 U 2 ˆ u 

uˆ 2  2   A , Провайдер визначає свою оптимальну ціну, виходячи із загальної кількості N покупців послуг і граничних витрат c для задоволення ринкового попиту на ці послуги. У моделі 3) вважається, що є два типи споживачів, які характеризуються різними витратами провайдера. У моделі 1) загальний обсяг продажу продукту провайдером визначається кількістю споживачів, які купують цей продукт, а загальні витрати визначаються загальним обсягом продукту, який купують усі споживачі. Загалом споживачі купують різні обсяги продукту, виходячи з максимізації своєї чистої корисності, а провайдер обирає оптимальну фіксовану ціну AS підписки (subscription), виходячи з максимізації свого прибутку: 0    A  U   A1.5 2  c  U  c  2  A

, AS   A 

U 2 2

 (U  2 c)(5U  2 c)  18 4 (U  c)2 (U  2 c)  3c (U  2 c)(5U  2 c) 

 54 (U  2 c)(4U 2  8U c  4 c2 15U c  6 c2 ) 54  (U  2 c)(4U 2  8U c  U c  2 c2 ) 54  (U  2 c)[4U (U  2c)  c (U  2 c)] 54  (U  2 c)2 (4U  c) 54

,

    (4U  c  3U  3c)(4U  c  3U  3c)  (7U  4 c)(U  2 c)

9 9 CS S  1  (U  2 c)  (7U  4 c)(U  2 c) 

6 3 9 Отже, суспільний добробут (social welfare) становить

(U  c)2 (7U  4 c) SW S  CS S   S  (U  2 c)2 (7U  4 c)  (4U  c)(U  2 c)2  162 162 54 (U  2 c)2 (7U  4 c  12U  3c)  162  (U  2 c)2 (19U  7 c) 162 Вищезазначена умова (2) означає, що найбільша готовність споживачів платити принаймні вдвічі перевищує граничні витрати провайдера. Модель ціноутворення від оплати за користування Такі провайдери хмарних послуг, як Amazon і Google, стягують ціни через EC2, S3 і Google App Engine, виходячи з моделі 2). У цій моделі (pay-per-use pricing) при A  0 споживчий надлишок в силу рівняння (1) становить SuP  Оскільки при ціні p споживач u купує обсяг q  u  p продукту, то

U U u2 U QP   q d u   (u  p) d u  uˆ p 2 p  p u U  p  P  p QP  c QP  ( p  c) QP  ( p  c)(U  p)2

. 2

U 2  p2  2 pU 2 (6) 

, N P  U  p P  U  U  2 c

2 (U  c) 

, 3 QP   P  uˆT  p  2 A , N T  U  uˆT  U  p  2 A , Таким чином, модель 3) ціноутворення хмарних послуг з двочастинним тарифом (two-part tariff pricing) має такі характеристики:

U U QT   q du   (u  p) d u  uˆT uˆT 0   T  A  (U  p)2  A  (p  c)(U  p)  2 A  (U  p)(U  p  2 p  2c) 

 p 2 2 4(U  2 p  c)2 18 A, Висновки

 25 375  43 (U  c)3 536  CS T  uUˆT Su d u  uUˆT  u 2pT 2  AT  d u  (u 6pT )3   CS P , CS T , суспільного добробуту SW S , SW P , SW T для моделей 1), 2), 3) відповідно. Порівняльний аналіз цих значень, а також розробка моделей мережевого ціноутворення є предметом окремого дослідження.

Розглянуті раніше задачі мають гарні шанси на застосунок в задачах моніторингу і адміністрування на майданчиках хмарного провайдера, його хмарних підрядників та брокерів. Особливо слід підкреслити значущість моделі 2), яка припускає необхідність застосування нефіксованих параметрів поставлених задач, що по-суті означає гнучку тарифікацію послуг (хмарних послуг, сервісів, мікро-сервісів тощо).

Перспективним є побудова багаторівневої моделі, яка відповідає зв’язкам та ієрархічній залежності рольової моделі хмарного середовища у відповідності до встановлених міжнародним стандартам NIST та CSCC. [ 16, 17 ]. Література

References

1. Glushkov V.M. Basic principles of building automated organizational management systems . USiM . 1972 . N 1. S. 9 - 18 .

