Web服务组合方法研究

本文对当前Web服务组合的研究现状进行了阐述。介绍了服务组合的概念和实现框架,阐述了工作流模型、形式化和语义三大类Web服务组合方法,最后从五个方面对这三类组合方法进行了比较分析。     

一种有QoS保障的Web服务组合方法

随着可用Web Services数量的快速增长，如何根据用户的需求来自动组合Web Services，生成满足用户需求的组合业务，成为一项亟待解决的课题。提出了一种基于QoS的启发式算法，通过该算法，动态调用Web Services来自动生成满足用户所需目标的Web Service组合．同时，该算法还能够根据Web Services组合经验，对以后的Web Services组合方案进行调整。实验结果表明：该算法能够很好地适应网络上Web Services的不确定情况，与同类算法进行性能比较，也显示出较好的性能。     

基于遗传算法的Web服务组合优化

近年来国内外学术界和行业界围绕着Web服务组合开展了大量的研究工作,这些研究都把重点放在Web服务组合功能的实施上,而对组合服务质量的研究甚少.在建立Web服务组合优化模型的基础上,将遗传算法引入到Web服务组合中去,提出了基于遗传算法的Web服务组合的优化方法,给出了构建基于遗传算法的Web服务组合模型和求解方法,从而可以提高组合服务的质量,并能够使Web服务组合满足个性化需求.     

基于接口自动机的混合Web服务组合方法

在Web服务描述语言(WSDL)与网络服务的本体语言(OWL-S)共存的环境中难以实现Web服务混合组合,为此提出一种以接口自动机为基础的混合Web服务组合方法。分析和描述WSDL与OWL-S间的关系后,在服务组合过程中用接口自动机实现WSDL与OWL-S自动识别和组合;并将服务组合结果与预先设定好的服务质量进行优化对比,选择服务质量最优的来实现不同的业务逻辑。最后通过一组旅游消费服务实验分析验证表明,该方法可行、有效,服务组合效率提高了5%~10%。     

基于服务簇和QoS的Web服务组合方法

针对海量的语义Web 服务组合中如何提高搜索速度和获得最优组合的问题,提出了一种基于服务簇和服务质量(QoS)的快速组合方法。利用预先建立的服务簇进行服务搜索,可以有效缩小搜索空间,降低语义比较的复杂度,快速得到候选服务集合。组合过程中基于服务的最优组合QoS值动态确定阈值进行服务过滤,可以获得多个最优组合。同时采用高效的冗余处理方法保证组合中冗余服务最少,并采用服务簇内部过滤的方法限制候选服务数量,解决了因组合过多造成的运行超时问题。基于海量服务库进行实验,结果表明,服务搜索效率比普通搜索方法可提高几十倍,服务过滤和冗余处理效果明显,可快速获得多个QoS最优的无冗余组合,并且在百万级服务库进行大层次深度的组合时仍可保证良好的运行性能。     

基于动态QoS的Web服务组合

在Web服务组合中,现行的几种QoS衡量标准都将重点放在单个Web服务本身的质量上,而忽视了Web服务动态特性、组合特性以及服务组合中的网络特性。另外,在诸多服务组合的算法中,都只是强调组合服务的总体质量,却忽略了用户对某些质量属性的约束条件,从而导致服务重计算问题经常发生。为此,考虑了服务动态特性以及服务间的协作关系对组合服务质量的影响,提出了动态QoS模型;同时,综合了用户的质量约束以及组合服务的整体质量,将用户的质量约束引入服务组合流程中。最后通过实验证实了所提出的动态QoS模型能够根据服务实体的实时情况计算服务质量,同时将用户的质量约束引入服务组合流程中,有效地避免了服务重计算问题。     

基于规则映射的Web服务自动组合

针对目前多数Web服务组合流程需要人工设计的问题,提出一种基于输入输出参数与规则关联映射自动构建Web服务组合路径的方法。该方法首先给出产生式规则库,并对输入输出参数本体建模,然后从用户给定的输入出发,建立输入输出参数与规则相关联的映射表,在映射表中由用户期望的输出开始回溯找出所有满足条件的组合路径,最后根据服务质量描述,选取最优的组合方案返回给用户。     

Web服务组合综述

综述了Web服务组合的起源、概念和特点,介绍了Web服务组合的目标和方式,提出了服务组合的正确性验证及Web组合的性能分析、评价及其优化.     

