（计算机应用技术专业论文）基于qos的组合服务优化方法.pdf

摘要 摘要 w 曲服务以及面向服务的架构s o a ( s e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 为分布异构环境下的资 源共享和应用互操作提供了有效支持，动态组合多个现有w e b 服务，形成一个新的、更火粒度 的增值服务成为i n t e m e t 上构建分布式应用的一种重要模式。随着w e b 服务数量的增长和应用范 围的扩大，服务质量q o s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) 成为服务选择的重要依据，基于q o s 的服务选择 是w 曲服务组合研究领域的一个重要问题。本文对服务组合流程建模、组合服务q o s 评估以及 基于q o s 的服务选择算法等问题展开研究，主要工作如下： ( 1 ) 设计服务组合模型p r r d ：基于工作流建模技术，考虑服务组合的过程逻辑、资源需 求、用户需求以及服务组合相关数据，设计了一个具有多视图特性的服务组合模型p r r d ：在过 程模型基础上定义了服务执行路径s e p 的概念及其d a g ( d i r e c t e da c y c l i cg r a p h ) 图的生成方 法，作为组合服务q o s 评估和服务选择算法设计的基础。 ( 2 ) 提出q o s 驱动的两阶段服务选择框架：分析组合服务结点间的时序特征，定义了松弛 距离的概念，并基于松弛距离提出组合服务q o s 的计算方法q c m s d ；采用定性和定营相结合 的描述方法，设计了便于用户理解和表达个性化需求的q o s 全局需求模型；并对该模型提出q o s 驱动的两阶段服务选择框架q t p s s f ，第一阶段将可局部优化q o s 转化为结点的局部q o s 约束， 利用支持q o s 约束的服务发现机制实现，第二阶段则将可全局优化o o s 分为3 个不同的全局优 化目标，对应三个不同的服务选择问题。 ( 3 ) 对截止期约束下费用最小化的服务选择问题，提出两个基于截j ：期分解的启发式算法： 利用逆向分层( b l ) 分解截止期，提出逆向分层截j ：期分解算法d b l ：基于最早树的关键路径 分解截l = 期，提出关键路径截止期分解算法d c p ；两算法基于动态规划改进，分别得到个d b d p 和d c p d p ；仿真结果表明：d b l 能有效改进正向分层截止期分解算法d t l ( d e a d l i n et o pl e v e l ) 的平均性能，而d c p 克服了上述两个分层算法不能用于较小截i ：期的不足，并在有效截j = 期范 围内获得了较好性能；动态规划的仿真结果表明：d b d p 和d c p d p 能分别提高d b l 和d c p 的 平均性能，且d b d p 对d b l 性能的改进效果最为明显。 ( 4 ) 对成本约束下完工时间最小化的服务选择问题，提出两个基丁优先级规则的迭代启发 式算法：根据同一路径上的结点在运行时间上的分享特性和并行结构中的结点在运行时间上的共 享特性，定义时间耦合强度t c s 和有效逆分层强度v b s 两个概念；分别和最大收益率规则m p r ( m a x i m u mp r o f i tr a t i o ) 结合，提出m p t c s 和m p v b s 两个优先级规则；两规则迭代改进初始 解的性能，实现目标函数的优化；仿真结果表明：m p t c s 和m p v b s 均能增强m p r 规则的局部 寻优能力，显著提高了m p r 规则的平均性能；且m p t c s 规则在平均性能和运行效率上都优于 m p v b s 规则，但m p v b s 规则在某些特定问题实例上显示出较好性能。 ( 5 ) 对时间费用多目标优化的服务选择问题，提出两个多目标遗传算法：将时间费用多目 标优化的服务选择闷题分为无约束时间费用多目标优化的服务选择问题t c o s s 与截e 期和成本 约束下多目标优化的服务选择问题d b c s s ；在多目标遗传算法基础上设计了两个问题的求解算 法t c o g a 和d b c g a ：仿真结果表明：t c o g a 与g o d s s 相比，在不同特征的问题实例上均 获得了数量众多、分布均匀，且有较高质龌的p a r e t o 最优解：d b c g a 与m o e a w p 相比，在不 同情况下获得的最优解都充满可行目标空间，特别在约束值较高的情况下，d b c g a 取得了较多 的、分布均匀的、高质量的p a r e t o 最优解。 关键词：w e b 服务组合：服务质量：服务选择；工作流；启发式算法；多目标遗传算法 东南大学博一l j 学位论文 a b s t r a c t w 曲s e r v i c e sa n ds e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ( s o a ) c a ne f f i c i e n t l yr e s o l v et h er e s o u r c e s h a r i n ga n da p p l i c a t i o ni n t e r o p e r a b i l i t yi nd i s t r i b u t e da n dh e t e r o g e n e o u se n v i r o n m e n t s ，s oi t i sa n i m p o r t a n tp a t t e r nt od y n a m i c a l l yi n t e g r a t ep r e v i o u s a v a i l a b l ew e bs e r v i c e st of o r