（计算机科学与技术专业论文）web服务发现若干关键技术研究.pdf

围防科学技术大学研究生院学位论文 要 开放的网络化应用和面向服务计算( s e r v i c e o r i e n t e dc o m p m i n g ) 导致i n t e m e t 环境下 软件系统的主要形态、生产方式、运行方式和使用方式发生了巨大变化。软件系统正处在 一个由软件服务实体组成的开放协同的软件环境中，未来网络软件的一种趋势表现为通过 服务发现和服务动态组合构造软件应用系统。以w e b 服务为代表的软件服务及软件服务协 同已成为一种新型的w e b 应用形态，如何实现服务按需发现，以保证服务有效复用、相容 组合，对提高网络软件生产效率，实现跨组织的业务集成具有极其重要的意义。目前的 w e b 服务发现在服务描述语言的全面性、匹配算法的灵活性和对服务组合支持的有效性等 方面存在不足，是当前面向服务计算领域面临的一个重要挑战。为应对这一挑战，本文首 先围绕一个完整的w e b 服务发现过程，深入研究w e b 服务描述语言、服务匹配算法、服 务选择和系统拓扑等关键技术，然后建立一个w e b 服务发现系统的体系结构，从而为实现 w e b 服务之间正确、灵活的交互以及服务动态组合提供更有效的支撑。本文的主要工作包 括： ( 1 ) 在w e b 服务描述方面，针对现有w e b 服务描述缺乏全面性描述的不足，在系统 研究w e b 服务能力描述语言的基础上，提出了通用w e b 服务能力描述模型 s ，c ，p ，并且 设计了一种基于服务质量的轻量级w e b 服务描述语言q w s d l ( q o s b a s e dw e bs e r v i c e d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，较全面描述了w e b 服务的功能、行为以及服务质量。 ( 2 ) 在服务匹配算法方面，将现有的服务匹配算法归纳为“三层次，五类型”的匹配 模型。针对现有w e b 服务能力描述的匹配算法缺乏灵活性的不足，引进相似函数来度量松 弛匹配的服务相似程度，在保证较高查准率和查全率的同时，较大地提高了服务匹配效率。 针对w e b 服务流程执行描述语言因过于复杂而难以直接匹配的问题，引入标识确定性有限 状态机a d f s a ( a n n o t a t e dd e t e r m i n i s t i cf i n i t es t a t ea u t o m a t a ) 模型，将该问题简化为可到 达路径有限状态机的匹配问题，从而降低了服务匹配的复杂性并有利于避免潜在的w e b 服 务组合不相容。 ( 3 ) 在服务选择方面，将满足服务功能和流程行为需求的服务选择问题建模为多属 性决策问题，提出了多维服务质量属性的决策模型d q o s 。针对主、客观赋权模式确定权 重系数的局限性，提出了主客观结合的赋权模式，以更加自然的方式克服单纯使用主、客 观赋权模式的偏面性，为选取优质w e b 服务以及筛选劣质w e b 服务提供重要依据。 ( 4 ) 在系统拓扑方面，针对集中式拓扑存在可扩展性差的不足，提出了一种基于双 层结构的分布式系统拓扑s t r a t u s 。在处理查询请求时，提出了适合s t r a t u s 的二阶段查询传 第1 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 播算法和注册节点请求处理算法。实验表明，在保证每个注册节点设计自主和执行自主的 同时，s t r a t u s 具有良好的可扩展性和自组织特性。 ( 5 ) 为明确w e b 服务发现在构建基于w 曲服务的应用支撑平台中的地位和作用，借 鉴基于w e b 服务的网格体系结构和传统构件应用服务相对成熟的系统管理模型，采用层次 化体系结构提出了w e b 服务容器框架w s c f ( w e bs e r v i c e sc o n t a i n e r f r a m e w o r k ) 。结合上 述四项关键技术，提出了w e b 服务发现系统的体系结构，实现了w e b 服务发现原型系统 s t a r w s d s ( w e bs e r v i c e sd i s c o v e r ys y s t e m ) 和w e b 服务容器系统s t a r w e b s e r v i c e ，给出了 性能评测结果，验证了本文研究结论的可行性和有效性。 关键词：q w s d l ，松弛匹配，标识确定性有限状态机，多维服务质量属| 生的决策模型，w e b 服务容器框架 第1 i 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 a b s t r a c t t h eo p e ni n t e m e ta p p l i c a t i o n ，t o g e t h e rw i t ht h es e r v i c e o r i e n t e dc o m p u t i n g ，l e a d st og r e a t c h a n g e so fi n t e r n e t - b a s e ds o f t w a r es y s t e mi nm a i ns h a p e ，p r o d u c t i o nm o d e ，e x e c u t i o nw a y ，a n d o c c u p a t i o nm o d eu n d e ri n t e m e te n v i r o n m e n t a p p l i c a t i o ns y s t e mi su n d e ra no p e