（计算机应用技术专业论文）移动agent技术在构建动态web服务合成系统中的应用研究.pdf

中文摘要 w e b 服务作为新的分布式计算技术，由于其自身的平台无关、自描述以及易 部署等特性，被越来越广泛地接受。所谓w e b 服务是指由企业发布的完成其特 别商务需求的在线应用服务，其他公司或应用软件能够通过i n t e r n e t 来访问并 使用这项在线服务。 一 随着网络与社会的发展，客户往往需要同时与多个w e b 服务交互，完成多 个w e b 服务的功能，这就要求将现有的w e b 服务重新整合起来，以形成一个功 能更强大的w e b 服务，即w e b 服务合成。w e b 服务合成是一个企业通过合成基本 的w e b 服务，来提供给用户增值服务的能力。由于其极大的商业价值，目前，w e b 服务合成技术已成为工业界和学术界的研究热点之一。 现有的w e b 服务合成采取被动的、静态的交互模式，这种被动方式局限性大， 为了便于实现服务间按需实时联系，有必要建立w e b 服务的动态查找和服务间的 动态和暂时的交互关系。引入移动a g e n t 技术来解决w e b 服务的动态查找与合成 将是一种很好的方法。 本文的重点是：利用w e b 服务技术、w e b 服务合成技术及移动a g e n t 技术， 构建了一个w e b 服务系统的模型，给出系统框架，从查找定位、合成和执行三个 阶段进行模型设计：应用层、移动a g e n t 、w e b 服务、w e b 服务合成的实现方法， 指出其关键技术及代码的实现。 本系统中所用的b p e l 4 w s 虽然只有支持静态绑定已有的服务而在动态性方 面没有很好的支持的缺陷，但移动a g e n t 系统中的动态查找与交互可以很好地弥 补这一不足，保证了w e b 服务的可用性，并能在大量的w e b 服务中选择最佳服务 来进行合成，因此本系统可以较好地实现异构环境下w e b 服务的动态查找、任务 绑定及合成，适合满足日益复杂的w e b 服务的需求。 关键词：w e b 服务w e b 服务合成移动a g e n t 技术动态w e b 服务合成 a b s t r a c t a so n ek i n do fn e wd i s t r i b u t i o np a r e mc o m p u t e rt e c h n o l o g y , w e bs e r v i c eh a s b e e na p p l i e dw i d e l ya r o u n dt h ew o r l df o ri t sc h a r a c t e r i s t i c so fp l a t f o r mc o m p a t i b i l i t y , s e l fe x p r e s sa n de a s yt od i s p o s e t h ec o n c e p to fw e bs e r v i c em e a n so n ek i n do fo n l i n ea p p l i c a t i o nw e bs e r v i c e ，d e c l a r a t i o nb yt h ee n t e r p r i s e s ，f u l f i l ls p e c i a lb u s i n e s s r e q u i r e m e n t , t h ec u s t o m e rc o m p a n yo ra p p l i c a t i o ns o f t w a r ec a l lv i s i ta n d u s et h i sk i n d o fo nl i n ew e bs e r v i c e a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t ya n di n t e r n e t , c o m m o n l yt h ec u s t o m e r w o u l dl i k et oc o m m u n i c a t ew i t hs e v e r a lc o m p a n i e sa tt h es a m et i m e t oa c c o m p l i s h m u l t i f u n c t i o no ft h ew e br e q u i r e st h a tw e bs e r v i c er e c o n s t r u c t i o nw h i c hm e a n sw e b c o m p o s i t i o n ，w e bc o m p o s i t i o ni sac o m p a n yt h r o u g hc o m p o s ef u n d a m e n t a lw e b s e r v i c e ，s u p p l ya d d i t i o n a lw e bs e r v i c et ot h ec u s t o m e r b e c a u s eo fi t sh u g eb u s i n e s s v a l u e ，a tp r e s e n t , w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o nt e c h n o l o g yh a sb e c o m et h ef o c u so f i n d u s t r yg r o u pa n da c a d e m er e s e a r c h t h ee x i s t e n c ew e bs e r v i c ec o m p o s i t i o na d o p tp a s s i v es t a t i ca l t e r n a t i o nm o d e ， t h i sk i n do fp a s s i v em o d eh a sl a r g el o c a l i z a t i o n ，f o rf u l f i l lc o m m u n i c a t i o na ta n y m o m e n t ，i tn e e d st os e tu pw e bs e r v i c ed y n a m i cs e a r c hm o d ea n di ns e r v i n gd y n a m i c a l t e r n a t i o nr e l a t i o n w el e a di nm o b i l ea g e n tt e c h n o l o g yt os e t t l e m e n tw e bs e r v i c e d y n a m i cs e a r c ha n ds y n t h e s i z ep r o b l e m ，t h i sm e t h o dw i l lb eac o r r e s p o n dg o o d m e t h o da n dm e a n s t h i sp a p e r se m p h a s i si s ：u t i l i z et h ew e bs e r v i c et e c h n o l o g y , t h ew e bs e r v i c e c o m p o s i t i o nt e c h n o l o g ya n dt h em o b i l ea g e n tt e c h n o l o g y , f a b r i c a t eaw e bs e r v i c e s y s t e mm o d e l ，t a k eo u ts y s t e mf r a m e ，f r o ms e a r c ha n dp o s i t i o n ，s y n t h e s i z e ，c a r r yo u t t h r e es t e pt ol a yo u tt h em o d e l ，t h ea p p l i c a t i o nl a y e r , m o b i l ea g e n t ，w e bs e r v i c e ，t h e w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o ni m p l e m e n tm e t h o d ，p o i n to u tt h ek e yt e c h n o l o g ya n dc o d e i m p l e m e n t a t i o n a l t h o u g hs y s t e mu s i n gb p e l 4 w so n l yh a ss t a t i cb i n dt h ei ne x i s t e n c em e t h o d a n dn ov e r yg o o ds u s t a i n ，i nt h em o b i l ea g e n ts y s t e mt h e r eh a sd y n a m i cs e a r c ha n d a l t e r n a t i o nc a nr e m e d yt h i ss h o r t c o m i n g t h e r e f o r et h i ss y s t e mc a nu n d e r t a k eg o o d i m p l e m e n tw e bs e r v i c ed y n a m i cs e a r c h ，a s s i g n m e n tb i n d i n ga n dc o m p o s i n gu n d e r d i f f e r e n te n v i r o n m e n t s ，f u l f i l lt h ei n c r e a s i n g l yc o m p l i c a t e dr e q u i r e m e n t k e yw o r d s ：w e bs e r v i c e ，w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ，m o b i l ea g e n t t e c h n o l o g y , d y n a m i cw e b s e r v i c ec o m p o s i t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘茔或其他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。 