man e w l yv a l u e a d d e d w e bs e r v i c e w i t ht h ee n r i c h m e n t so fw e bs e r v i c e s s e v e r a ls e r v i c ep r o v i d e r sm a yp r o v i d es a m e f u n c t i o n a ls e r v i c e s 谢t hd i f f e r e n ts e r v i c eq o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) ，s oq o s - d r i v e ns e r v i c es e l e c t i o ni s c r i t i c a lt ow e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n o u rr e s e a r c hf o c u s e so nt h es e r v i c ec o m p o s i t i o nm o d e l t h e c o m p o s i t es e r v i c eq o se v a l u a t i o nm e t h o da n dt h eq o s - d r i v e nw 曲s e r v i c es e l e c t i o n t h em a i n c o n t r i b u t i o n so ft h i sd i s s e r t a t i o na r ea sf o l l o w s ：、 ( 1 ) as e r v i c ec o m p o s i t i o nm o d e l ( p r r d ) i sp r o p o s e d b a s e dt h ew o r k f l o wm o d e l i n gt e c h n o l o g y , a m u l t i - v i e ws e r v i c ec o m p o s i t i o nm o d e lp r r di sp r o p o s e d t h em o d e le x h i b i t sf o u ra s p e c t s ，i e p r o c e s s m o d e l ( p ) ，s e r v i c er e s o u r c em o d e l ( r ) ，u s e rr e q u i r e m e n tm o d e l ( r ) a n ds e r v i c ec o m p o s i t i o nr e l e v a n t d a t a ( d ) b a s e do nt h em o d e l ，s e r v i c ee x e c u t i o np a t h ( s e p ) i sd e f i n e d ，a n di t sd a g ( d i r e c t e da c y c l i c g r a p h ) d e s c r i p t i o n i s g e n e r a t e d t h ep r o p o s a lm o d e lc a n f a c i l i t a t et h ec o m p o s i t es e r v i c eq o s e v a l u a t i o na n dt h eq o s d r i v e ns e r v i c es e l e c t i o nm e t h o dd e s i g n ( 2 ) q o s - d i r v e nt w o p h a s es e r v i c es e l e c t i o nf r a m e w o r ki sp r e s e n t e d b ya n a l y z i n gt h et e m p o r a l c o n s t r a i n t sa m o n gs e r v i c en o d e si nd a g ，t h es l a c kd i s t a n c e ( s d ) i sd e f i n e d t h e n ，a ne f f i c i e n tq o s c o m p u t i n gm e t h o db a s e do ns l a c kd i s t a n c e ( q c m s d ) i sp r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h eq o sc o m p u t i n g p r o p e r t i e s ，ap e r s o n a l i z e dg l o b a lq o sr e q u i r e m e n tm o d e li sd e s i g n e da n dd e s c r i b e db yq u a l i t a t i v ea n d q u a n t i t a t i v ea n a l y s i s t h er e q u i r e m e n tm o d e lc a nb ee a s i l yu n d e r s t o o d a c c e p t e da n do p e r a t e db yu s u a l u s e r s f o rt h eg l o b a lq o sr e q u i r e m e n tm o d e l ，aq o s - d r i v e nt w o - p h a s es e r