nc o o r d i n a t i o n s o f t w a r ee n v i r o n m e n tc o m p o s e do fv a r i o u ss o f t w a r es e r v i c ee n t i t i e s ，a n do n eo ft h et r e n d st h a t i n t e m e ts o f t w a r ew i l lb e h a v ei nt h ef u t u r ei st oc o n s t r u c ts o f t w a r ea p p l i c a t i o ns y s t e mt h r o u g h s e r v i c ed i s c o v e r ya n ds e r v i c ed y n a m i cc o m p o s i t i o n s o f t w a r es e r v i c ea n ds o f t w a r es e r v i c e c o o r d i n a t i o nr e p r e s e n t e db yw e bs e r v i c eh a v eb e c o m ean e ww e b a p p l i c a t i o ns h a p e ，a n dh o wt o m a k es e r v i c ed i s c o v e r ye f f e c t i v e l yg u a r a n t e es e r v i c er e u s e sa n dc o m p o s i t i o nc o m p a t i b i l i t ya r eo f g r e a ti m p o r t a n c eb o t hi nt h ei m p r o v e m e n to fi n t e r n e ts o f t w a r ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n di nt h e i m p l e m e n t a t i o no f c r o s s o r g a n i z a t i o nb u s i n e s si n t e g r a t i o n h o w e v e r , t h ec u r r e n tw e bs e r v i c e sd i s c o v e r yh a sp r o b l e m si na 1 1 s i d e d n e s so fs e r v i c e d e s c r i p t i o n ，f l e x i b i l i t yo fm a t c h i n ga l g o r i t h m ，a n dv a l i d i t yo fs u p p o r t i n gs e r v i c ec o m p o s i t i o n ， w h i c ha r ec h a l l e n g e si nt h ef i e l do fs e r v i c e - o r i e n t e dc o m p u t i n g f a c i n gt h e s ec h a l l e n g e s ，t h i s d i s s e r t a t i o n f i r s t l yd e e p l y s t u d i e ss o m ek e yt e c h n i q u e s i n c l u d i n gw e bs e r v i c ed e s c r i p t i o n l a n g u a g e ，s e r v i c em a t c h i n ga l g o r i t h m ，s e r v i c es e l e c t i o n ，a n ds y s t e mt o p o l o g y , a r o u n da ni n t a c t w e bs e r v i c ed i s c o v e r yp r o c e s s ，t h e n ，i te s t a b l i s h e sa na r c h i t e c t u r eo fw e bs e r v i c ed i s c o v e r y s y s t e mt op r o v i d em o r ee f f e c t i v es u p p o r tf o rt h er e a l i z a t i o no fc o r r e c ta n df l e x i b l ei n t e r a c t i o n a s w e l la ss e r v i c ed y n a m i cc o m p o s i t i o na m o n gw e bs e r v i c e s m a i nw o r k so f t h ed i s s e r t a t i o na r ea s f o l l o w s ： ( 1 ) f o rw e bs e r v i c ed e s c r i p t i o n ，t h ed i s s e r t a t i o nn o to n l yp u t sf o r w a r dac o m m o nw e b s e r v i c ec a p a b i l i t yd e s c r i p t i o nm o d e l s ，c ，p ) ，b u ta l s o d e s i g n e sq w s