Web服务核心支撑技术:研究综述

随着电子商务的迅速崛起,基于Web的应用模式迅速发展,Web应用从局部化发展到全球化,从B2C(business-to-customer)发展到B2B(business-to-business),从集中式发展到分布式,Web服务成为电子商务的有效解决方案.Web服务是一个崭新的分布式计算模型,是Web上数据和信息集成的有效机制.Web服务的新型构架,Web服务的高效执行方式,Web服务与其他成熟技术的有机结合以及Web服务的集成是解决现实应用问题的重要技术.从Web服务研究的不同侧面对其进行了综述,阐述了Web服务的基本概念,分析了当前Web服务的主要研究问题及其核心支撑技术,概括了Web服务中的数据集成技术、Web服务的组合、语义Web服务、Web服务发现,Web服务安全,P2P(Peer-to-Peer)新型计算环境下的Web服务解决方案和网格服务等方面的研究内容,并对这些技术进行了总结,结合已有的研究成果,展望了Web服务未来的研究方向及其面临的挑战.  

基于本体论和词汇语义相似度的Web服务发现

Web服务的大量涌现对服务发现提出了挑战，UDDI上基于关键词和简单分类的服务发现机制已经不能很好满足需要．该文在分析现有相关研究的基础上，提出了基于本体论和词汇语义相似度的Web服务发现方法．通过构建Web服务本体，给出一个明晰的Web服务发现的研究对象，指出可对Web服务进行的几种相似度计算，并对其中的词汇语义相似度计算进行详细讨论．文中具体给出两种词汇语义相似度计算方法，其中第一种方法计算词汇语义相似度基于词语间距离度量，第二种方法计算词汇语义相似度则建立在义原相似度基础上．引入本体论和词汇语义相似度，为Web服务相似度计算、Web服务发现提供了一种有效可行的方法．  

一种支持QoS约束的Web服务发现模型

服务质量(QoS)描述了一个产品或服务满足消费者需求的能力．提供有保证的QoS是Web服务在商业应用中获得成功的关键．如何动态地选择出最适合用户需求的Web服务正在引起研究领域的关注．该文提出了一种支持QoS约束的Web服务发现模型(WSDM-Q)．该模型定义了一组描述Web服务QoS及信誉度的分类tModel，引入了QoS量化的概念，采用了QoS协商和反馈机制，支持携带QoS描述信息的服务发布和基于QoS约束的服务发现．协商机制允许服务提供者根据运行时的状态对服务请求进行接纳控制，反馈机制允许服务注册中心对服务提供QoS的信誉度进行动态评估和调整。该模型不需要改变UDDI的内部实现，能够直接在现有的UDDI服务上进行扩展．作者已经基于Mierosoft.Netf平台和Microsoft UDDI服务实现了一个原型系统．  

服务部署与发布绑定的基于P2P网络的Web服务发现机制

Web服务技术的兴起为Web的使用提出了新的计算模型，构建基于面向服务的架构(SOA)的应用是未来分布式计算的发展方向．在SOA所要解决的技术问题中，服务的自动发现是难点和关键．文章提出了一种基于P2P技术和语义网技术的服务发现机制，将服务的部署与服务的发布无缝地绑定在一起，在处理用户查询的时候，提出了二阶段查询方法和两层搜索机制，提高了查询的效率．该机制由于采用了P2P技术，使得服务提供者可以自由地随时加入、变更和退出，不会影响最终用户的查询效果．文章还提出使用服务成长期和服务僵死期这两个指标，对服务发现机制进行性能评价．  

一种双层P2P结构的语义服务发现模型

在开放的Internet环境下,多本体共存是一种必然.同时,集中式的语义服务发现机制是整个面向服务计算的瓶颈,导致系统的可扩展性差.为了支持多本体共存并提高系统的可扩展性,提出一种双层P2P语义服务发现模型.该模型以本体社区为核心,将iVCE(Internet-based virtual computing environment)的核心概念集成到P2P模型中.基于该模型,提出一种分两个阶段、3个步骤的服务发现算法.除了在本体社区内以外,算法还可以实现跨社区的服务发现.在本体社区内,算法首先根据语义相似性选定相应的注册服务器,然后再利用逻辑推理来实施精确的服务匹配.而跨社区的服务发现则按照一定的策略实施.该模型适用于多本体共存的开放环境.实验结果表明,通过合理的参数配置,模型能在查全率和服务发现响应时间之间加以折衷,并取得较好的结果;另外,模型能够在不降低服务查全率的情况下降低注册服务节点的平均负载.  

利用服务聚类优化面向过程模型的语义Web服务发现

如何快速、准确和高效地发现满足用户需求的Web服务是现阶段急需解决的关键问题之一.文中针对现有的Web服务发现机制中存在的效率低下和查准率不高的两个问题,提出了一个新的语义Web服务发现框架.在该框架下,采用Petri网作为Web服务过程描述的形式化工具.首先,利用聚类技术,从服务的功能相似和过程相似两个层面对服务进行聚类预处理,从而在很大程度上降低服务的查找空间,提高服务的查找效率.进一步,针对服务请求中可能潜在的行为约束,建立基于Petri网的过程需求模型,将其与候选服务的过程模型进行比较,对满足功能需求的可行服务进一步筛选,从而提高查找的精确度.最后,利用仿真实验对所提出的方法进行验证.  

普及计算中基于接口语义描述的动态服务组合方法

在普及计算环境中缺乏把已经存在的简单的服务灵活地动态地组合出更加复杂的服务的方法．提出了一种在此环境下的基于接口语义匹配的动态服务组合方法，给出了基于语义的基本服务的描述规范、组合服务的描述规范、组合服务的实例生成算法和控制执行的动态服务组合的系统框架并通过实例实现，验证了该框架的可行性．根据当前环境中已有的服务组合出更加复杂的服务，该算法对有效地利用系统的资源、降低服务设计和实现的复杂性具有非常重要的意义．  

一种面向消费者的服务发现机制

服务发现是把服务消费者和服务提供者联系起来的纽带，服务发现机制的优劣直接关系到服务框架的成败，提出的发现机制是一种面向服务消费者的服务发现机制，它作为对已有发现机制的一种补充，采用本地缓存服务信息和添加标注的方法，可以加快发现服务的速度，降低访问远程发现服务器的次数，还可以为服务提供者提供广告自己服务的途径，该机制实现服务按名和属性发现，能充分照顾服务消费者的个性特点和消费倾向。  

基于二分图匹配的语义Web服务发现方法

如何从大规模服务集合中快速而准确的发现目标服务是应用Web服务技术的关键.现有基于语义的Web服务发现方法应用实施难度大且效果存在较大提升空间.文中首先提出了Web服务注册的信息模型,该模型不受限于具体的Web服务模型和表达语言,支持接口语义标注和接口依赖关系的申明.进而提出了基于二分图匹配的语义Web服务发现方法,通过对二分图最佳匹配进行扩展,将服务匹配问题转化成二分图的扩展最佳匹配的求解问题,支持服务接口之间的依赖关系,从而提高服务发现的效果.一系列仿真实验表明文中方法不仅能较大提高服务发现的召回率和准确率,而且还能以线性时间复杂度满足用户请求.