2. Glushkov V.M. Introduction to ACS . Kiev: Technology. 1972 . 309 p.

3. Cybernetics, computer science, computer science. Selected works . In 3t. / Glushkov VM; Editor: Mikhalevich VS (ed.), etc .; T. 3. Cybernetics and its application in the national economy . USSR Academy of Sciences. Institute of Cybernetics . V.M. Glushkova. Kiev: Science. opinion. 1990 . 224p.

4. Glushkov V.M. Fundamentals of paperless computer science . Second edition , corrected. M .: Science . The main edition of physical and mathematical literature . 1987 . 552 p.

5. Krivonos Yu .G., Ivlichev V.P. , Gavrilenko S.O. Modern experience in creating corporate distributed information systems and technologies in multilevel public, departmental or private organizational infrastructures. History, present and prospects of information technology development in Ukraine and the world. Materials of the 7th All-Ukrainian scientific-practical conf. "Glushkov readings" (November 21, 2018 ). Kyiv: Interservice SPE LLC . 2018 . S. 35 - 38 .

6. Gavrilenko S.O. , Golotsukov G.V. Some architectural solutions for service-oriented corporate information systems and technologies on the eve of the application of the principles of the cloud environment. Ideas of Academician VM Glushkov and modern problems of artificial intelligence. Proceedings of the VIII All-Ukrainian scientific-practical conference "Glushkov readings", dedicated to the 50th anniversary of the Faculty of Computer Science and Cybernetics of KNU (November 29, 2019 ). Kyiv: Lira-K Publishing House . 2019 . C. 41 - 43 .

7. Gavrilenko S.O. , Shchetinin I.E. Some architectural elements are subject to urgent transformation into a cloud environment of documentoriented information systems and technologies. Ideas of Academician VM Glushkov and modern problems of artificial intelligence. Proceedings of the VIII All-Ukrainian scientific-practical conference "Glushkov readings", dedicated to the 50th anniversary of the Faculty of Computer Science and Cybernetics of KNU (November 29, 2019 ). Kyiv: Lira-K Publishing House . 2019 . C. 44 - 46 .

8. Gorbachuk V.M. Determination of the critical mass of distribution of network products . Scientific and technical information . 2013 . № 4. C. 50 - 55 .

9. Gorbachuk V.M. Methods of industrial organization. Cases and exercises. Economics and organization of production . Economic Cybernetics . Business Economics. K .: A.S.K. 2010 . 224 p.

10. Chikrii A. , Denisova N. , Gorbachuk V. , Gromaszek K. , Krivonos Y. , Lytvynenko V. , Matychyn I. , Osypenko V. , Smailova S. , Wojcik W. Current problems in information and computational technologies. V. 2 . W. Wojcik , J. Sikora (eds.). Lublin: Politechnika Lubelska . 2012 . 196 p.

11. Chun , S.-H. Cloud services and pricing strategies for sustainable business models: analytical and numerical approaches . Sustainability . 2020 . 12 , 49. P. 1- 15 .

12. Chun S.-H.; Choi B.-S . Service models and pricing schemes for cloud computing . Cluster computing . 2014 . 17. P. 529 - 535 .

13. Chun S.-H.; Choi B.-S.; Ko Y.W. ; Hwang S.H. The comparison of pricing schemes for cloud services . Frontier and Innovation in Future Computing and Communications. Lecture Notes in Electrical Engineering . Volume 301. J. Park , A. Zomaya , H.Y. Jeong , M.Obaidat (eds.) Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2014 .

14. Tirole J . The Theory of industrial organization . Cambridge, MA, USA; MIT Press, 1995 .

15. Schmalense R. Monopolistic two -part pricing arrangements . Bell journal of economics . 1981 . 12. P. 445 - 466 .

16. https://www.nist.gov/topics/cloud-computing-virtualization

17. https://www.omg.org/cloud/ Одержано 06. 03 . 2020 Про авторів: Горбачук Василь Михайлович, доктор фізико-математичних наук, в .о. завідувача відділу.

http://orcid.org/0000-0002-4700-6704.