d l ( q o s b a s e dw e b s e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，o nb a s i so fs y s t e m a t i c a l l y s t u d yo nw e bs e r v i c ec a p a b i l i t y d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w h i c hg i v e saf u l ld e s c r i p t i o no fw e bs e r v i c ef u n c t i o n a l i t y , s e r v i c e b e h a v i o ra sw e l la sq o s ( q u a l i t yo f s e r i v c e ) i n f o l m a t i o n ( 2 ) f o rs e r v i c em a t c h i n ga l g o r i t h m ，t h ed i s s e r t a t i o np r e s e n t sa t h r e el e v e l s ，f i v ek i n d s ， m a t c h i n gm o d e lb yi n d u c i n gt h ee x i s t i n gs e r v i c em a t c h i n ga l g o r i t h m s i n c et h ec u r r e n tw e b s e r v i c ec a p a b i l i t ym a t c h i n ga l g o r i t h mi sn o tf l e x i b l ee n o u g h ，t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e ss i m i l a r f u n c t i o nt oe v a l u a t es e r v i c es i m i l a r i t yo fr e l a x e dm a t c h ，w h i c ho n o n e h a n d ，e n s u r e sh i g hr e c a l l a n dh i g hp r e c i s i o no fs e r v i c ed i s c o v e r y , o nt h eo t h e rh a n d ，i m p r o v e st h ee f f i c i e n c vo fs e r v i c e 第1 l i 页 困防科学技术大学研i 牛院学位论文 m a t c h i n gt os o m ee x t e n t a tt h es a m et i m e ，a sw e bs e r v i c eb u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e h a sd i f f i c u l t yi nm a t c h i n gd i r e c t l y , t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e sa d f s a ( a n n o t a t e dd e t e r m i n i s t i c f i n i t es t a t ea u t o m a t a ) ，w h i c hc a ns i m p l i f yt h ep r o b l e mt ob er e a c h a b l ep a t hf i n i t es t a t e a u t o m a t am a t c h ，t h u st od e c r e a s em a t c h i n g c o m p l e x i t y a sw e l la s a v o i d i n gp o t e n t i a l i n c o m p a t i b i l i t yo fw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ( 3 ) f o rw e bs e r v i c es e l e c t i o n ，t h ed i s s e r t a t i o nb r i n g sf o r w a r dd q o sb ym o d e l i n gs e r v i c e s e l e c t i o ns a r i s f y i n gs e r v i c ec a p a b i l i t ya n dp r o c e s sb e h a v i o ra sm u l t i a t t r i b u t ed e c i s i o nm a k i n g p r o b l e m t h e n ，f o rt h el i m i t a t i o no fs u b j e c t w e i g h tm o d e la n do b j e c t - w e i g h tm o d e li n d e t e r m i n i n gw e i g h t s ，as u b j e c t o b j e c tw e i g h tm o d e li sp r e s e n t e di n am o r en a t u r a lw a yt o o v e r c o m ei t so n e s i d e d n