基于随机Petri网的组合Web服务可信性研究

摘要

随着计算机和网络技术的迅速发展和普及，一种结合了web技术和软件工程技术的新型计算模式应运而生，它就是面向服务的新型计算模式，相应地产生了面向服务的体系结构（Service Oriented Architectures SOA）。SOA以服务组合为重要特性，将注意力放在服务上，使得应用程序能够集中起来提供更加丰富、目的性更强的商业流程，更加真实地反映业务模型。由于web服务组合资源利用和重整的优势和广泛的应用前景，成为当前研究的热点。虽然服务组合为有效利用网络资源和提供高效灵活的功能创造了新的契机，然而由于相关的研究尚处在起步阶段，web服务组合技术还面临很多挑战，web服务组合的可信性就是其中之一。 本文首先介绍了web服务组合基本概念和相关研究现状，以及系统可信性研究现状，同时还提出了关于web服务组合可信研究的三个主要指标：正确性、可靠性和安全性以及它们的含义。然后，根据研究的需要，对随机Petri网的库所和变迁进行了扩展，提出了扩展了服务信息的随机Petri网。引入了一种数据库所以分析模型中服务之间数据传递所引发的错误；在变迁上又引入了两个时间信息，分别描述服务的失效速率和修复速率，以分析服务组合的可靠性和安全性。接下来，给出了服务组合可信性的分析方法。在正确性分析方面，将服务参数作为研究对象引入到模型中，给出由于模型中数据访问引发的错误，并给出对应的Petri网模型的形式化描述和模型正确性分析算法，在建立模型可达标识图的基础上，利用算法获得模型正确性信息。在模型可靠性分析方面，通过求模型表示的整个服务组合的平均执行时间，在假定服务执行延时时间符合指数分布的情况下，求得服务组合在指定时间内完成任务的概率即可靠性。在安全性方面，主要通过建立服务失效模型，求解稳态概率，从而求出整个服务组合在受到恶意攻击或网络故障时提供服务的概率。最后，通过一个实例，应用给出的分析方法进行了相关分析计算。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

引言

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 服务组合研究现状

1.2.2 系统可信性研究现状

1.3 内容安排

2 web服务组合和可信web服务组合相关知识

2.1 web服务

2.1.1 web服务基本概念

2.1.2 Web服务体系结构

2.2 web服务组合

2.2.1 服务组合的提出

2.2.2 web服务组合实现框架

2.2.3 服务组合的方法

2.2.4 web服务组合面临的问题

2.3 可信web服务组合

2.3.1 可信概念的提出

2.3.2 web服务组合可信指标

3 Petri网及其扩展Petri网相关知识

3.1 Petri网的基本知识

3.1.1 Petri网基本概念

3.1.2 Petri网的动态性质

3.1.3 Petri网的分析方法

3.1.4 Petri网的结构性质

3.2 随机Petri网

3.2.1 随机Petri网基本概念

3.2.2 随机Petri网性能分析方法

3.3 扩展服务信息的随机Petri网

4 基于随机Petri网的组合web服务建模

4.1 基于随机Petri网的web服务组合建模

4.1.1 web服务网

4.1.2 随机Petri网模型

4.2 模型正确性分析

4.2.1 模型中的错误流程

4.2.2 模型正确性标准

4.2.3 模型正确性分析方法

4.3 web服务组合可靠性分析

4.3.1 服务组合可靠性的分析方法和步骤

4.3.2 四种基本结构的性能等价公式

4.3.3 服务组合可靠性评价

4.4 web服务组合安全性分析

4.4.1 服务组合安全性分析方法

4.4.2 服务失效模型

4.4.3 可修复系统模型基本结构

4.4.4 服务组合安全概率

5 基于web的文献检索和支付系统可信性分析

5.1 实例简述

5.2 建立服务组合Petri网模型

5.3 服务组合模型正确性分析

5.4 服务组合模型的可靠性分析

5.4.1 服务组合执行的平均时间

5.4.2 服务组合可靠概率

5.5 服务组合安全性

6 总结

6.1 本文的主要工作

6.2 进一步的工作

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果