基于未确知理论的Web服务QoS评价方法研究

摘要

Web服务技术的发展提供了一种新的整合服务的技术。随着网络的发展，会出现多个服务提供者提供功能相同或相似的服务。QoS则成为衡量和评价一个服务的最佳切入口。然而Web服务的QoS具有不确定性，是动态变化的。首先，Web服务运行在的动态的Internet环境下，Web服务的QoS将随着网络环境的变化而出现波动的情况。其次，由于Web服务的自治性，服务提供者也可能会因为各种问题而不能持续提供其承诺的QoS。因此，如何针对不确定性对Web服务的QoS进行表示，以便得到一个相对合理的评价结果成为一个亟待解决的问题。
　　针对面向不确定性的Web服务QoS评价问题，本文提出了一个基于未确知理论的Web服务QoS评价方法。本文在分析了面向不确定性的Web服务QoS表示模型应具有的基本能力基础上，引入未确知理论来处理Web服务QoS的不确定性，为了能够更精确刻画Web服务QoS的不确定性，给出了未确知区间数的定义，并分别采用有理数、未确知有理数和未确知区间数对不同的Web服务QoS指标值进行描述，在此基础上建立了基于未确知理论的Web服务QoS描述模型UBQoSM。给出了基于UBQoSM的组合服务QoS表示模型及聚合方法，设计了基于UBQoSM的服务评价方法。针对如何基于服务执行日志进行QoS指标值的计算问题，设计了包含UBQoSM参数值计算和参数值增量维护两个阶段的UBQoSM参数值计算过程。在UBQoSM参数值计算阶段，给出了基于聚类的UBQoSM参数值计算方法，为了更好地体现历史执行信息中值的分布情况，采用了一种多分辨率无参密度聚类的方法对数据进行聚类，并提出了一种基于信息熵的评价方法，可以得到最佳的聚类状态，进而得到区间划分模式，在区间划分模式基础上生成UBQoSM参数值。在UBQoSM参数值增量维护阶段，为了避免频繁的进行更新操作，本文采取了一种基于新增日志数据对UBQoSM参数值进行增量维护的方法，分别针对单一Web服务和同类Web服务的增量参数与原参数相似度和匹配度的计算方法，给出了基于增量参数值进行增量维护的聚合算法。最后，本文设计与实现了基于UBQoSM的Web服务评价工具，实现了文中提出的服务评价方法，并通过实验分析了本文所提方法的适用性。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 课题背景和意义

1．2 研究内容

1．3 论文组织结构

第2章 研究基础

2．1 Web服务QoS

2．1．1 Web服务QoS的度量与评价

2．1．2 面向不确定性的Web服务QoS模型

2．2 未确知理论

2．2．1 未确知数及未确知有理数

2．2．2 未确知有理数的计算和评价方法

2．3 聚类算法

2．4 小结

第3章 基于未确知理论的服务QoS评价框架

3．1 服务QoS评价中面临的不确定性问题分析

3．2 基于未确知理论的服务QoS表示模型

3．2．1 基于未确知数的服务QoS表示思路

3．2．2 Web服务的UBQoSM表示模型

3．3 基于UBQoSM模型的组合服务QoS聚合方法

3．4 基于UBQoSM的服务评价与指标值计算

3．4．1 基于UBQoSM的服务评价方法

3．4．2 服务UBQoSM参数值计算过程

3．5 小结

第4章 基于聚类的UBQoSM参数值计算方法

4．1 基于聚类的服务UBQoSM参数值计算框架

4．1．1 基于聚类的服务UBQoSM参数值计算思路

4．1．2 基于聚类的服务UBQoSM参数值计算过程

4．2 基于无参密度聚类的区间划分方法

4．2．1 面向区间划分的无参数密度聚类流程

4．2．2 基于信息熵的聚类结果评价

4．2．3 基于无参密度聚类的区间划分算法

4．3 基于区间划分结果的服务UBQoSM参数值计算

4．4 小结

第5章 UBQoSM参数值的增量维护方法

5．1 UBQoSM参数值的增量维护思路

5．2 面向单一服务的UBQoSM模型参数值维护方法

5．1．1 面向单一服务的相似度的计算

5．1．2 面向单一服务划分模式的模型聚合算法

5．2 面向同类服务的UBQoSM模型参数值维护方法

5．2．1 面向同类服务的模型匹配度的计算

5．2．2 基于全局区间划分的模型聚合算法

5．3 小结

第6章 基于UBQoSM服务评价工具设计与实现

6．1 评价工具设计

6．1．1 功能结构设计

6．1．2 数据库设计

6．2 评价工具实现

6．2．1 工具初始化模块实现

6．2．2 QoS计算模块实现

6．2．3 评价模块实现

6．3 实验分析

6．3 小结

第7章 结论

7．1 本文的主要工作

7．2 工作展望

参考文献

致谢