e s st h a ta p p e a r e dw h e ns i m p l yu s es u b j e c tw e i g h tm o d e lo ro b j e c t w e i g h tm o d e l ，m e a n w h i l et op r o v i d eg r o u n d sf o rc h o o s i n gs u p e r i o rs e r v i c ea n ds i f t i n gi n f e r i o r s e r v i c e ( 4 ) f o rs y s t e mt o p o l o g y , a sc e n t r a l i z e da r c h i t e c t u r et o p o l o g yi sn o ts oe x t e n s i b l e ，t h e d i s s e r t a t i o np r e s e n t sad i s t r i b u t e dt o p o l o g yn a m e ds t r a t u so nb a s i so fd o u b l e l a y e r e dt o p o l o g y ，1 1 e nd e a l i n gw i t hr e q u e s tc h e c k i n g i tp u t sf o r w a r dt w o p h r a s eq u e r yp r o p a g a t i o na l g o r i t h m f i t t e df o rs t r a t u sa n dr e g i s t r yp e e rq u e r yp r o c e s s i n ga l g o r i t h m e x p e r i m e n ts h o w s ，a l o n gw i t h g u a r a n t e e i n ge v e r yr e g i s t r yp e e rs e l f - d e s i g na n ds e l f - e x e c u t e ，s t r a t u si sa l s os e a l a b l ea n dw e l l s e l f - o r g a n i z e d ( 5 ) f o rc l e a rc l a r i f i c a t i o no fw 曲s e r v i c ed i s c o v e r y ss t a t u sa n df u n c t i o ni nc o n s t r u c t i n g w e bs e r v i c e s b a s e da p p l i c a t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r m ，t h ed i s s e r t a t i o np r e s e n t sal e v e ls y s t e m a t i c a r c h i t e c t u r en a m e dw s c f ( w e bs e r v i c e sc o n t a i n e rf r a m e w o r k ) ，b yr e f e r r i n gt h er e l m i v em a t u r e s y s t e m a t i cm a n a g e m e n tm o d e lb a s i n go nm e s ha r c h i t e c t u r ea n dt r a d i t i o n a la r c h i t e c t u r e i n c o n n e c t i o nw i t hf o u rk e yt e c h n i q u e sm e n t i o n e da b o v e ，t h ed i s s e r t a t i o np r e s e n t sa na r c h i t e c t u r e f o rw e bs e r v i c e sd i s c o v e r y ，t h e ni m p l e m e n t st w op r o t o t y p es y s t e m s ：w e bs e r v i c e sc o n t a i n e r s t a r w e b s e r v i c ea n dw e bs e r v i c e s d i s c o v e r ys y s t e ms t a r w s d s m o r e o v e r , i tg i v e sa p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o no ft h e s es y s t e m s ，a n dp r o v e st h ec o n c l u s i o n sf e a s i b i l i t ya n dv a l i d i t yo f t h ed i s s e r t a t i o n k e y w o r d s ：q w s d l ；r e l a x e dm a t c h ；a n n o t a t e dd e t e r m i n i s t i cf i n i t es t a t ea u t o m a t a ；m u l t i p l eq o s a t t r i b u t e sd e c i s i o nm o d e l ；w e bs e r v