（计算机应用技术专业论文）基于qos的可信web服务组合及其相关问题研究.pdf

a b s t r a c t i i i 第1 章引言1 1 1w e b 服务组合研究概述1 1 1 1w e b 服务组合研究的背景1 1 1 2w e b 服务组合研究的意义l 1 2服务质量q o s 对服务组合的影响2 1 2 1 存在的问题2 1 2 2 服务可信带来的挑战与机遇3 1 3论文的研究内容及贡献3 1 4论文的组织结构4 第2 章相关理论概述5 2 1w e b 服务5 2 1 1w e b 服务简介5 2 1 2w e b 服务基本架构6 2 1 3w e b 服务技术规范7 2 2w e b 服务组合9 2 2 1w e b 服务组合简介9 2 2 2w e b 服务组合方法1 0 2 3 服务质量q o s 1 2 2 4 可信理论1 3 2 5 强化学习1 4 2 6 小结1 5 第3 章w e b 服务组合的研究现状与回顾1 7 3 1w e b 服务相关研究现状1 7 3 1 1w e b 服务组合相关工作1 7 3 1 2q o s 相关工作1 8 3 2可信软件与服务1 9 3 3 小结2 1 第4 章基于q o s 的可信w e b 服务组合系统2 3 4 1可信w e b 服务组合架构2 3 4 1 1基于q o s 的可信w e b 服务组合环境2 3 4 1 2 可信w e b 服务组合模型2 3 4 1 3 可信w e b 服务组合系统2 4 4 2w e b 服务的服务质量2 7 4 2 1w e b 服务的q o s 属性2 7 4 2 2w e b 服务的q o s 计算2 8 4 2 3 组合服务的q o s 计算2 9 4 3服务组合的可信评估3 0 4 3 1t w s c m 模型相关参数说明3 0 4 2舢筋 8 舢8删 胂y 4 3 2s t 的学习及可信判定3 1 4 4 小结3 3 第5 章基于语言网格平台的实验3 5 5 1 语言网格平台3 5 5 2 实验3 6 5 3 小结4 3 第6 章总结与展望4 5 6 1全文工作总结4 5 6 2未来工作展望4 6 参考文献4 7 致 射5 3 附录1 在校期间发表的论文5 5 附录2 部分程序代码5 6 2 1a t o m s e r v i c e m o n i t o r c s 5 6 2 2s e r v i c e c o m p o s i t i o n d b c s 5 8 2 3 t o o l s c s 6 0 摘要 基于q o s 的可信w e b 服务组合 及其相关问题研究 计算机应用技术专业硕士研究生肖文 指导教师张自力教授 摘要 随着互联网和计算机技术的高速发展，w e b 服务技术也得到了快速的发展和应用，这使 得w e b 服务的数量与日俱增，提供的功能也越来越丰富。然而单个原子服务提供的功能毕竟 有限，而用户的需求却是复杂多变的。因此，如何快速、准确、高效地组合已有的各类服务， 实现服务之间的无缝集成，提高原子服务的重用率，同时提供具有服务质量保证的w e b 服务 以满足用户日益增长的需求成为一个亟待解决的问题。 众多功能丰富的w e b 服务和组合服务的出现，给人们带来了极大的便利。随着人们对w e b 服务要求的逐步提高，出现了一些新的急需解决的问题。例如，高质量的原子服务组合后， 并不能保证得到的组合服务的质量也一定是高效优质的。为此，研究者们希望通过对w e b 服 务的非功能属性q o s 的研究，探索出一套保证组合服务质量的方法。然而用户的需求是模糊 的，而服务的环境是动态变化的，因此，简单、机械的通过比较o o s 的大小并不能完全保证 服务的质量。如，在开放的网络环境下，服务提供者有可能提供不符合实际q o s 的服务，因 此，服务的高q o s 并不能保证服务的可信性。针对这一现状，本文在基于q o s 的研究基础上 引入服务可信的概念，来探讨w e b 服务组合的可信问题。 本文的工作主要包括以下几个方面： 提出了可信w e b 服务组合模型( t r u s tw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o nm o d e l t w s c m ) 本文根据已有基于q o s 的研究，从服务可信这个角度出发来研究w e b 服务组合问题。 为此，提出了t w s c m ，即在原有w e b 服务体系架构基础上增加q o s 代理和可信模块两个部 分，通过可信模块来保证组合服务的质量与可信。 提出了对w e b 服务组合进行可信评估的方法 根据本文所提的t w s c m ，我们对服务组合的可信问题进行评估。通过对服务质量q o s 的属性选取以及原子服务、组合服务的q o s 度量方式的讨论，我们引入q o s 可信度及其稳 定程度以及用户的评价反馈来对组合服务的可信进行评估。最后，利用强化学习对组合服务 两南火学硕十学佗论文 的可信度量进行学习，以此来保证为用户推荐可信的组合服务。 设计了以语言服务为实例的实验 在语言网格这一多文化合作交流平台上，进行了以语言服务为实例的相关实验。通过实 验，验证了本文所提模型和方法的可行性和有效性。 a b s t r a c t i ii i i i 曼皇曼曼量曼皇曼曼曼曼曼曼曼皇曼舅皇曼罡曼皇量曼曼皇曼曼皇曼量曼曼曼曼! 皇曼曼皇曼 a p p r o a c h b a s e do nq o s m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y d i r e c t i o n ：a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f z h a n gz i l i m a s t e rc a n d i d a t e ：x i a ow e n a b s t r a c t t h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n t e m e ta n dc o m p u t e rt e c h n o l o g ya l s ob r i n g st h e r a p i dd e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h ew e bs e r v i c e st e c h n o l o g y , w h i c hm a k et h e n u m b e ra n df u n c t i o n so ft h ec u r r e n tw e bs e r v i c e si n c r e a s eq u i c k l y h o w e v e r , t h e f u n c t i o no fas i n g l ea t o m i cs e r v i c ei sl i m i t e d ，a n dt h en e e d so f u s e r sa r ec o m p l e xa n d c h a n g e a b l e t h e r e f o r e ，h o wt oc o m b i n et h ee x i s t i n gs e r v i c e sf a s t , a c c u r a t e l ya n d e f f i c i e n t