基于QoS的Web服務發(fā)現與組合方法研究.pdf

1、電子商務應用的不斷深入發(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、編程語言、軟件技術和數據庫管理等技術因素的企業(yè)應用系統可以在Internet環(huán)境下進行企業(yè)之間的應用互操作和應用集成,要求能夠根據不同的應用需求,快速、靈活地發(fā)現合適的業(yè)務應用程序,或者在單個業(yè)務應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)務應用系統,并使得它們可以有機地協同工作來為用戶提供服務。Web服務概念以及web服務體系結構的提出使得服

2、務提供者可以將自己的軟件以服務的形式提供給用戶。同時,Web服務通過將不同層次的應用和資源抽象成統一的形式并提供標準的服務使用方法,為分布環(huán)境下資源共享與協同工作提供了很好的支持。在新的面向服務的應用環(huán)境中,在業(yè)務需求驅動的促使下,以Web服務方式進行的、有服務質量(QoS)確保的Web服務發(fā)現與組合方法己經成為Web服務領域研究的重點。目前,Web服務發(fā)現方法對QoS的支持不夠,匹配算法缺乏靈活性;在Web服務功能流程中每個節(jié)點的服務

3、選擇如何確保全局服務質量和支持動態(tài)重計劃方面還研究很少;在自動構建Web服務功能流程方面尚無相關研究。這幾面的薄弱影響了Web服務的廣泛應用,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、遺傳算法等學科的相關知識和方法來描述并求解Web服務領域的QoS問題,針對基于QoS的Web服務發(fā)現與自動組合方法進行了研究。本文主要的工作和成果如下:1.提出了一個基于QoS的Web服務發(fā)現與組合框架。本文在充分參考相關研究的

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

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

6、實驗結果表明,該方法具有較高的服務查準率和足夠的服務匹配效率,是可行的和有效的。3.提出了基于參數推導圖自動構建Web服務功能流程的方法。針對目前大多數的Web服務功能流程都需要人工設計的問題,提出一種基于參數推導圖自動構建Web服務功能流程的方法。該方法給出Web服務的謂詞表示形式;通過建立參數推導圖中的四種關系和構造算法,實現了Web服務組合的圖形建模;然后定義參數推導圖的完全關聯矩陣,通過對關聯矩陣的行實施合并運算,自動將參數推導

7、圖轉換成以Web服務為結點,以服務間依賴關系為邊的Web服務功能流程圖。理論分析和實驗結果證明了該方法的有效性和可行性。4.設計了支持QoS全局最優(yōu)和動態(tài)重計劃的Web服務選擇算法(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服務選擇算法(GODRP)。該算法使用位置矩陣編碼方式來表示服務組合的所有執(zhí)行路徑和重計劃信息;通過計算個體間服務質量的海明