i c e sc o n t a i n e rf r a m e w o r k 第1 v 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 图表索弓 图1 1 面向服务体系结构s o a ( s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 5 图1 2 论文章节关系图1 5 图2 1o w l ss e r v i c ep r o f i l e 示意图2 0 图2 2 本体t h i n g 示意图2 2 图2 3 三种不同匹配模式的查全率、查准率和性能实验结果3 2 图3 10 w l ss e r v i c e m o d e l 结构3 7 图3 2t i c k e ts e r v i c e 和c u s t o m e rs e r v i c e 交互的消息序列图3 8 图3 3t i c k e ts e r v i c e 和c u s t o m e rs e r v i c e 带有强制或可选消息的交互消息序列图3 9 图3 4b p e l 4 w s 业务流程模型示意图4 4 表3 1b p e l 4 w s 到a d f s a 的映射语法4 5 图3 5 基于c h o r d 网络的注册器连接拓扑示意图4 7 图3 6 延迟与b p e l 4 w s 描述的文件数量的关系4 8 图3 7 查询成功率与注册器数目的关系4 8 图4 1 服务组合有向无环图6 2 图4 2 服务组合的执行流程示意图6 3 表4 11 0 个相似w e b 服务的服务质量属性6 3 表4 21 0 个相似w 曲服务的评价6 5 图4 3 三种赋权模式的比较6 6 图5 1 层次模型7 2 图5 2 基于时间戳的状态转换关系7 4 图5 3 双层拓扑s t r a t u s 表5 1 统一查询和发布接口一 表5 _ 2 元组集合模式( t u p l e s e ts c h e m a ) 7 7 7 7 图5 4 域内查找算法7 9 图5 5 注册节点请求处理算法8 0 图5 6 域内基于贪婪搜索的服务查找跳步数与拓扑变化关系8 1 图5 7 域内请求查找成功率8 2 图5 8 域间请求内基于贪婪搜索的服务查找跳步数与拓扑变化关系8 2 图5 9 节点数目与延迟关系图8 4 第i v 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 表5 3 典型系统对比 图5 1 0 空间负载与节点数目关系图 图5 1 1 部分节点失效对服务查找的影响示意图 图6 1w s c f 的层次式体系结构 图6 2s o a p 引擎优先级请求调度策略一 图6 3 服务监视接口 图6 4s t a r w e b s e r v i c e 体系结构 图6 5s t a r w s d s 体系结构 图6 6s t a r w s d s 的主要编程接口s t a r w s d s p r o x y 。 图6 7s t a r w e b s e r v i c e 与s t a r w s d s 客户端集成的用户界面 图6 8 单点登录安全协议 图6 9 服务化对c o r b a 对象延迟的影响 图6 1 0 三种典型w e b 服务容器的性能对比 表3 1b p e l 4 w s 到a d f s a 的映射语法 表4 11 0 个相似w e b 服务的服务质量属性 表4 21 0 个相似w e b 服务的评价 表5 1 统一查询和发布接口 表5 2 元组集合模式( t u p l e s e ts c h e m a ) 表5 3 典型系统对比 ，8 4 8 5 8 5 9 0 9 3 9 4 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 9 8 9 9 4 5 6 3 6 5 7 7 7 7 8 4 第v 页 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我本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 其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它 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谢意。 学位论文题目： ! ! ! 腿签蕴丑羞土羞鲑越盔盟窒 学位论文作者签名：堕曼建5 墨 旱期：瓤年( 7 月27 ，日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权 国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅：可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文 ( 保密学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文题目： 坠! 巫盘塞毽羞王差链挂苤盈荭 学位论文作者签名 作者指导教师签名 日期：o t 0 晤- g 呷月2 7 日 日期：，一一，髀了月二炉日 国防科学技术大学研究生院学位论文 第一章绪论 随着计算机技术的发展，特别是i n t e m e t 的出现和广泛普及，涌现出一批新型的基于 i n t e m e t 的应用系统，如电子商务系统、网格计算系统等等。正是这些应用的出现，使得 i n t e r n e t 在我们的社会和经济生活中扮演着越来越重要和关键的角色。