市场需求驱动的服务选择与无标度服务合作网研究

摘要

随着网络信息技术持续快速发展，市场需求驱动的“网络化经济”得以快速的发展。在松耦合、开放异构环境下，Web服务技术使得企业间的异构应用系统得以互操作和互通信，实现了企业间B2B电子商务的协同工作，实现了产品设计与制造的协同以及供应链的协同管理，从而使得整个网络服务供应链的竞争力得以提高，缩短产品研发周期，实现服务的自动发现、自动组合与自动装配。然而市场需求驱动下，服务质量属性偏好和服务选择优化模型都存在多元化趋势，现有的工业标准和研究都未能实现多元化建模。且现有的研究很少针对服务合作网络性质进行定性与定量的研究，无法预测和偏好服务注册网络和服务协作网络的本质性发展趋势。本文针对以上问题，主要的研究工作有：
　　 (1)通过归纳、对比分析，研究了常见Web服务选择方法和现有市场需求驱动的服务选择方法及它们存在的问题，并且归纳基于Web服务的推荐系统研究现状、无标度网络研究现状和无标度Web服务研究现状，对它们各自的优缺点和发展趋势进行分析。这些研究为本文的研究目标提供了确定性方向。
　　 (2)在松耦合、开放异构环境下，提出的支持推荐系统的Web服务资源管理架构-RCWSRF。RCWSRF在远程客户端实现了实现异地在线动态快速计算客户的QoS属性偏好；在本地服务器端实现了业务流程构造与自动装配，并从大规模的服务候选集合中选择符合服务请求者需求的最优服务组合；RCWSRF通过服务发现代理产生服务爬虫实现了跨分散式UDDI注册中心的服务搜索，在本地实现集中式服务管理，这样实现了混合式服务管理。针对服务请求者QoS属性偏好的不确定性，采用改进的层次分析法，在异地客户信息反馈平台根据服务请求者的属性偏好的相对重要性建立判断矩阵，实时的计算属性偏好，并自动修正不一致的判断矩阵，实现客户属性偏好权重的自动计算。通过实验表明，在线QoS属性偏好计算算法是有效且计算结果是符合用户偏好需求的。
　　 (3)本文服务选择推荐系统模块定义了服务匹配方法，考虑虚拟企业之间的合作与竞争关系使得服务组合元模型趋于多元化，针对不同的应用场景，建立两类服务选择元模型-通用全局服务选择模型和基于虚拟企业动态联盟的全局服务选择模型。这是问题复杂的线性或非线性0-1多目标规划问题，本文采用鲁棒性好的遗传算法实现全局服务选择。通过大量的实验与数据分析，两类服务选择模型都能快速的计算出满足用户要求的服务序列。通过RCWSRF的服务选择推荐系统的快速服务匹配与服务选择，使得的基于SOA架构的RCWSRF能真正实现自动装配。
　　 (4)本文揭示了基于UDDI注册中心的增长性服务社区网络社团结构性质，并从服务注册拓扑结构和业务服务关联网络两方面来研究与总结服务合作网络的无标度性质。因此本文关于无标度服务合作网络的研究为面向服务的体系结构提供有力的理论与实践依据，也对复杂网络的理论与实证研究起到了一定的推动作用。同时服务合作网无标度特性的揭示，为本文的服务发现与服务选择方法研究提供了更充足的理论依据。
　　 现在Web服务组合与服务发现研究领域，往往将各个相互竞争的服务抽象成相关性很弱的独立广告服务，在服务组合时仅从任务流程的微观结构进行定性的功能匹配和QoS分析，而未能更进一步的从宏观结构方面定量的考虑各个服务提供者间的企业组织关系，也未能在服务组合领域考虑UDDI与注册服务的宏观发展趋势。本文结合当前复杂网络研究的方法，从服务注册拓扑结构和业务服务关联网络两方面来研究与总结服务合作网络的无标度性质，研究了无标度服务注册网和无标度业务服务网，给出了基于BA模型和局域择优连接演化模型的演化算法。研究表明基于UDDI注册中心的增长性服务社区网络具有社团结构性质，同时仿真试验揭示了服务合作网无标度特性，在服务网络中亦存在“强者愈强，胜者通吃”的现象。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 基于QoS的Web服务选择研究现状

1.2.2 基于Web服务的推荐系统研究现状

1.2.3 无标度网络研究现状

1.2.4 无标度Web服务研究现状

1.3 研究内容和主要工作

1.4 文章结构和章节安排

第2章 Web服务资源管理架构-RCWSRF

2.1 面向服务的软件体系结构(Service-Oriented Architecture SOA)

2.2 基于UDDI标准规范的SOA架构存在的问题

2.2.1 常见的三种服务注册模式

2.2.2 标准UDDI注册中心的优点与局限性

2.3 支持推荐系统的Web服务资源管理架构-RCWSRF

2.4 服务质量及属性偏好权重计算

2.4.1 服务质量模型

2.4.2 服务质量的标准化

2.4.3 服务质量偏好权重的自动化计算

2.5 算法实例验证

2.6 本章小结

第3章 市场需求驱动的服务选择研究

3.1 服务匹配

3.2 组合服务QoS聚合方式

3.3 市场需求驱动的全局服务选择模型

3.3.1 通用全局服务选择模型

3.3.2 基于虚拟企业动态联盟的服务选择模型

3.4 全局服务选择优化求解模块设计

3.5 仿真实验

3.6 本章小结

第4章 服务合作网络的无标度性质研究

4.1 图论基础

4.2 增长的服务社区网络

4.3 服务合作网络无标度特性

4.3.1 无标度服务注册拓扑网络

4.3.2 无标度业务服务网

4.4 无标度服务合作网络演化模型

4.4.1 基于星形拓扑结构的演化模型

4.4.2 基于局域择优连接的演化模型

4.5 仿真实验与对比

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

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