一种支持QoS约束的Web服务组合的研究

摘要

随着Web服务数量的不断激增，同一个服务会有许多Web服务来提供，用户需要更有增值更丰富的服务，而不是功能单一的孤立的Web服务。因此，合成具有高质量的Web服务将成为需要解决的焦点问题。客户将会面临这样一种难题，要在成千上万个可能的组合规划中选择或创建一个满足他们QoS需求的规划。典型的与Web服务相关的QoS属性有执行代价，执行时间，可用性，成功执行率，声誉，使用频率等。从工程的角度来看，生成一个满足客户QoS需求的组合规划是一个耗时的优化问题。
　　 本文在现有Web服务组合的基础上，深入研究了一种支持QoS约束的Web服务组合。在综合比较了DAML-QoS本体和WSMO-QoS本体模型的优缺点后，对OWL-S进行了扩展，构建了具有语义描述能力的QoS本体模型：OWL-S-QoS本体，该模型具有良好的扩展性并支持多种度量方式，能更好地满足服务描述的需求，并能够实现向前兼容。根据Web服务描述模型，构建了基于OWL-S-QoS本体的Web服务发现模型，实现了Web服务四级过滤三级匹配算法，该算法是一个自顶向下逐步精化的过程，不但能够应对用户、领域的多种需求，并且还可以把虚假发布信息对服务QoS评价影响降低到最小。针对上述组合优化问题，提出了一个结合禁忌搜索和模拟退火技术的Web服务组合算法以及支持该算法的架构，该算法以一种不违反QoS约束的优化方式把高质量的Web服务自动分配给组合模式中的原子过程，并以混合的元启发式搜索为特征，结合禁忌搜索和模拟退火技术，不但可以找到满足约束的组合规划而且还能减少搜索规划所需的计算负担。该架构支持以用户友好方式自动生成支持QoS约束的Web服务组合规划，由一个组合代理和执行规划优化器所组成，组合代理用于发现候选的Web服务，执行规划优化器用于实现提出组合算法。
　　 在模拟环境下，通过与整数规划方法的比较，我们验证了该组合算法有很好的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状分析

1.3论文研究的主要内容

1.4论文的组织结构

第二章Web服务组合概述

2.1Web服务组合概念

2.2 Web服务组合的分类

2.2.1基于工作流的Web服务组合

2.2.2基于AI规划的Web服务组合

2.2.3基于图搜索的Web服务组合

2.3支持QoS的Web服务组合

2.4本章小结

第三章QoS信息描述与QoS计算

3.1 OWL-S本体

3.2 QoS本体模型发展现状

3.2.1 DAML-QoS本体

3.2.2 WSMO-QoS本体

3.2.3 DAML-QoS本体与WSMO-QoS本体的优缺点

3.3 OWL-S-QoS本体

3.3.1 OWL-S-QoS本体介绍

3.3.2 OWL-S-QoS本体与OWL-S本体的关系

3.4 QoS计算模型

3.4.1 QoS属性定义

3.4.2单个QoS属性计算

3.4.3 QoS整体评价

3.5组合服务QoS计算与目标函数设计

3.5.1组合服务QoS计算

3.5.2目标函数设计

3.6本章小结

第四章基于OWL-S-QoS本体的候选Web服务发现

4.1 Web服务描述模型

4.2基于OWL-S-QoS本体的Web服务发现模型

4.3 Web服务匹配算法

4.3.1服务匹配思想及流程

4.3.2服务匹配算法

4.4仿真与分析

4.5本章小结

第五章支持QoS约束的Web服务组合算法及支撑架构

5.1基本思想

5.1.1组合算法基本思想

5.1.2组合规划架构思想

5.2支持QoS约束的Web服务组合算法

5.2.1初始规划生成方法

5.2.2邻接规划生成方法

5.3支持QoS约束的组合规划架构

5.3.1 QoS属性信息的描述

5.3.1模式仓库

5.3.2候选Web服务发现

5.4试验

5.4.1生成满足QoS约束的规划

5.4.2组合试验

5.5本章小结

总结与展望

工作总结

工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