i n t e m e t 为应用系统 的发展提供一个崭新的基础平台，越来越多的企业、组织和研究机构等迫切希望基于 i n t e m e t 构筑软件应用系统。 必须看到，i n t e r n e t 的出现和面向服务计算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 ) 导致使 软件应用系统的主要形态、生产方式、运行方式和使用方式发生了巨大的改变。软件应用 形态逐步从相对封闭、面向熟识用户群体和相对静态的形式向开放的、公共可访问的和动 态协同的服务模式转变。软件应用系统表现为由多个软件服务组成的动态协作、按需组 合的软件形态，而服务本身也可由基础软件服务动态组合而成。传统程序实体间单一的协 同方式( 过程调用和对象引用) 只适合于程序功能实体功能固定、位置固定、以及协同逻 辑固定的相对静态封闭环境，难以满足开放网络环境下软件应用系统对时间、空间等多种 松散耦合的需求。服务发现很好地刻画了软件服务之间的松散关系，适应软件系统的开放 性、动态性和协作性，是开放网络环境下构造软件应用系统的重要支撑技术之一。 以w 曲服务为代表的软件服务及软件服务协同已成为开放网络环境下一种典型的 i n t e m e t 应用形态，实现服务按需发现，以保证服务有效复用、相容组合，对提高网络软件 生产效率，实现跨组织的业务集成具有极其重要的意义。当前的w 曲服务发现问题在服务 描述的全面性、服务匹配的灵活性和对服务组合支持的有效性等方面存在不足，针对这些 不足，本文旨在通过研究w 曲服务描述语言、服务匹配算法、服务选择和系统拓扑等w 曲 服务关键技术，为实现w 曲服务之间正确、灵活的交互以及服务组合提供更有效的支撑。 本章结构组织如下：第一节结合软件开发方法的变化，探讨了w 曲服务发现问题的背 景和意义；第二节简要概述了w 曲服务发现的关键技术；第三节分析了相关研究现状；第 四节讨论了本文的工作；第五节介绍本文的组织结构。 1 1 课题研究的背景 i n t e r n e t 为应用系统的开发提供了一个崭新的基础平台，呈现出如下基本特征3 l ：无 统一的“真”分布；节点的高度自治性；节点链接的开放性和动态性；人、设备和软件的 多重异构性；实体行为的不可预测性；运行环境的潜在的不安全性；使用方式的个性化和 第l 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 灵活性；网络连接环境的多样性。由于软件系统所基于的计算机硬件平台正经历从集中封 闭的计算平台向开放的i n t e r n e t 平台转变，软件系统作为计算机系统的灵魂，随着其运行 环境的演变也正经历一系列的变革。目前，面向网络的计算环境正由c l i e n t s e r v e r 发展为 c l i e n t c l u s t e r ，并朝着c l i e n t n e t w o r k 和c l i e n 删r t u a le n v i r o n m e n t 的方向发展。以软件构 件等技术支持的软件实体以软件服务的形式开放、自主地存在于i n t e m e t 的各个节点之上， 可以通过某种形式加以发布、发现，并以各种协同方式与其它软件实体进行跨网络的互连、 互通和协作，从而形成一个开放协同的网络环境。 以w e b 服务为代表的软件服务及软件服务协同己成为开放协同的网络环境下一种典 型的i n t e m e t 应用形态。尤其是将传统业务设计成可重用的和柔性的w e b 服务组件，通过 松散交互、按需组合实现商务活动，更为w e b 服务提供广阔的应用前景。无论是基于w e b 服务的软件开发方法，还是通过w e b 服务跨越企业界限实现业务敏捷集成，w e b 服务发现 都扮演着极其重要的角色。 1 1 1 软件开发方法 从1 9 4 6 年第一台电子计算机诞生到现在已有6 0 年的时间。计算机硬件系统的发展大 致经历单一主机系统、基于局域网络的分布系统、基于i n t e m e t 的“网络计算机”等阶段。 计算机硬件系统的每一次变革，都带来相应的软件应用系统的开发方法的变化。软件开发 方法的核心是程序设计方法学，而程序设计方法的重点是软件体系结构。软件体系结构主 要包括程序实体和协同方式两个部分。 - 相对静态封闭的软件环境 采用以面向对象方法为主导的软件开发方法。面向对象的软件体系结构隐含如下假 设：系统目标和结构基本确定，主要采用“自项向下，逐步求精”的开发模式；软件实体 的协同单一性( 过程调用和对象引用) ，软件实体之间存在约定的调用关系；软件实体是 静态或被动的，缺乏自主性，等等。 不难发现面向对象的软件体系结构本质上是一种静态和封闭的框架体系，难以适应 i n t e r n e t 开放、动态和多变的特点1 2 1 。例如分布对象中间件( c o r b a t g j 、j a 、，ar m i t 5 】、 d c o m c o m + ) 是解决相对封闭网络环境下软件应用系统的互连、互通、互操作问题。系 统中各个运行部分联系起来的机制是对象引用及其上的方法调用。通常情况下，对象引用 分散在各个计算部件之中，需要发现、查找，然后进行远程过程调用。由于其时间和空问 的紧耦合的特征，而且软件实体之间位置固定和协同逻辑相对不变，软件实体( 对象引用) 大多局限于根据对象名字查找。 第2 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 _ 开放协同的网络环境 “软件作为服务”的理念适应了i n t e m e t 的开放性和动态性，具有区别于封闭静态环 境下发展起来的基本特征：系统结构是开放的，可根据应用需求和网络环境变化而发生动 态演化；在基础服务可以组装成组合服务的基础上，采用“按需聚合，渐趋目标”的软件 螺旋开发方法；软件服务先部署，然后静态或动态组合；本质是以动态协同为中心，满足 时间、空间松散耦合等多种协同的需求，等等。 