基于用户视角的组合Web服务响应时间优化

针对响应时间,通过选择、调用合适的成员Web服务,对组合Web服务的QoS进行优化．该优化方法基于用户的视角,将组合Web服务运行时用户一次等待周期中需要执行的所有任务作为一个整体进行调度;同时根据组合Web服务流程的不同环节中用户对等待时间的不同敏感度,设置调度参数,降低关键环节超时的风险．实验表明,此方法可以有效地优化组合Web服务的响应时间,提高用户的满意度和QoS．     

Web服务组合方法综述

Web服务组合通过重用已有的Web服务满足用户高质量的应用需求,是面向服务架构研究领域的热点问题。该文对当前Web服务组合的研究现状进行了综述,分析了WSC的概念和实现框架。根据研究侧重点及其依赖的技术基础,将WSC方法归为两大类别——基于工作流、状态演算和进程代数模型描述的过程驱动的组合方法和基于语义描述的自动服务组合方法。对WSC的评价模型及其研究与应用中所面临的挑战进行了论述。     

基于成本效益系数的Web服务组合可靠性优化方法

为了解决Web服务组合优化过程计算量大、非线性等问题,提出在给定成本约束下利用成本效益系数(CBC)对Web服务组合可靠性进行优化的方法。首先分析了Web服务组合结构模式及其对应的可靠性函数,进一步给出服务组合的可靠性计算方法,并建立非线性可靠性优化模型;然后,通过组件服务的成本及其可靠性关系计算成本效益系数,进一步确定Web服务组合的优化方案,再根据优化模型计算得到优化结果;最后,以组件服务可靠性数据为基础,通过与传统的优化方法比较,验证了基于成本效益系数的方法可以在给定成本约束时获得更高的可靠性。实验结果表明,所提方法对Web服务组合进行可靠性优化是有效、合理的。     

基于WSMO服务质量的语义Web服务发现框架

当前对Web服务进行语义描述最流行的两个框架是OWL-S和WSMO,但它们主要都是从服务功能的角度对服务进行描述,缺乏对服务质量的明确刻画,导致服务请求者难以得到最佳服务.针对此问题,对WSMO规范进行了扩展,定义了一个服务质量(QoS)的元模型--WSMO-QoS,给出了QoS的本体词汇.在此基础上提出了基于QoS的语义Web服务发现框架,并给出一个从基本描述、IOPE、QoS三个层次实现服务匹配的算法.最后,实验结果验证了该服务匹配算法的有效性.     

基于拓扑序列归约的Web服务组合QoS度量算法

考虑有向无环图 (DAG)描述的组合服务模型,提出了一种新的组合服务QoS度量方法--基于拓扑序列归约的Web服务QoS度量方法（QCMTSR）。其借鉴迭代归约度量方法中的基本结构及QoS计算公式,定义了DAG图中的两类基本结构,串归约结构和并归约结构,并给出了两种基本结构的QoS属性计算公式;通过逐步归约DAG图拓扑序列中的每个节点,直至最后一个节点的QoS属性值就是组合服务的各QoS属性的度量结果。从理论上证明了QCMTSR算法适用于所有DAG描述的组合服务,并实验证明QCMTSR算法对可靠性和可用性能够更准确的度量。     