学位做储签名：鞠拜 签字日期如j f f 年户月夕护日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨鲞盘堂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，。并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 陶并 i 签字日期：善辟，2 月：；d 日 翩签名够事 签字日期：二乡年，月日 天津大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 课题背景 第一章绪论 当前信息技术已经获得了极大发展，越来越多的技术被开发出来以适应信息 共享的需求。电子政务和电子商务是将政府政务工作、企业商务活动和现代信息 技术、网络技术充分结合的产物，由此出现了w 曲服务。 基本的w 曲服务1 2 】能够完成一个客户和一个w e b j 强务的简单的交互，但是电 子事务大都不是单一的基本服务，随着网络与社会的发展，一方面，客户需要同 时与多个w 曲服务交互，在不同系统上跨域协同工作，完成多个w 曲服务的功能， 因此这就涉及有关w e b 服务合成的问题【3 】( w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ，简称w s c ) ； 另一方面，随着w 曲服务合成的研究和应用的深入，面对数量庞大的w 曲服务群， 如何根据需要动态定位服务，如何将这些动态发现的w 曲服务动态组合完成某种 功能，已成为学术界和工商业界研究的热点内容之一。 1 2 该领域技术发展现状 目前关于w 曲服务合成的研究方法主要有以下几类【4 】： 1 以x m l 的工作流描述语言和工作流技术为基础，如：微软推出了x l a n g 标准，i b m 推出了w s f l 标准，s u n 推出了w s c i 标准，最新的是由i b m 公司、微 软公司、b e a 系统公司于2 0 0 2 年推出的b p e l 4 w s l 5 j 标准。它们能够描述w r c b 服 务流程模型，也能够作为一种可执行语言供w 曲服务流程解析引擎执行。 尽管目前已有的这些规范和服务合成定义语言已经能够进行w e b 服务合成， 但是在动态性方面没有很好的支持，比如：如何在大量的w e b 服务中根据需要， 选择最佳服务来进行合成；如何在一个服务调用失败时，用相同功能的服务动态 替换此服务，不至于使整个合成服务失败等等。 2 以w 曲服务语义描述模型为基础，具有代表性的是o w l s t 4 。它们将w e b 服务看成是人工智能中的行为，用参数、前提和结果等来描述服务，可以比较自 然地映射为行为的形式化描述，服务的组合问题就可以利用a i 中的方法来解决。 另外，用于w e b 服务合成的研究模型还有基于消息的m e a l ym o d e l 和基于 天津大学硕士学位论文第一章绪论 行为的r o m a n m o d e l 等。 3 现有支持w 曲服务合成的框架系统，典型的有w i s e 系统【6 】、e f l o w 系纠7 】， s e l f s e r v 系纠8 】和w e bt r a n s a c t 系统【9 1 。 在这些系统框架中，往往将w 曲服务当作一个方便集成的组件，利用工作流 中的管理方法合成w 曲服务。但不同于传统的工作流【1 0 1 ，w e b 服务合成有其自身 特点。传统的工作流大都是以种可预见、可重复的方式运行，而w e b 服务合成 是在一种高度动态的环境下进行，对于客户需要的某个服务，可能每天都有新的、 更好的服务出现。因此，对于合成流程的某些部分，在运行时动态地寻找合适的 服务，“即时一集成到流程中是有益而必需的。 综上所述，在w e b 服务合成方面，目前的研究方向仍然是w e b 服务的动态 合成问题。 1 3 本文的关键问题 本文解决的关键问题：通过在移动a g e n t 子系统的s a 中内嵌服务定位器元 素l o c a t o r 、根据运行环境和所需服务，采用静态定位、u d d i 、本地查找和动态 查找多种方法来查找确定具体的服务实现者，从而实现w e b 服务合成的动态最 优组合。同时，移动a g e n t 可以并行处理多个w r c b 服务：移动a g e n t 在进行任 务处理时可以动态创建多个a g e n t 并行工作，提高了效率并降低了任务的响应时 间。 1 4 全文安排 全文由五章组成，各章内容安排如下： 第一章，绪论，介绍了课题背景，指出随着对w e b 服务的研究和应用的深 入，如何根据需要动态定位服务，如何使这些动态发现的服务组合完成某种功能， 已成为学术界和工商业界研究的热点内容之一。同时分析了国内外对w e b 服务 合成研究的现状。 第二章，研究了w e b 服务合成的相关技术，分别研究了w e b 服务技术、w e b 服务合成技术及移动a g e n t 技术，重点研究了这些技术的特点和体系结构以及相 关的规范和标准。 