v i c es e l e c t i o nf r a m e w o r k ( q t p s s f ) i sp r e s e n t e d t h ef i r s tp h a s et r a n s f o r m st h el o c a lo p t i m i z a t i o nq o sp a r a m e t e r si n t ol o c a l q o sc o n s t r a i n t so ft h es e r v i c en o d e s ，w h i c hc a nb eo p t i m i z e db ys e r v i c ed i s c o v e r ym e c h a n i s m s u p p o r t i n gq o sc o n s t r a i n t s ( s d m q c ) t h es e c o n dp h a s ec o n s i s t so f 3s e r v i c es e l e c t i o np r o b l e m sw i t h d i f f e r e n tg l o b a lo p t i m i z a t i o no b j e c tf u n c t i o n s ( 3 ) t w oh e u r i s t i c sa r ep r o p o s e dt or e s o l v et h ed e a d l i n ec o n s t r a i n e ds e r v i c es e l e c t i o np r o b l e mw i t h t h eo b j e e to fc o s tm i n i m i z a t i o n b a s e do nt h ed e a d l i n ed i v i s i o ns t r a t e g y , d e a d l i n eb o t t o ml e v e l ( d b l ) a n dd e a d l i n ec r i t i c a lp a t h ( d c p ) i sd e s i g n e d i nd b l ，t h eg i v e nd e a d l i n ei sd i v i d e di n t ot h et i m e w i n d o w so fs e r v i c en o d e sb a s e do nb o t t o ml e v e l s i nd c p , t h eg i v e nd e a d l i n ei sd i v i d e di n t ot h et i m e w i n d o w so fs e r v i c en o d e sb a s e do nt h ec r i t i c a lp a t ho ft h ee a r l yt r e e i na d d i t i o n t h e yc a nb ef u r t h e r i m p r o v e db yt h ed y n a m i cp r o g r a m m i n gm e t h o d ，w h i c hc a ni m p l e m e n tt h eo p t i m a ls o l u t i o no fe a c h s e r i a lr e d u c t i o ng r o u p e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a td b lc a nd r a m a t i c a l l yi m p r o v et h ea v e r a g e p e r f o r m a n c eo fd t l ( d e a d l i n et o pl e v e l ) ，a n dd c po u t p e r f o r r n st h et w ol e v e l i n ga l g o r i t h m sa ta l l f e a s i b l ed e a d l i n e s i na d d i t i o n ，t h et w om o d i f i e dd e a d l i n ed i v i s i o ns t r a t e g i e sb a s e do nt h ed y n a m i c p r o g r a m m i n g ，d b d p ( d e a d l i n eb a c k w a r dd y n a m i cp r o g r a m m i n g ) a n dd c p d p ( d e a d l i n ec r i t i c a l p a t hw i t hd y n a m i cp r o g r a m m i n g ) p e r f o r mb e t t e rt h a nd b la n dd c pr e s p e c t i v e l y m o r e o v e r , d b d p c a l lc o n s i d e r a b l yi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo f d b l ( 4 ) t w oi t e r a t i v eh e u r i s t i c sa r ep r o p o s e dt or e s o l v et h eb u d g e tc o n s t r a i n e ds e r v i c es e l e c t i o n p r o b l e mw i t ht