基于QoS的语义Web服务发现研究

将QoS引入到语义Web服务中,分析了QoS本体的描述方法、Web服务的发现方法和语义Web服务发现方法,建立了一个通用的QoS模型,模型中的参数属性基本能描述QoS的衡量标准。提出了基于QoS语义Web服务发现框架,第一步通过功能来发现Web服务,第二步通过建立的QoS模型来评价发现的Web服务集合,找到QoS最佳的Web服务。最后通过实例建立了语义功能本体和QoS本体。     

基于优化的灰狼算法的大规模Web服务组合

针对大规模Web服务环境中难以获得整体性能高的组合服务的问题,提出了一种大规模Web服务组合方法。首先,采用文档对象模型（DOM）对XML格式的用户需求描述文档进行解析,以生成抽象Web服务组合序列;然后,采用服务主题模型进行服务筛选,并为每个抽象Web服务选取Top-k个具体Web服务从而缩减组合空间;接着,为提高服务组合质量和组合效率,提出了一种基于Logistic混沌映射和非线性收敛因子的优化的灰狼算法（OGWO/LN）来进行最优服务组合方案选择;该算法采用混沌映射来生成初始种群以增加服务组合方案的多样性,并避免了多次局部寻优;同时,提出一种非线性收敛因子来调节算法的搜索能力以提高算法的寻优性能;最后,采用MapReduce框架对OGWO/LN进行了并行实现。在真实数据集上的实验结果表明,所提算法与IFOA4WSC、MR-IDPSO、MR-GA等算法相比,平均适应度值分别提高了8.69%、7.94%和12.25%,在解决大规模Web服务组合问题时具有更好的寻优性能和稳定性。     

一种语义Web服务的多层次匹配方法

现有的语义Web服务发现方法大多采用匹配等级来筛选服务，查找到的服务粒度较大，也没有考虑服务质量。对OWL-S语言进行扩展，增加对QoS（服务质量）的描述，提出了五层次三阶段的多层次匹配过程，采用语义相似度进行匹配。实验结果表明该匹配方法能够保证查找的查准率和查全率。     

基于语义的Web服务发现核心技术研究

在研究Web服务本体描述语言OWL S缺乏对服务质量的明确刻画的基础上,引入服务质量本体QoSOn对OWL S规范进行扩展。其次,提出了“两阶段”匹配模型,该算法首先经过基于服务分类的匹配剔除不相关的服务,然后引入服务相似度来度量候选广告服务和请求服务之间的相似程度;候选服务和请求服务之间的相似度是通过OWL S Profile的功能相似度和QoSOn本体的服务质量相似度两个方面进行综合评估的。最后,通过对比实验证明了该匹配算法的可行性和有效性。     

基于服务质量的Top-k Web服务选择方法

Web服务的质量属性具有动态性,实时性特点,能提供具有服务质量保障的Top-k服务选择,同时有效降低服务选择系统对宿主服务器及网络带来的负载。提出一种使用单调服务质量的效用函数,在规范化QoS属性的基础上,通过计算给定服务效用函数的取值空间,快速筛选出满足要求的Top-k服务的RTKS-QoS算法。实验结果证明,在k<20的情况下,RTKS-QoS算法的响应时间及给网络带来的流量负载,与不使用优化的情况相比,分别平均降低了55%及52%。     

随机QoS感知的Web服务组合概率分析

运行环境的开放性和动态性使Web服务的QoS具有内在的随机性。由QoS具有随机性的Web服务构造而成的组合服务,其QoS也具有随机性,从而使组合服务用户面临QoS需求不能被满足的风险。利用基于重要性采样的仿真方法,在随机PERT网络中对Web服务组合的QoS进行概率分析,以评估组合服务的QoS风险。方法通过一个简单的分布函数,引入权重函数以实现对目标分布函数的无偏估计。以实际的Web服务QoS数据为基础进行实验,对重要性采样技术和蒙特卡洛仿真的合理性和效率进行了对比,结果显示利用重要性采样技术进行组合服务QoS概率分析具有更高的精度与效率。