基于广义随机Petri网的Web服务交互行为-环境模型

在因特网环境下,个体Web服务的可靠性和性能表现都与访问者的地域位置有关,其本质是服务交互行为受到了不可预知的网络环境的影响.而通过协调多个伙伴服务之间的交互操作而实现的服务组合更加容易受到网络环境因素的影响.在这种情况下,服务组合建模只考虑组合本身,而不考虑网络环境的影响,将会对模型的评估造成较大的偏差.于是,为了能够真实地评估服务交互行为与网络环境之间的关系,提出了一种基于广义随机Petri网的Web服务"交互行为-环境"模型.该模型不仅引入了伙伴服务的可靠性和性能方面的因素,而且充分考虑真实的网络环境因素.该模型能够对被建模系统进行定性和定量分析,从而指导服务组合方案的优化,评估网络环境对交互行为的影响.最后,进行了案例研究,并深入评估了该实例的可靠性、性能以及交互行为方面的属性.     

考虑失效恢复的组合服务性能建模与分析

互联网环境下运行的组合服务易受到资源故障和组件失效影响而导致失效.已有的失效恢复措施在提高服务可用性的同时也会对服务的性能产生负面影响.为了对失效可恢复情况下的组合服务性能进行量化,通过综合组合服务失效类型和恢复策略,给出一种考虑失效恢复的组合服务性能分析模型.采用排队Petri网(queueing Petri net,简称Qn)描述组合服务的失效发生及其恢复处理过程,重点研究实施重试和替换策略的服务运行情况.详细描述了考虑失效恢复的服务节点和链路QPN模型的内部结构,在此基础上,通过服务交互机制构建组合服务分散执行的性能模型.最后,采用QPME工具仿真和比较不同失效发生率、失效类型分布和恢复策略下组合服务模型的性能表现.结果表明,该方法能够定量分析失效恢复对组合服务性能的影响,有助于指导不确定网络环境下的信息服务系统失效恢复策略实施方案的设计.     

基于G/G/1-FCFS、M/G/1-PS和M/G/∞排队网络的Web服务组合性能分析

影响Web服务组合性能的因素分为"内因"和"外因",内因具体表现为:BPEL流程的结构、BPEL流程中变量取值的概率分布;外因具体表现为:Web服务器的软硬件处理能力、Web服务器的负载(包括"正对其进行性能分析的Web服务组合"对Web服务器形成的负载和"其它Web服务组合"对Web服务器形成的负载)以及Web服务器的调度策略.目前广泛采用的广义Petri网、排队Petri网、Markov过程和随机进程代数等模型不能同时综合建模上述各种"内因"和"外因"对Web服务组合性能的影响,导致不能全面分析Web服务组合在互联网环境下的性能.文中建立了一组把影响Web服务组合性能的各种"内因"和"外因"映射到具有G/G/1-FCFS、M/G/1-PS和M/G/∞排队节点类型的排队网络的映射规则,给出了一组建立在排队网络基础上的Web服务组合性能分析指标体系及其计算公式,并以这些性能分析指标体系为基础,分析了Web服务组合的性能及其变化规律,以便在Web服务组合部署前,分析预测Web服务组合在互联网环境下的性能.     

Web服务组合性能评价的流逼近与扩散逼近研究

Web服务组合系统的规模尺度和复杂程度的不断提高以及调用请求的周期化和一般化,使得Web服务组合系统的性能建模和分析更加困难。针对该问题,建立了一组把服务组合的基本交互关系和Web服务器处理能力、负载等因素映射到开排队网络的映射规则。提出了一种基于逼近理论与排队模型相结合的分析方法,克服了以往研究中调用请求到达过程和服务过程受限的情况,得到了系统关键性能指标的流逼近与扩散逼近定理。最后,分析了系统的性能及其变化规律。本文的结果和方法为研究更加一般的大型Web服务组合系统提供了一个新的途径。     

基于代理和BPEL4WS的Web服务合成与实现

Web服务的交互和实现被推荐通过软件代理来实现.Web服务目前还不能很好地支持动态、自适应的服务组合和分布式业务流程.软件代理在建模、知识表达和交互等技术上的优势,能够强化Web服务的交互和动态应用能力.基于代理和面向流程建模的BPEL4WS,可以实现Web服务面向业务应用的合成与执行,支持多个协同的业务流程及其动态配置.系统分析了代理、BPEL4WS和Web服务整合的技术与实现方案,利用JADE平台开发了相关的测试模型,并且以网上拍卖为案例,验证了所提方案及实现.     

基于OPN的环境约束下Web服务组合正确性分析

为了研究环境约束下Web服务组合的正确性,提出Web服务域和Web环境域的概念,并使用开放Petri网对Web服务域和Web环境域进行建模.通过分析Web环境域模型与Web服务域模型组合后的交互行为情况,给出了二者可组合的前提条件以及组合后的正确性判定算法,从而实现在环境约束下Web服务组合的正确性分析和判定.最后通过具体实例结果表明了该方法的有效性.     