h eo b j e c to ft i m em i n i m i z a t i o n a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h et i m e - d e p e n d e n t c o u p l i n gs e r i a ln o d e sa n dt i m e s h a r i n gp a r a l l e ln o d e s ，t w oc o n c e p t sc a l l e dt c s ( t i m e d e p e n d e n t c o u p l i n gs t r e n g t h ) a n dv b s ( v a l i db o t t o m - l e v e ls t r e n g t h ) a r ed e f i n e d b yi n c o r p o r a t i n gt h e mi n t o r u l em p r ( m a x i m u mp r o f i tr a t i o ) ，r e s p e c t i v e l y , t w on e wr u l e s ，i e ，m a x i m u mp r o f i tr a t i ow i t h t i m e - d e p e n d e n tc o u p l i n gs t r e n g t h ( m p t c s ) a n dm a x i m u mp r o f i tr a t i ow i t hv a l i db o t t o m l e v e ls t r e n g t h ( m p v b s ) a r ep r e s e n t e d s t a r t i n gf r o mt w od i s t i n c ti n i t i a ls o l u t i o n s t w oi t e r a t i v eh e u r i s t i c s a r e c o n s t r u c t e dt om i n i m i z et h ed u r a t i o n t h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t 山et w or u l e s c a l l a b s t r a c t c o n s i d e r a b l yi m p r o v et h ea v e r a g ep e r f o r m a n c eo fr u l em p r m o r e o v e r , c o n s i d e r i n gt h em e a s u r e so f t h ea v e r a g ep e r f o r m a n c ea n dt h ea v e r a g ec o m p u t a t i o nt i m e ，r u l em p t c so u t p e r f o r m sr u l em p v b s ， b u tr u l em p v b si sm o r ee f f e c t i v et h a nr u l em p t c sa ts o m ec o n c r e t ei n s t a n c e s ( 5 ) t w om u l t i - o b j e c t i v eg e n e t i ca l g o r i t h m sa l ei n v e s t i g a t e dt oi m p l e m e n tt h em u l t i - o b j e c t i v e o p t i m i z a t i o ns e r v i c es e l e c t i o np r o b l e m t h em u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o ns e r v i c es e l e c t i o np r o b l e mi s f i r s tt r a n s f o r m e di n t ot w os u b o p t i m i z a t i o np r o b l e m s ，i et i m ea n dc o s to p t i m i z a t i o ns e r v i e es e l e c t i o n p r o b l e m ( t c o s s ) ，a n dd e a d l i n ea n db u d g e tc o n s t r a i n e ds e r v i c es e l e c t i o np r o b l e m ( d b c s s ) t h e n ， b a s e do nm u l t i o b j e c t i v eg e n e t i ca l g o r i t h m ，t c o g a ( t i m ea n dc o s to p t i m i z a t i o ng e n e t i ca l g o r i t h m ) a n dd b c g a ( d e a d l i n ea n db u d g e tc o n s t r a i n e dg e n e t i ca l g o r i t h m ) a r ep r o p o s e d t c o g ac a nr e s o l v e t h et c o s sp r o b l e m ，a n dd b c g ac a r lr e s o l v et h ed b c s sp