第三章，在w e b 服务技术、w e b 服务合成技术及移动a g e n t 技术基础上提 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 出了一种基于移动a g e n t 的动态w e b 服务合成系统，给出了系统的模型、简要 阐述了模型的工作流程。 第四章，系统模型的实现，通过实际应用比较，对该系统进行了效果评价分 析。 第五章，对全文工作做出了总结，指出了下一步研究工作的方向。 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 2 1w e b 服务 第二章w e b 服务相关技术 2 1 1 为什么需要w e b 服务 目前企业电子商务化越来越普及，比如网上连锁商店、客户服务、提供a s p 服务等。由于商务环境和商务需求的不断改进和不断变化，电子商务应用不可避 免地需要被修订、更新，以符合新的电子商务流程【1 1 1 。而经常的应用更新是当今 电子商务应用部署所面临的最大问题，如何提升企业的响应能力，削减响应开支， 提升企业的竞争力，是所有的e 化企业必须面对的问题。基于x m l 技术的w 曲服 务正是解决这一问题的最佳手段。w 曲服务的使用改变了目前的开发模式和应用 部署的费用规模。 2 1 2 什么是w e b 服务 所谓的w 曲服务是指由企业发布的完成其特别商务需求的在线应用服务，其 他公司或应用软件能够通过i n t e r n e t 来访问并使用这项在线服判1 1 j 。 从技术角度来讲，w e b 服务实现了最广泛的应用软件集成，弥补了传统软件 开发模型的限制。w 曲服务是一种部署在w 曲上的对象( w e b o b j e c t ) ，具有对象技 术所承诺的所有优点。它对外暴露一组接口，其它应用可以通过网络协议在网上 远程调用其服务，并获取返回值【1 1 1 。 综上所述，w e b 服务是开发人员可以利用的一套技术标准，开发人员利用它 封装现有业务过程；作为服务发布这些业务过程；搜索和预订其他服务以及在企 业内部与外部交换信息，从而将各种不同系统灵活地连接在一起。w e b 服务使很 多以不同编程语言开发的、由不同供应商提供的或运行在不同操作系统之上的企 业软件可以互相轻松地进行通信。 2 1 3w e b 服务的特征 从外部的使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象组件，它 天津大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 具备以下特征【1 2 】： 完好的封装性 松散耦合 使用协约的规范性 高度可集成能力 2 1 4w e b 服务的体系架构模型 w e b 服务是独立的、模块化的应用，能够通过i n t e m e t 来描述、发布、定位和 调用。图2 1 是w 曲服务体系架构模型，从模型可以看出，w 曲服务体系架构是基 于服务提供者、服务请求者和服务注册中心这三者之间的交互，涉及的具体操作 有发布、查找和绑定【1 3 】。 图2 - 1w e b 服务体系架构模型 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) - 提供服务访问的平台。 服务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) - 查找和调用服务的客户端应用程序。 服务注册中一l , ( s e r v i c er e g i s t r y ) ：用来发布服务、查找服务的信息库。 发布( p u b l i s h ) ：服务提供者和服务注册中心之间对w 曲服务的定义与发布。 查找( f i n d ) ：服务请求者与服务注册中心之间对所需w 曲服务的搜索和发现。 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 绑定( b i n d ) ：服务请求者与服务提供者之间对w 曲服务需求的匹配。 由图2 - 1 可知，通过三个基本操作：发布、查找和绑定来相互作用，服务提 供者向服务注册中心发布服务，服务请求者通过服务注册中心查找所申请的服 务，并绑定到这些服务上。在w e b 服务体系结构中，使用w s d l 来描述服务； 使用u d d i 来发布、查找服务；s o a p 则用来执行服务调用。w e b 服务体系结构 的各个模块之间以及模块内部，消息以x m l 格式传递。 2 1 5w e b 服务的相关标准和协议 w e b 服务技术最大的优势是采用大量的标准化技术规范与协议，建立在 h t t p 协议、w s d l 、s o a p 和u d d i 等标准、以及x m l 等技术之上，从而允 许在不同平台上、以不同语言编写的各种程序以及基于标准的方式相互通信。 1 可扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 1 4 】 x m l 是w - c b 服务的基础，它提供了跨平台的数据编码和组织方法，可以用 来描述不同层次的数据，为w e b 服务提供统一的数据格式。 