基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合方法研究.pdf

1、電子商務(wù)應(yīng)用的不斷深入發(fā)展要求分布在不同地理位置、具有多種多樣的硬件平臺、操作系統(tǒng)、編程語言、軟件技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理等技術(shù)因素的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)可以在Internet環(huán)境下進(jìn)行企業(yè)之間的應(yīng)用互操作和應(yīng)用集成,要求能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求,快速、靈活地發(fā)現(xiàn)合適的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序,或者在單個業(yè)務(wù)應(yīng)用程序無法滿足需求的情況下能自動化地組合各種己有的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),并使得它們可以有機地協(xié)同工作來為用戶提供服務(wù)。Web服務(wù)概念以及web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的提出使得服

2、務(wù)提供者可以將自己的軟件以服務(wù)的形式提供給用戶。同時,Web服務(wù)通過將不同層次的應(yīng)用和資源抽象成統(tǒng)一的形式并提供標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)使用方法,為分布環(huán)境下資源共享與協(xié)同工作提供了很好的支持。在新的面向服務(wù)的應(yīng)用環(huán)境中,在業(yè)務(wù)需求驅(qū)動的促使下,以Web服務(wù)方式進(jìn)行的、有服務(wù)質(zhì)量(QoS)確保的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合方法己經(jīng)成為Web服務(wù)領(lǐng)域研究的重點。目前,Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法對QoS的支持不夠,匹配算法缺乏靈活性;在Web服務(wù)功能流程中每個節(jié)點的服務(wù)

3、選擇如何確保全局服務(wù)質(zhì)量和支持動態(tài)重計劃方面還研究很少;在自動構(gòu)建Web服務(wù)功能流程方面尚無相關(guān)研究。這幾面的薄弱影響了Web服務(wù)的廣泛應(yīng)用,如何較為圓滿的解決以上問題是一個嶄新的研究課題。本文利用本體論、圖論、遺傳算法等學(xué)科的相關(guān)知識和方法來描述并求解Web服務(wù)領(lǐng)域的QoS問題,針對基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與自動組合方法進(jìn)行了研究。本文主要的工作和成果如下:1.提出了一個基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合框架。本文在充分參考相關(guān)研究的

4、基礎(chǔ)上,提出了一個全面支持QoS的通用Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合框架。該框架將基于QoS的服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合過程分為接收用戶請求、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、功能流程設(shè)計、全局QoS服務(wù)選擇、服務(wù)組合執(zhí)行、組合結(jié)果評估等6個階段,能夠支持服務(wù)組合中功能流程的自動構(gòu)建和QoS全局最優(yōu)的Web服務(wù)自動選擇。該框架的提出,為基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合研究起到了提綱挈領(lǐng)的指導(dǎo)作用。2.提出了一種新的支持QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法(WSSM-Q)。針對目前服務(wù)發(fā)現(xiàn)匹配

5、算法缺乏靈活性的問題,提出了一種新的支持QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法(WSSM-Q)。該方法定義了一組描述Web服務(wù)QoS屬性的分類tModel,用QoS量化值來描述服務(wù)提供者的QoS通告,用約束型需求和偏好型需求來描述服務(wù)消費者的QoS需求。定義了三個層次的服務(wù)匹配規(guī)則,引進(jìn)匹配函數(shù)來計算服務(wù)相似程度,采用四階段發(fā)現(xiàn)算法來選取滿足消費者需求的Web服務(wù)。該方法不需要改變WSDL和UDDI的內(nèi)部結(jié)構(gòu),能夠直接在現(xiàn)有協(xié)議上進(jìn)行實現(xiàn)。原型系統(tǒng)

6、實驗結(jié)果表明,該方法具有較高的服務(wù)查準(zhǔn)率和足夠的服務(wù)匹配效率,是可行的和有效的。3.提出了基于參數(shù)推導(dǎo)圖自動構(gòu)建Web服務(wù)功能流程的方法。針對目前大多數(shù)的Web服務(wù)功能流程都需要人工設(shè)計的問題,提出一種基于參數(shù)推導(dǎo)圖自動構(gòu)建Web服務(wù)功能流程的方法。該方法給出Web服務(wù)的謂詞表示形式;通過建立參數(shù)推導(dǎo)圖中的四種關(guān)系和構(gòu)造算法,實現(xiàn)了Web服務(wù)組合的圖形建模;然后定義參數(shù)推導(dǎo)圖的完全關(guān)聯(lián)矩陣,通過對關(guān)聯(lián)矩陣的行實施合并運算,自動將參數(shù)推導(dǎo)

7、圖轉(zhuǎn)換成以Web服務(wù)為結(jié)點,以服務(wù)間依賴關(guān)系為邊的Web服務(wù)功能流程圖。理論分析和實驗結(jié)果證明了該方法的有效性和可行性。4.設(shè)計了支持QoS全局最優(yōu)和動態(tài)重計劃的Web服務(wù)選擇算法(GODRP)。針對如何從大量具有相同功能與不同QoS特征的執(zhí)行計劃中選出最優(yōu)方案,本文提出了一種支持QoS全局最優(yōu)和動態(tài)重計劃的Web服務(wù)選擇算法(GODRP)。該算法使用位置矩陣編碼方式來表示服務(wù)組合的所有執(zhí)行路徑和重計劃信息;通過計算個體間服務(wù)質(zhì)量的海明