r o b l e m e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t t c o g ac a no b t a i nm u c hm o r eq u a n t i t a t i v e ，u n i f o r m l yd i s t r i b u t e d ，a n dh i g h - q u a l i t yp a r e t os o l u t i o n s t h a ng o d s si na l lt e s ti n s t a n c e s a sw e l ld b c g ac a no b t a i nu n i f o r m l yd i s t r i b u t e dp a r e t os o l u t i o n si n t h ef e a s i b l er e g i o n sw i t hd i f f e r e n tt e s ti n s t a n c e s m o r e o v e r , d b c g ap e r f o r m sm u c hb e t t e rt h a n m o e a w pw i t hh i g h e rc o n s t r a i n t s k e y w o r d s ：w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ；q o s ；s e r v i c es e l e c t i o n ；w o r k f l o w ；h e u r i s t i c s ；m u l t i o b j e c t i v e g e n e t i ca l g o r i t h m 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 研究生签名：巡 日期：翟! 墨里：! p 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：兹堑硷导师签名：研究生签名：驻蚣导师签名： 第l 章绪论 第1 章绪论 网络技术、电子商务以及b 2 b ( b u s i n e s st ob u s i n e s s ) 应用的不断发展，使得以w e b 服务( w e b s e r v i c e s ) 为基础的面向服务架构s o a ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 迅速成为基于i n t e m e t 构 造跨组织分布式应用的标准框架。多个w e b 服务按照定业务逻辑组合，形成新的、功能更 强大的服务，可以快速、灵活地满足用户的不同复杂应用需求。随着w e b 服务数量的不断增长， 服务提供者之间的竞争加剧，构建q o s 保证的组合服务成为w e b 服务组合研究领域的一个关键 问题。本章首先介绍w e b 服务组合问题的研究背景和意义；接下来分析相关问题的研究现状及 存在问题；然后概括本文的主要工作；最后说明论文的组织结构。 1 1 研究依据 目前w 曲服务已成为一种新兴的分布式计算模型【2 】。w e b 服务是一种部署在i n t e r n e t 上的、 自包含、自描述的模块化对象组件或程序，它吸收了分布计算和x m l 等技术的优点，具有完好 的封装性、全松散耦合、较好的互操作性和高度的可集成能力等多种特征【3 1 ，成为i n t e r n e t 上跨 平台进行数据交换和应用集成的有效机制。w e b 服务是面向服务架构s o a 的一种实现方式，它 通过独立的、模块化的应用程序，在w e b 上进行功能( 方法) 的描述、发布、查找和调用，并 以松耦合方式实现异构系统的互操作。 w e b 服务及s o a 的良好特性为分布环境下的资源共享和应用协同工作提供了有效支持。在 企业应用集成领域，w 曲服务已作为一种解决企业内应用集成e a i ( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) 以及企业间b 2 b 应用集成的开放标准技术。利用w e b 服务的松散耦合特性，将一系 列已有w e b 服务快速、灵活地组合出各种新增服务，就可对市场和用户需求的变化作出快速、 灵活的反应，服务增值已成为企业一种赢得市场和商机的竞争能力，它能有效改进企业软件系统 的敏捷性、灵活性和可用性。i b m 公司的o nd e m a n d 策略【4 】、h p 公司的效用计算1 5 】( u t i l i t y c o m p u t i n g ) 正是对这种商业需求的：1 ：业解决方案。在分布计算领域，网格也在朝着以s o a 技术 为基础的方向发展【6 j 。网格是伴随互联网发展起来的、专门解决复杂科学计算的新型分布计算模 式，开放网格服务体系结构o g s a l 7 j ( o p e ng r i ds e r v i c ea r c h i t e c t u r e ) 将w 曲服务的互操作模型 引入网格研究中，其核心就是以“服务”为中心，这种环境下的计算、通信、存储、仪器和软什等 所有资源都以抽象服务形式存在，为用户提供了一致的资源使用模式，可较好地实现分布、异构 环境下的资源共享和互操作。w e b 服务资源管理框架w s r f ( w e bs e r v i c er e s o u r c ef r a m e w o r k ) 进一步将网格和w e b 服务有机融合，服务网格成为网格架构的主流方向之一【8 】。服务网格的一 个根本特征就是向用户屏蔽实现细：审的复杂性，实现按需服务。用户通过w e b 服务不仅可以访 问网格所提供的资源、功能等，而且还可利用服务之间的协同合作完成复杂的网格处理应用。 