x m l 是由万维网联盟( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，w 3 c ) 于1 9 9 8 年2 月 发布的可扩展标记语言规范，它是严格定义的结构化数据，可用来定义标记、属 性名、描述法等，主要包含3 类元素： s c h e m a ：s c h e m a 规定了x m l 文件的逻辑结构，定义了x m l 文件中的 元素、元素属性以及属性间的关系； x s l ：x s l 用于规定x m l 文档样式，能使浏览器改变文档的表示，而 不需与服务器交互通信； x l l x 】上进一步扩展目前的简单链接。 纠儿的优越性在于它采用文本标记的形式定义各种可交换数据结构，可用 标准的网络协议进行传输。正因为这些特性，x m l 实际上代表了平台无关性和 进行网络计算的趋势。它是w e b 服务得以实现的技术基础，w e b 服务及其各种 协调过程均以x 地技术作为核心。 2 简单对象访问协议s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 【1 5 】【1 6 】 s o a p 是二种基于x m l 的不依赖传输协议的表示层协议，用来在应用程序 之间方便地以对象的形式交换数据。在s o a p 的下层，可以是h t t p h t t p ，也 可以是s m t p p o p 3 ，还可以是为一些应用而专门设计的特殊的通信协议。主要 包括四个部分： s o a p 封装结构：定义了一个整体框架，以表示消息中包含什么内容， 谁来处理这些内容以及这些内容是可选的或是必需的。 天津大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 s o a p 编码规则：s o a p 编码规则定义了数据的编码机制，通过它来定 义应用程序中需要使用的数据类型，并可用来交换由这些应用程序定义 的数据类型所衍生的实例。 s o a pi 冲c 表示：定义了一个用来表示远程过程调用和应答的协定。 这三部分在功能上是正交的，且彼此独立。 s o a p 本身并不定义任何应用语义，而只定义一种简单的机制，通过一个模 块化的包装对模块中特定格式编码的数据重编码机制来表示应用语义。 s o a p 采用x m l 进行编码，经h 1 限传送消息，且能被任何安装有x m l 解释 器的平台所理解，能够跨越防火墙的限制，天生就具有一种连接异构平台的能力 0 5 o 3 w 曲服务描述语言w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 1 7 1 w s d l 是基于x m l 格式来描述w e b 服务的标准，其定义了一套基于x m l 的语法，将w e b 服务描述为能够进行消息交换的服务访问点的集合。它提供了 w e b 服务的全部信息，用户通过w s d l 就可以了解如何调用w e b 服务和它会返 回什么结果。 4 统一描述、发现和集成u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n 、d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) 【1 5 】 1 s l u d d i 是基于w e b 的分布式信息注册规范。它为服务注册中心提供了标准化 规范，为客户端提供了应用程序编程接h ( a p i ) t ”l 。其本质上是为解决当前在开 发基于组件化的w r e b 服务中所使用的技术方法无法解决的一些问题。u d d i 具有 非凡的技术简单性，为w 曲服务在技术层次上提供了三个重要的支持： 标准化的、透明的、专门描述w e b 服务的机制； 调用w e b 服务的简单机制； 可访问的w 曲注册中心。 开发都可利用u d d i 协议将自己开发的w e b 服务发布到中央目录中，使得 这些w e b 服务很容易被找到，并被其他部门的应用使用。 2 2 w e b 服务合成技术 单个w e b 服务的能力有限，随着w 曲服务的迅速发展，w e b 服务的抽象、组 织和合成越来越重要。如何使企业内或企业间的诸多服务有机地集成，提供更有 价值的服务，是目前基于w r e b 服务的应用集成的核心问题【4 1 。 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 2 2 iw e b 服务合成定义 为了解决一个综合性的问题或者完成一个相对完整的商业过程，往往需要多 个应用服务的交互，这在本质上就是基于w e b 服务的w 曲服务合成的思想。 显然，w e b 服务合成就是对现有的w e b 服务进行集成整合，从而得到功能 更为强大的复杂w e b 服务的过程。 随着应用需求的不断增加和w e b 服务技术快速发展，人们对w e b 服务的功 能需求也越来越复杂，由于开发新的复杂w e b 服务代价巨大，因此人们对于w e b 服务合成的需求越来越迫切。 目前w e b 服务合成的研究方法主要分为两类： 1 以x i v l l 的工作流描述语言和工作流技术为基础。 2 以w 曲服务语义描述模型为基础f 4 】。 