软件系统的开发从传统的基于系统结构的“由顶向下”的开发途径过渡到软件服务的 “自底向上”的螺旋式开发途径，所基于的平台是一个有丰富基础服务但同时又是开放、 动态和多变的框架，开发活动呈现为软件服务“按需组合，渐趋目标”。由于开放协同网 络环境的开放性、分布性、协作性和动态性，要求组成软件应用系统的服务之间松散交互、 动态组合。值得注意的是，软件服务之问不再存在约定的调用关系；功能相似的服务的数 量是动态、可成长；软件服务的使用具有个性化等等。因此，相对静态封闭软件环境下的 采用名字的简单查找软件服务的方法，无法满足构筑软件应用系统的需求。开放协同环境 下，服务发现表现为基于应用需要的参数发现和选择合适( s u i t a b l e ) 的服务【6 】，是实现时 间、空间等松散耦合协同的重要基础。 w e b 服务技术是分布计算中间件模型发展的必然结果，其目的是在建立一个真正支持 互操作性的开放标准( s o a p w s d l u d d i ) 1 2 1 1 3 1 的基础上构筑软件应用系统。w e b 服务 作为一种典型的软件服务，具有自包含、自描述、模块化和松耦合等特点，可以通过w e b 发布、查找和调用。简单地说，w e b 服务是“一次发布，到处可用”的新型i n t e m e t 服务 组件，支持服务复用和组合。软件的开发过程表现为按需要查找合适的w e b 服务，通过若 干w e b 服务动态组合、渐趋稳定的过程。因此，w e b 服务发现作为实现w e b 服务正确、 灵活的交互以及服务动态组合的重要前提之一，其效果直接关系服务复用的质量，影响到 服务组合的相容性( c o m p a t i b i l i t y ) 和可替换性( s u b s t i t u t a b i l i t y ) 6 1 1 7 1 ，关系到能否真正实 现服务的“即插即用”，对提高网络软件生产效率和产品质量都具有深远的影响。 1 1 2 应用需求 企业问应用集成 随着经济全球化，企业间的灵活合作会变得变来越普遍：上海大众汽车有限公司急需 一批汽车零部件装配汽车，因为旧的商业伙伴没有现货，急需寻找新的零部件供应商；荷 兰的郁金香供应商希望打入美国鲜花市场，需要寻找美国的商业合作伙伴：等等。 这类应用是企业间应用集成b 2 b i ( b u s i n e s st ob u s i n e s si n t e g r a t i o n ) 的典型案例。传统 第3 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 的企业业务集成技术电子数据交换e d i ( e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ) 、企业应用集成e a i ( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 解决这类应用问题时表现出不足：e d i 建立专有系统、 实现企业和特定伙伴之间的点对点业务连接，具有e d i 的高费用和灵活性的特点；e a i 在 虽然解决企业内的应用集成需求【8 】表现出跨平台、跨语言等的优势，但解决上述应用案例 时表现出局限性：( 1 ) 企业采用的集成平台的多样性，因而受到不同协和管理策略的约束； ( 2 ) 信息发现的简单性，即信息知识仅限于企业内部，忽视利用企业间相同或相近的资 源，造成资源的极大浪费。总之，e d i 和e a i 无法适应b 2 b i 的业务集成的敏捷性，即企 业能快速、灵活地响应变化并且各种变化取得竞争优势9 1 。 w 曲服务采用开放的、广泛接受的标准( s o a p w s d l d d i ) 屏蔽底层实现的异构 性，封装企业业务并以平台无关方式设计成柔性的组件，企业用户可以按w e b 服务方式提 供自身的业务功能，并发布到公用的信息基础设施上，被位于同一价值链的合作伙伴查找 和使用，最终实现涵盖整个价值链的业务流程。目前以w e b 服务发现为中心的服务组合型 集成模式使企业间业务敏捷集成成为可能。w e b 服务发现的目的只有个，就是让企业最 大化的利用信息资源优势，快速寻找合适的企业伙伴和业务组件，达到企业间业务集成的 敏捷性和灵活性。 一 大规模资源共享和协同应用 随着网络技术的发展，很多领域不断涌现对大规模资源共享和协同应用需求。例如： 科学计算领域，经常需要跨国、跨学科的科研协作活动；军事领域，需要军事网络一体化， 即情报搜集终端、信息处理平台、武器作战系统、后勤保障系统协同处理；制造领域，大 型设备的设计与生产；等等。 这类复杂应用要求对异构、异类的网络资源提供无缝的共享和协同。网格是近年兴起 的一种i n t e r n e t 计算模式，其目的是为了在分布、异构、自治的网络环境上构造动态的虚 拟组织，并在其内部实现跨自治域的资源共享与资源协作。但是，不同网格中间件系统的 核心协议具有独立性，而且没有统一的系统扩展方式，使得网格系统之间的互操作闯题日 益突出。 2 0 0 1 年，f o s t e r 提出开放网格服务体系结构o g s a ( o p e ng r i ds e r v i c e a r c h i t e c t u r e ) 1 1 1 1 ， 将w e b 服务作为一种网格资源的新的抽象形式和构造基础。通过w e b 服务互操作标准 ( s o a p w s d l u d d i ) 解决网格服务协议的互操作性，也为网格应用指明统一的扩展机制 【1 0 1 。值得一提的是，通过w e b 服务技术将资源的共享和协同转化为不同服务实例之间的灵 活交互，而这种灵活交互的重要基础就是服务的统一注册和查找