Web服务合成研究综述

Web服务的发展将Web应用从信息交互领域扩展到了服务交互领域。Web服务诸多的特性使得它非常适合于商务应用集成，因此工业界和学术界都希望能够通过合成多个Web服务从而获得增值的新服务。在服务合成的过程中，不仅需要语义清晰的服务描述语言和直观的建模方法，并且应该能够动态地发现构件服务，顺利地执行复合服务以及对其进行事务处理。此外对Web服务合成的分析评估也将有助于理解复合服务中每一项活动的行为，从而促使不断改进服务合成技术。     

Web 服务组合功能与QoS 的形式化统一建模和分析

进程代数是一种适合描述Web服务组合的形式建模语言,然而同样对QoS建模和分析的支持不足.在现有进程代数的基础上,提出了一种代价概率进程代数PPPA(priced probabilistic process algebra),给出其语法和语义,证明其具有功能、概率和代价的统一建模和分析能力.给出了基于PPPA统一建模和分析Web服务组合功能和QoS的方法.实例建模和分析了Web服务组合的功能、可靠性、性能和代价,其结果表明,PPPA可以有效地支持Web服务组合功能和QoS的形式化统一建模和分析.     

基于服务交互行为的复杂服务协同网络建模

随着分布式计算技术的发展,以自治的服务协同与互操作为主要构造手段、结构与行为随需而变的面向服务的软件系统已成为当前主流的软件架构,分析并理解服务交互行为对于这类复杂软件系统的开发、维护和运营具有重要意义.针对面向服务的软件系统中基本构成元素Web服务的复杂交互执行行为,考虑到服务自治性及系统规模化所带来的复杂性,借鉴复杂网络建模分析方法,提出了一种考虑服务行为特征的服务动态行为生长演化模型.模型首先以真实服务的服务结构数据为基础,以服务间参数关联关系为核心,通过参数匹配建立服务结构网络作为基本连通性约束,代表可能发生交互关系的服务.然后,基于服务间的择优选择、组合交互及动态重组等特性,对面向服务的软件系统生长演化及动态执行行为进行了仿真建模.在Seekda及QWS数据集上进行了仿真实验,结果表明:与传统的软件系统的层次性结构有所不同,由自治的Web服务所构成的软件系统具有更强的模块性;与系统中个体服务演化规则,如择优连接及动态重组相比,服务结构网络的性质对系统最终形态有更重要的影响,相关结果对大规模服务软件的构建及分析具有重要的指导意义.     

语义标记Petri网的组合Web服务建模与验证(英文)

随着Web服务组合的发展,整合业务过程成为可能。组合Web服务可以被看作是基于过程的工作流。由于死锁、不安全和不可达等流的设计错误会影响组合Web服务的有效执行,因此这些错误应在组合Web服务执行前被检测出并修改。提出了基于语义标记Petri网的组合Web服务建模与验证方法。首先提出语义标记Petri网(SaPNs),并给出其语义;用受限描述逻辑tableau算法获得组合Web服务;使用SaPNs描述组合Web服务及其组成部分;最后,使用基于SaPNs的分析方法验证了组合Web服务。使用该方法在开放的Internet环境下可以获得满足客户需求的、可靠的组合Web服务。     

基于WS-BPEL 的Web 服务组合技术

随着Web服务技术的不断发展,越来越多的Web服务已经发布在互联网上。然而独立的Web服务功能通常有限,不能满足用户或企业实际应用的需求。因此,Web服务的组合显得越来越重要。介绍了Web服务组合和WS-BPEL的相关知识,使用最新的业务流程执行语言WS-BPEL描述业务流程,在J2EE集成开发环境下设计并实现了基于业务流程思想的贷款审批应用实例,在Web服务执行引擎Active BPEL上进行部署,对Web服务进行了有效的组合。     

A simulation-based approach for dynamic process management at web service platforms

Web services technology is being adopted as a viable deployment approach for future distributed software systems that enable business-to-business and business-to-consumer interactions across the open and dynamic internet environment. Recent research is focused on developing support technologies for web service discovery, on-demand service composition, and robust execution to facilitate web services based deployment of business processes. Developing techniques to cope with the volatile and open nature of the web during execution of composite services at the service platform is essential for delivering reliable and acceptable performance in this new process delivery framework. In this paper, we propose a simulation-based framework to guide scheduling of composite service execution. Online simulation of the dynamics of the open environment is used for scheduling service requests at the service platform. Comparison of the look-ahead simulation for different scheduling policies with the current execution state provides guidelines for service execution in order to cope with system volatility. We have implemented a prototype of the proposed framework and illustrate the feasibility of our approach with experimental studies.     