2 2 2w e b 服务合成主要标准协议 1 w e b 服务的业务流程执行语言b p e l 4 w s ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o n l a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e s ) t 1 9 1 2 0 】【2 1 】 b p e l 4 w s 是2 0 0 2 年由i b m 、微软公司、b e a 系统公司联合推出。是基于x m l 的程序语言，它从本质上来说是i b m 的w s f l i 矧和m i c r o s o r 的x l a n g 2 3 1 相结合 形成的一种较为自然的描述商业活动的抽象高级语言。 通过b p e l 4 w s ，我们可以创建并完成以下活动： w e b 服务调用； 操纵数据； 抛出故障； 复杂的流程( 将以上几个活动组装起来) 。 一个流程定义由以下几部分组成： 活动( a c t i v i t y ) ： 伙伴( p a r m e r ) ； 容器( c o n t a i n e r ) ( 带有特别关联集( c o r r e l a t i o n s e t s ) ) ： 出错处理器( f a u l t h a n d l e r ) ： 补偿处理器( c o m p e n s a t i o n h a n d l e r ) 。 b p e l 4 w s 提供以下控制结构： 顺序( ( s e q u e n c e ) ) ； 循环( ( w h i l e ) ) ； 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 并行( ( f l o w ) ) ； 条件分支( ( s w i t c h ) 、( p i c k ) ) 。 它是一个介于块结构和状态控制流定义之间的混合模型，并且使用“l i n k s 来建立块定义之间的依赖。一个过程的实例总是被隐式地建立，接收消息的活动 ( 服务) 能标识当服务发生时创建的实例。数据流的定义是通过不同的服务之间 共享全局可见的数据容器来实现的。 作为可执行流程的实现语言，b p e l 4 w s 的作用是将一组现有的服务整合起 来，从而定义一个新的w e b 服务。因此，b p e l 4 w s 基本上是一种实现整合的 语言。 b p e l 4 w s 存在的问题： b p e l 4 w s 只支持静态绑定已有的服务，且把过程和服务间的绑定作为 一个己知条件； 在b p e l 4 w s 中关于p a r t n e r 的声明只规定了过程将使用的静态关系形 式，当一个过程被部署和执行，所有p a r t n e r 将按照p a r t n e r r o l e 属性绑 定到具体的实际的服务，这样，这个p a r t n e r 所提供的服务操作才能被调 用； b p e l 4 w s 过程本身并不给出一个p a r t n e r 绑定到哪个具体的服务，而一 个p a r t n e r 的服务的相关信息可作为服务部署或服务执行时的信息。 2 业务流程建模语言b p m l ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tl a n g u a g e ) 2 4 1 由s u n 、s a p 、i n t a l i n 和b e a 公司联合发布，是一种业务流程建模规范和业 务流程管理系统构建指南；它包括一个业务流程模型、以及表达和管理它们的纲 要和句法。 2 2 - 3w e b b 爱务合成的要求口5 j 服务特性的确认； 服务的可用性：各个服务是否存在或就绪可用； 服务合成后可正常使用的可能性，特别是合成后的服务与原任务目标一致。 2 3 移动a g e n t 技术 移动a g e n t 技术是指构造和开发基于移动a g e n t 的系统所采用的一组技术的 总称，其范围包括移动a g e n t 体系结构、移动a g e n t 生命周期管理、描述性规范、 通讯和对话语义、移动a g e n t 安全、协同和合作策略【2 6 1 。 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 2 3 1 移动a g e n t 移动a g e n t 【27 j 是高效地利用网络中海量的数据、信息、资源的分布式网络计 算模式之一，它最初是在2 0 世纪9 0 年代初g e n e r a lm a g i c 公司在推出其商业系统 t e l e s c r i p t 时第一次提出的，是a g e n t 技术与分布式技术相结合的产物，它是i n t e m e t 发展的必然趋势。 移动a g e n t 是代表用户利益并能自主运行的软件实体。它可以从一个主机移 动到另一个主机；可以与其它a g e n t 和主机进行交互、接受主机所提供的各种服 务并完成自己的任务。 移动a g e n t 包括完成所规定任务代码、数据和状态信息。它可以在一定机制 控制之下，根据自身需要，携带代码、数据及状态信息在同构或异构的软、硬件 网络环境中自主地从一台主机迁移到另一台主机并继续往下执行。当它在某个实 现环境中被启动后，这个代理就可以带着它的“状态 和“代码 去另一个网络 主机中的实现环境中，在那里，它会被重新启动，并继续迁徙，如此这般循环往 复。