基于形式化的Web服务描述与动态替换

摘要

随着互联网技术和电子商务的飞速发展，各类企业都纷纷采用因特网和Web技术，将它们的主要服务搬到互联网上，以得到更强的自动性、更迅速的交易和更广阔的视野。SaaS(Software as a Service)这一概念被广泛接受，被认为是软件应用发展的下一个重要趋势，它也将进一步推动Web服务的发展。Web服务在商务活动和企业交流中扮演了越来越重要的角色，它的稳定性也就成为了人们关注的焦点，于是Web Service容错技术成为研究热点。？传统的Web Service容错主要从服务提供者和服务注册中心出发，采用扩展标准协议或服务注册中心的办法，建立服务冗余机制来进行容错。但是这样的容错机制往往对服务请求者是透明的，无法充分使用网络上各式各样的服务资源，缺乏灵活性。本文站在服务请求者的立场，从服务流程控制的角度出发，提出了一个服务容错框架。该框架采用多版本冗余的容错策略，通过服务匹配的方式动态的在网络上查找符合功能匹配的服务作为备份服务。当服务流程中的某个服务失效后，容错框架自动检测出失效，并使用备份服务替换掉失效服务，保证流程继续运行。？本文主要完成的工作有：？一、分析借鉴传统的服务容错技术，设计了一个基于多版本冗余容错策略的服务容错框架。该框架针对Fail-Stop类型的服务失效，利用轮询的方式检测失效后定位到失效服务，使用事先通过服务匹配方式查找到的备份服务替换失效服务以保证流程继续执行。？二、分析容错框架的信息构建问题，即分析服务的功能描述问题，指出服务功能主要由输入输出参数和内部逻辑流程来描述，提出使用领域概念本体语义地描述服务的输入输出，使用领域过程本体语义地描述服务内部逻辑流程，并最终给出SOFL结合领域本体描述服务的具体形式，为多版本冗余策略的核心匹配算法提供信息基础。？三、基于服务形式化语义描述，提出三级匹配思想，以服务需求为基准，对服务池中的服务依次进行领域本体匹配，输入输出匹配和过程匹配，最终得到精准的匹配结果。领域本体匹配基于相同功能的服务必引用相同的领域本体的思想筛选服务，是匹配服务和待匹配服务完成相同功能的基本保障；输入输出匹配从语义上比较匹配服务和待匹配服务的输入输出参数，要求匹配服务在输入输出参数上语义的包含待匹配服务；过程匹配把用服务过程本体元素标注过的CDFD按照一定规则转化为服务事件串集合，采用类似于求字符串编辑距离的方式求服务事件串的距离，在此基础上计算出服务事件串集合距离，并用服务事件串集合的距离表示对应的服务过程匹配度。？四、实现一套原型系统，并在一个典型实例场景下，验证系统框架的可行和有效，主要对服务匹配算法进行验证，说明它的有效性和精确性。？

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 Web 服务技术体系

1.2.2 Web 服务容错研究

1.3 主要研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 相关技术的分析与研究

2.1 失效检测

2.2 对Web 服务的描述

2.3 形式化工程方法SOFL

2.4 服务匹配算法研究

2.5 本章小结

第三章 基于多版本冗余的服务流程容错研究

3.1 服务流程容错问题分析

3.2 容错框架MRFSF 总体设计思路

3.3 服务信息构建

3.3.1 服务信息构建相关问题分析

3.3.2 本体构建

3.3.3 服务描述

3.4 运行容错控制策略

3.5 本章小结

第四章 服务形式化语义匹配算法

4.1 服务形式化语义匹配算法总体设计

4.2 服务形式化语义匹配算法实现

4.2.1 领域本体匹配

4.2.2 输入输出匹配

4.2.3 过程匹配

4.3 实例讨论与分析

4.4 本章小结

第五章 实现及验证

5.1 系统框架的设计及实现

5.1.1 框架总体设计

5.1.2 服务信息层的设计及实现

5.1.3 运行控制层的设计及实现

5.1.4 业务流程层的设计及实现

5.2 实例验证

5.2.1 本体构建实现

5.2.2 服务注册

5.2.3 流程构建

5.2.4 运行容错

5.2.5 结果分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 主要研究工作总结

6.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录

附录