基于Petri网的Web服务交互行为一致性检测方法

在复杂多变且不可预知的因特网环境中,Web组合服务的实际交互行为和它本身定义的规约之间的一致性是难以确保的。为了解决这个问题,提出了一种将服务组合实例的服务交互行为Petri网模型应用于交互行为一致性检测的方法。首先,提出了一个Web服务交互行为的运行时监控框架,从行为抽象和提取方法、服务交互行为的捕获机制以及交互行为一致性运行时检测方法三方面进行了详细介绍。还详细描述了基于服务交互行为Petri网模型的一致性检测机制。最后,对一致性检测方法的负载和性能进行了充分的评估。     

一种基于CPN的运行时监控服务交互行为的方法

BPEL对Web服务组合的描述特性使得它很难表达和分析服务组合中的交互行为属性.这些行为属性需要遵循一定的交互协议.然而良定义的交互协议还是容易受到侵犯,这将导致服务组合进程产生状态不一致的问题.为了解决这类实际交互行为与其服务组合描述之间的不一致性问题,提出了一种由BPEL描述自动构造运行时监控器的方法.首先提出了一种基于有色Petri网(CPN)的形式化表示模型以及服务组合规约到模型的映射方法,用于精确表达从BPEL流程描述中提取的服务交互行为规约.然后,描述了由CPN形式化表示模型生成运行时监控器的方法.该运行时监控器能够捕获所有进出服务组合进程的交互消息,并且检测是否存在违背交互协议的行为.     

基于流程树的BPEL4WS中流程服务动态优化方法*

针对服务流程建模语言BPEL4WS难以满足用户个性化需求也无法适应动态环境变化的问题,提出了一种动态优化BPEL4WS中流程服务的方法。该方法给出了一种Web服务交互代价计算模型,用来评价用户对Web服务的偏好程度以及实时环境下Web服务交互的现实代价。将BPEL4WS描述的服务组合流程转换为服务组合流程树,并借助领域本体对流程树节点进行语义检查,消除流程树中不合法的流程组合。通过深度优先遍历流程树,利用单亲遗传算法对流程服务进行优化组合。最后给出应用算例,并对用来优化组合流程服务的单亲遗传算法的适用性与     

一个基于偏序事件结构的Web服务模型及其形式化组装

随着Internet的发展，服务化和Web化趋势使得一个基于Web的分布式软件服务计算环境正在形成；同时随着大规模应用需求的不断涌现，单个的Web服务往往不能很好地满足一些复杂的应用。因此Web服务之间的集成组装就显得尤为重要。分析Web服务的交互和协同行为可以发现，分布性和并发性是基于软件服务分布计算系统的本质特征。这就往往使得组装的正确性难以得到保证，从而需要提供一定的手段加以支持；同时，基于软件服务分布计算系统的效率问题也值得关注。我们认为，利用偏序关系对这些问题加以处理是一种理想和有效的手段；而同时我们发现，在服务的组装中，服务与服务之间存在着一种自然的偏序关系。本文基于此，从形式化的角度研究了软件服务及其组装，提出了一种基于偏序事件多集的Web服务的形式化模型。本文从服务内部事件而不仅仅是服务的角度来考察并发问题，这使服务内和服务问的更多的事件可以并行执行，并使得组装后的系统可以更高效地进行实施，从而使得Web服务的并发拉度变细；在此基础上给出了一种服务组装语言和规则，以确保在组装过程中出现的局部变化不影响整体的Web服务的正确组装，从而能够从形式化的角度来规范Web服务的集成组装，使其正确性和效率能够得到保证。     

QoS-Driven Self-Healing Web Service Composition Based on Performance Prediction

Web services run in a highly dynamic environment, as a result, the QoS of which will change relatively frequently. In order to make the composite service adapt to such dynamic property of Web services, we propose a self-healing approach for web service composition. Such an approach is an integration of backing up in selection and reselecting in execution. In order to make the composite service heal itself as quickly as possible and minimize the number of reselections, a way of performance prediction is proposed in this paper. On this basis, the self-healing approach is presented including framework, the triggering algorithm of the reselection and the reliability model of the service. Experiments show that the proposed solutions have better performance in supporting the self-healing Web service composition. This work is supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No. 60773218.     

Toward Behavioral Web Services Using Policies

Making Web services context-aware is a challenge. This is like making Web service expose appropriate behaviors in response to changes detected in the environment. Context awareness requires a review and extension of the current execution model of Web services. This paper discusses the seamless combination of context and policy to manage behaviors that Web services expose during composition and in response to changes in the environment. For this purpose, a four-layer approach is devised. These layers are denoted by policy, user, Web service, and resource. In this approach, behavior management and binding are subject to executing policies of types permission, obligation, restriction, and dispensation. A prototype that illustrates how context and policy are woven into Web services composition scenarios is presented as well.