关于代理的状态，是指代理一系列属性的值，当代理在另一个主机上启动时， 由这些值来决定代理该做什么。移动代理的这种模式克服了传统分布式技术的局 限。 2 3 2 移动a g e n t 特性 移动a g e n t 除了具有一般a g e n t l 构l 特点【2 8 1 2 9 】( 自治性、反应性、交互性、推动 性等) 外，还至少具有以下一些基本特征： 1 移动性：这是其最基本特性，移动a g e n t 可以把其状态从一个环境移到 另一个环境，并在目标环境中停留下来，继续执行。 2 自主性：移动a g e n t 能在自主的情况下按照用户的需求去工作，并能对 自己的行为做出规划。 3 异步操作性：移动a g e n t 可以独立于用户和其它的a g e n t 执行，可以从 某一站点被发送出去，到达另一站点后激活，异步自主地操作。 4 协作性：若干个移动a g e n t 可以在网络中相互通信合作、共同协作完成 某一任务。 5 安全性：移动a g e n t 应保证其完整性，防止自身携带的数据泄露，实现 a g e n t 和服务器的相互认证、a g e n t 授权、服务器资源存取权限等的安全保障。 6 智能性：移动a g e n t 应该具有一定的学习能力和自适应能力，可对环境 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 的变化做出反应并调整自己的行为，体现出一定的智力。 2 3 3 移动a g e n t 的优势及其应用 利用移动a g e n t 技术能够克服传统客户服务器模式中的不足，其主要优势 有【3 0 1 ： 1 降低网络负载，克服网络延迟 移动a g e n t 能够实现传输少量的运行代码和状态到远程数据方，这样就减少 了大量原始数据在网络中的流量；由于网络传输次数减少，降低了网络延迟。 2 包容不同的协议 在分布式系统中，有时出于效率和安全等方面的考虑，需要对一方的协议进 行升级，这常常涉及对应用也做出大量的改动。而移动a g e n t 通过建立专门的外 部通道移动到远程主机中去，有效地克服了这一问题。 3 异步、自主的执行能力 移动设备通常需要依赖网络连接进行工作，有些任务要求移动设备和固定网 络之间保持持续的连接，为了解决这一问题，可以把任务嵌入到移动a g e n t 并派 遣到网络中去。之后，移动a g e n t 可以独立地创建自己的进程，异步、自主地进 行操作。而移动设备这时也允许断开网络，稍后如果需要，再做连接取回移动 a g e n t 。 4 动态自适应性 移动a g e n t 可以感知运行环境，并且对变化自主、快速地做出反应，使整个 系统始终保持在最优状态。 5 健壮性和容错性 移动a g e n t 支持离线操作，这大大降低了网络应用对网络连接可靠性的要 求。移动a g e n t 的反应性使之能及时的感知网络节点的失效，其自主性可以使它 自主地处理并修正错误，更容易建立容错能力强的分布式系统。 近几年，围绕移动a g e n t 技术的特点，主要将其应用在以下几个方面【蚓： 电子商务； 分布式信息查询； 移动设备的应用； 工作流应用； 网络管理； 信息发布。 天津大学硕士学位论文第二章w e b 服务相关技术 2 _ i 4 移动a g e n t 系统的组成 虽然目前不同移动a g e n t 系统的体系结构各不相同，但总的说来包括两大部 分：移动a g e n t ( 简称m a ) 和移动a g e n t 服务设施( m o b i l ea g e n te n v i r o n m e n t ， 或称移动a g e n t 服务器、移动a g e n t 主机，简称m a e ) 。体系结构如图2 2 所示。 图2 - 2 移动a g e n t 系统 1 移动a g e n t 服务设施( 简称m a e ) m a e 负责为m a 建立安全、正确的运行环境，为m a 提供最基本的服务( 包 括创建、传输、执行) ，实施针对具体m a 的约束机制、容错策略、安全控制和 通信机制等。一般，m a e 至少应包括以下基本服务： 事务服务：实现移动a g e n t 的创建、移动、持久化和执行环境分配； 事件服务：包含a g e n t 传输协议和a g e n t 通信协议，实现移动a g e n t 间 的事件传递； 目录服务：提供移动a g e n t 的定位信息，形成路由选择； 安全服务：提供安全的执行环境； 应用服务：提供面向特定任务的服务接口。 通常情况下，一个m a e 只位于网络中的一台主机上，但如果主机间是以高 速网络进行互联的话，一个m a e 也可以跨越多台主机而不影响整个系统的运行 效率。m a e 利用a g e n t 传输协议( a g e n tt r a n s f e rp r o t o c o l ，a t p ) 实现m a 在主 天津大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 机间的移动，并为其分配执行环境和服务接口。m a 在m a e 中执行，通过a g e n t 通信语言( a g e m c o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e ，a c l ) 相互通信并访问m a e 提供的 各种服务。 