总之，在新的应用环境以及新的业务需求驱动下，w e b 服务应用模式己在企业应用集成、分 布计算等领域得到迅速发展。通过集成单个w e b 服务提供的各种基础性功能，形成新的、功能 更强大的增值服务来满足不同用户的复杂应用需求成为w e b 服务技术发展的必然需求。因此， 以w e b 服务及其组合为基础构造分布式应用的开发方法、技术、规范、理论和支撑环境的服务 计算s o c ( s e r v i c e - o r i e n t e dc o m p u t i n g ) p j 技术在工业界、学术界引起了广泛关注。提供q o s 保 证的组合服务成为w e b 服务组合领域的一个热点问题，也是实现以w e b 服务计算为中心“按需” 服务的关键问题之一。在上述背景需求下，本文综合运用相关学科的理论和方法，围绕q o s 驱 动的服务选择涉及的几个关键问题进行研究。这些关键技术的解决不仅能够对当前w e b 服务组 合研究提供有益的推进作用，同时还顺应了企业应用集成需求和分布计算技术两方面的发展趋 东南人学博l ：学位论文 势，因此论文研究有很强的理论意义和j “阔的应用前景。 1 2 相关问题的研究现状 w e b 服务组合是指通过i n t e m e t 将分布在不同环境、平台或公司间已存在的w e b 服务，按照 一定的业务逻辑规则进行集成和组合，形成一个新的、更人粒度的增值服务睇j 。因此，组合操作 所针对的对象是指“现有的、a 治的、功能比较单一且互补的服务”。在本文后续部分，服务组合 操作所涉及的服务称为“成员服务”或“基本服务”；服务组合的结果称为“组合服务( c o m p o s i t e s e r v i c e ) ”。组合服务也是一个w e b 服务，可像普通服务一样进行部署、发布和调用。 从上述定义可以看出，w e b 服务组合过程是一个复杂的技术体系。文献 1 0 将整个服务组合 技术体系划分为六个部分：基础技术与支撑规范；服务描述与管理；组合服务建立与部署；组合 服务执行；服务q o s 模型及应用体系；服务安全与事务( 图1 1 ) 。 服务q o s 模型 及心用体系 i 服务组合选择算法 【l 服务组合执行管理i | 执 j 监控 t - ，_ _ - _ _ - _ _ h k j 一 组合服 务执行 玉堕垂圈匡巫堑堕匦组 至堕堕堕亟 ) 匦堕亟夏 合服播建 点与部署 l iw e b j 鼢j - l 语义网 l p 2 p 技术l i _ t 作流；基础技术 i i _ - _ - 4 _ - _ _ _ _ j _ _ 一i r ，图1 1w e b 服务组合技术体系 其中基础技术与支撑规范主要包括w e b 服务技术、语义网技术、工作流技术和p 2 p ( p e e rt o p e e r ) 计算技术等。服务描述与管理主要涉及服务描述、服务发布、服务管理、服务监控、服务 发现与匹配等。组合服务建立与部署主要研究组合服务基本组成之问的逻辑及时序关系以及服务 组合模型的正确性分析和简化等问题。组合服务执行包括服务选择算法、组合服务执行管理、执 行监控和组合服务执行异常处理等。服务q o s 模型及应用体系主要研究服务q o s 模型、服务组 合流程的q o s 评价体系和支持q o s 约束的服务发现模型等。服务安全与事务主要针对组合服务 的事务保证和安全问题提供支持。从这六部分之间的关系看，基础技术和支撑规范是服务组合操 作的理论基础，服务描述与管理是服务组合应用的前提条件，服务q o s 模型及应用体系、服务 安全与事务是服务组合应用的支撑技术，组合服务建立与部署、服务组合执行是服务组合应用的 具体实施技术。本文主要研究如下三个层次的关键技术：组合服务模璀的建立、服务q o s 模型 及应用体系、基于q o s 的服务选择算法，下面简要介绍相关问题的研究现状。 1 2 1w e b 服务组合方法 近年来，工业界和学术界从不同角度对w e b 服务组合进行了大量研究，他们依据各自的不 同背景和现实需求，从不同角度展开了探讨，试图能够利 j 网络上的w e b 服务向客户提供更易 于定制的复杂服务。代表性w e b 服务组合技术和组合系统主要有e f l o w t l l l l l 2 1 1 1 3 j 、w e b c o m p o n e n t l l 4 1 、m e t e o r s 【b 1 ，s w o r d 蚓、s e l f s e r v 、c g s p 伫o 2 1 1 等，以下对这些成 果进行简要的介智 和分析。 ( 1 ) e f l o w e f l o w 是h p 实验室开发的一个服务组合流程描述、执行、监控与管理平台f 1 2 】。e f l o w 2 第l 章绪论 采埘基丁业务流程的服务组合方法，组合服务被描述为一个包含成员服务平其它组合服务的流 程。流程用图模型描述，并把模型包含的结点区分为三种不同类型利功能的结点，即基本结点、 多结点和一般结点，利用这些结点实现服务组合操作的动态性和自适应性。e f l o w 采用c s d l ( c o m p o s i t es e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 对图模型表达，并通过服务流程引擎( s e r v i c ep r o c e s s e n g i n e ) 对c s d l 解释并完成组合服务流程执行，组合服务执行以集中式方法实现。e f l o w 继承 了动态一r 作流的研究成果，支持自适应的动态服务组合。服务组合模型的结点定义包括一个“服 务选择规则”，当组合服务流程初始化或该结点被调用时，通过对规则的解释和执行得到一个具 体的服务实例。此外，e f l o w 还对流程的动态修改提供了一定支持。 ( 2 ) w e bc o m p o n e n t w e b 构件组合方法( w e bc o m p o n e n t ) 【14 j 借鉴软件工程中的一些原则( 复用、泛化与细化、 扩展等) 将w e b 服务看作w e b 构件并给出对应的类定义，组合逻辑包括组合类型和消息依赖， 封装在类定义中。这样，w e b 构件类就可被复用、泛化与细化和扩展。该方法实质是将组合服务 看成一个包含组合构造符号和逻辑的特殊服务，将复用、泛化与细化和扩展原则应用剑服务组合 中。w e bc o m p o n e n t 定义了服务组合规范语言s c s l ( s e r v i c ec o m p o s i t i o ns p e c i f i c a t i o nl a n g u a g e ) 使之与类定义对应；还定义了根据成员服务关系( 如执行顺序、相互依赖性等) 构造一个组合服 务的服务组合规划语言s c p l ( s e r v i c ec o m p o s i t i o np l a n n i n gl a n g u a g e ) 以及基于s c p l 的服务组 合执行图s c e g ( s e r v i c ec o m p o s i t i o ne x e c u t i o ng r a p h ) 。 ( 3 ) m e t e o r - s m e t e o r s 1 5 i 是美国g e o r g i a 人学l s d i s ( l a r g es c a l ed i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e ml a b ) 实验室开发一个服务组合系统，主要侧重结合语义w b b 技术【2 2 2 3 提高服务组合的自动程度与灵 活性。它在现有的基于句法的w e b 服务标准上进行语义扩展，通过对w e b 服务描述增加语义标 注，提出基于语义的w e b 服务标记框架，改进了目前基于句法层次的服务组合方法和基丁关键 字的服务搜索机制。在组合服务建模方法上，m e t e o r s 提出使用“语义流程模板”获取业务流 程的语义需求。语义流稃模板是使用本体定义的、可配置的组合服务模型，允许描述丰富的活动 需求及高效的定位组件服务，根据模板中所包含活动的语义信息进行模版的实例化形成可执行流 程。在服务选择过程中，m e t e o r s 基于候选服务的数据语义、功能语义、执行语义和q o s 语 义标注，综合选取“最好”的服务。m e t e o r s 的突出之处在于把目前的服务组合标准的表达能 力和语义网技术的优点结合起来进行流程模版的定义和服务发现。 ( 4 ) s w o r d s w o r d 1 6 1 是斯坦福大学( s t a n f o r du n i v e r s i t y ) 的一个服务组合研究项目，研究目标是为信 息服务的自动或半自动组合提供组合服务开发工具包。s w o r d 将服务的输入和输出表示为一条 对于给定输入产生特定输出的规则。在创建一个组合服务时，开发者需首先按一定规则对组合服 务的输入、输出进行描述，并提交给s w o r d ：s w o r d 使用基于规则的专家系统进行推理，判 断使用现有服务是否能实现所需的组合服务，并产生相应的组合方案。组合方案经开发者确认后 即形成可执彳亍的组合服务表示。当组合服务收到请求时，其中的服务依次被调用，产生相应的应 答。基于s w o r d 可产生多条满足要求的服务组合方案，由于缺少代价模型对多条组合方案进 行评价，目前采娟随机选取的方法返回任意路径给用户。s w o r d 是基于人工智能规划进行服务 组合的典型代表，它不需对现有服务标准如w s d l 、s o a p 、r d f 和d a m l s 强制采用，但其 思想对使用w s d l 的w e b 服务也适用。但是，对具有复杂业务语义的服务，建立规则本身就是 一项十分艰巨的任务，因此s w o r d 只能处理简单的服务组合问题。 ( 5 ) s e l f s e r v 3 东南人学博1 j 学位论文 s e l f - s e r v l l 7 1 i 1 8 】i 】9 是由澳人利亚新南威尔士人学( u n i v e r s i t yo f n e ws o u t hw a l e s ) 与昆士 兰科技大学( q u e e n s l a n du n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y ) 联合研制的w e b 服务组合平台。s e l f s e r v 用状态图( s t a t ec h a r t s ) 描述组合服务，基于p 2 p 执行组合服务。其执行过程是先对状态图模型 编译和分析，抽取组合服务中各活动的路由表并记录该活动的前驱和后继位置；然后为各个活动 配置协调器。组合服务执行时，协调器接收来自其他活动的协调器消息，并调j j 实现该协调器对 应活动的w e b 服务；服务执行结束后通过其配置的路由表激活它的后继协调者，使组合服务顺 利执行。s e l f s e r v 采用的p 2 p 模式有效提高了组合服务执行的性能并解决了集中式引擎的单 点火效问题，但p 2 p 执行模式的采j 使组合引擎的实现变得异常复杂。此外，s e l f - s e r v 提出 了服务社区( s e r v i c ec o m m u n i t y ) 的概念，用以解决动态服务组合问题。s e l f s e r v 还定义了 包括价格、时间、可靠性、可刚性和声誉的q o s 模型，在此基础上研究了q o s 驱动的服务选择 问题，给出了基于多属性决策的q o s 局部最优服务选择方法和基于线性规划的q o s 全局最优服 务选择方法。 ( 6 ) c g s p c g s p 2 0 】【2 l 】支撑平台是华中科技人学基于