2 移动a g e n t ( 简称m a ) 在移动a g e m 系统的体系结构中，移动a g e n t 可以细分为用户a g e m ( u s e r a g e m ，u a ) 和服务a g e n t ( s e r v e r a g e n t ，s a ) ： 用户a g e n t ( u a ) u a 可以从一个( m a e ) 移动到另一个m a e ，它在m a e 中执行，并通过a c l 相互通信并访问m a e 提供的各种服务。u a 的主要作用是完成用户委托的任务， 它需要实现移动语义、安全控制、与外界的通信等功能。 服务a g e n t ( s a ) s a 不具有移动能力，其主要功能是向本地的m a 或来访的m a 提供服务， 一个m a e 上通常驻有多个s a ，分别提供不同的服务。 2 3 5 移动a g e n t 系统开发语言 目前适合于移动a g e n t 系统开发的语言【3 l 】【3 2 】主要包括s c r i p t 语言( 如t c l ： t o o lc o m m a n dl a n g u a g e ) 、面向对象语言( 如j a v a 语言) 和专门面i 向a g e n t 的程 序设计语言( a o p l ：a g e m o r i e n t e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ) 。 就目前而言，开发a g e n t 系统用得比较多的主要是一些s c r i p t i 吾言和面向对象 语言。由于j a v a 3 3 】语言身兼解释性语言和面向对象语言两者的优势，它已成为目 前开发a g e n t 系统的开发语言之一。目前已经推出的移动a g e m 系统，有很多都是 基于j a v a 语言，且都相当成功。 天津大学硕士学位论文第三章构建基于移动a g e n t 的动态w e b 服务合成系统框架 第三章构建基于移动a g e n t 的动态w e b 服务合成系统框架 基于移动a g e n t 和w 曲服务的企业应用集成，融合了移动a g e n t 的智能性和 w 曲服务的开放、跨平台特性，与传统的企业应用集成方法相比较，它是一种动 态的、松散耦合的、可扩展的、灵活的集成机制，这为解决企业的信息孤岛现象 提供了一种很好的方案。w 曲服务和移动a g e n t 结合的思想，使得w 曲服务受益于 移动a g e n t 的动态创建，基于语义层的通信、判断和推理能力，以及灵活性和健 壮性等特性，从而使得二者的结合能够更大程度、更全面地满足用户的需求【3 4 1 。 3 1 动态w e b n 艮务合成的三个阶段【3 5 】 3 1 1 查找定位 在进行w 曲服务合成的过程中，这是很重要的一步，可以找到所需要的、 处于服务状态的w 曲服务。 选择标准：服务信息，外部信息，匹配度等。 需要注意的是：w e b 服务请求和w e b 服务实现可能不完全匹配，有可能需 要根据实现信息重新生成w e b 服务请求。 通常可以采用4 种不同的方法来定位具体的w e b 服务。主要包括静态方法、 本地方法、通过u d d i 的方法或动态方法： ( 1 ) 静态定位方法 该方法非常简单，只需要添加一个指向w s d l 服务定义的直接链接即可。 该链接能够告诉服务引擎w e b 服务的确切位置，而无需作出任何附加动作。 ( 2 ) 本地定位方法 在该方法中，服务提供者通常是一个能够在本地访问的应用程序或者软件构 件，例如一个j a v a 类。这些本地服务仍然可以采用w s d l 文档来进行描述，但 是，为了实现对遗留系统的支持和简化本地服务的定位过程，还可以在定位器中 内置一些扩展元素用以说明如何定位本地的服务。 ( 3 ) u d d i 定位方法 这种方法通过对u d d i 注册中心的检索来动态确定所需的服务。 由于在检索过程中可能会发现一系列符合条件的w e b 服务，因此，还需要 天津大学硕士学位论文 第三章构建基于移动a g e n t 的动态w e b 服务合成系统框架 使用选择策略来判定返回的搜索结果中哪个w e b 服务将被用于履行商业流程中 的功能。合法的选择策略包括： 选择列表中的第一个服务 从列表中随机选择服务 使用用户自定义的选择算法 该方法还允许指明何时执行u d d i 查询： 在部署时运行查询：在这种情况下，当合成服务模型部署到生产环境中 时，u d d i 查询将被静态定位器取代。 在启动时运行查询：在这种情况下，将在实例化模型的时候执行u d d i 查询。 在首次触发w e b 服务提供者的某个操作时执行u d d i 查询：这种模式使 w s f l 变得十分灵活和强大，并允许多个服务提供者通过竞争获取在商 业流程中履行一个功能的权利。 ( 4 ) 移动定位器机制 这种机制比u d d i 定位方式具有更大的灵活性，而定位服务的信息可以通过 定位之前的一些交互过程来获得。 3 1 2 合成 合成的主要任务就是通过一定的机制，把一组相关的活动( 服务) 连接在一 起，以形成一个相对独立的商业处理流程。合成主要处理两个问题： ( 1 ) 如何把孤立的w e b 服务组合成一个服务； ( 2 ) 组合后的服务能够提供什么服务，即合成服务接口定义。 3 1 3 执行 此阶段主要完成以下任务： ( 1