l yt oa c h i e v et h es e a m l e s si n t e g r a t i o nb e t w e e ns e r v i c e s ，t oi m p r o v et h e u t i l i z a t i o no fa t o m i cs e r v i c ea n dt op r o v i d ew e bs e r v i c e sw i t hq u a l i t ya s s u r a n c et o m e e tt h eg r o w i n gn e e d so fu s e r sb e c o m e sas e r i o u sp r o b l e m t h eo c c u r r e n c eo fw e bs e r v i c e sa n dc o m p o s i t es e r v i c e sw i t hv a r i o u sf u n c t i o n s b r i n g sag r e a tc o n v e n i e n c ef o rp e o p l e a st h ei n c r e a s i n gh i g hd e m a n df o rw e bs e r v i c e s ， t h e r ea r es o m eu r g e n tp r o b l e m st ob es o l v e d f o re x a m p l e ，t h eh i g h q u a l i t ya t o m i c s e r v i c e sc a n n o tg u a r a n t e et h eq u a l i t yo ft h ec o m p o s i t es e r v i c e si sh i g h t h e r e f o r e ，t h e r e s e a r c h e r se x p e c t e dt oe x p l o r eas e to fm e t h o d st oe n s u r et h e q u a l i t yo fs e r v i c e c o m p o s i t i o nt h r o u g ht h es t u d y0 1 1t h en o n f u n c t i o n a lp r o p e r t yo fw e bs e r v i c e ss u c ha s q o s h o w e v e r , s i n c eu s e r s n e e d sa r ev a g u ea n dt h ee n v i r o n m e n to ft h es e r v i c ei s d y n a m i c ，t h es i m p l ea n dm e c h a n i c a lc o m p a r i s o no ft h es i z e so fq o sc a n n o tg u a r a n t e e t h eq u a l i t yo fs e r v i c e s f o ri n s t a n c e ，i na l lo p e nn e t w o r ke n v i r o n m e n t t h es e r v i c e p r o v i d e r sm a ya l s op r o v i d et h eu n r e a lq o ss e r v i c e t h e n ，t h eh i 【g h - q u a l i t yq o so f s e r v i c ed o e s n tg u a r a n t e et h es e r v i c ei st r u s t w o r t h y , w h i c hm e a n st h es e r v i c ec a n n o t a l w a y sb er e l i a b l e a sf o rt h i ss i t u a t i o n ，b a s e do nt h er e s e a r c ho fq o s ，t h i sp a p e r i i i 两南大学硕十学何论文 i n t r o d u c e st h ec o n c e p to ft r u s t w o r t h yw b bs e r v i c et os t u d yt h et r u s t w o r t h yp r o b l e mo f w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n t h ew o r ko ft h i st h e s i sm a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n ga s p e c t s ： 1 p r e s e n tt h et r u s tw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o nm o d e l t w s c m b a s e do nt h ee x i s t i n gr e s e a r c ho fq o s ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ec o n c e p to f t r u s t w o r t h yw 曲s e r v i c et os t u d yt h et r u s t w o r t h yp r o b l e mo fw 曲s e r v i c ec o m p o s i t i o n a n dt h et w s c mi sp r e s e n t e d ，t h a ti s ，a d dq o sa g e n ta n dt h et r u s tm o d u l eo nt h e o r i g i n a lw e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r ea n dg u a r a n t e et h eq u a l i t yo fc o m p o s i t es e r v i c e s t h r o u g ht h et r u s tm o d u l e 2 p r o p o s et h et r u s t w o r t h ya s s e s s m e n tm e t h o do fw 曲s e r v i c ec o m p o s i t i o n a c c o r d i n gt ot h ep r o p o s e dt w s c m ，w ea s s e s s t h et r u s t w o r t h yo ft h es e r v i c e c o m p o s i t i o n t h r o u g ht h es e l e c t i o no ft h ep r o p e r t i e so ft h es e r v i c eq u a l i t yq o s ，a n d t h ed i s c u s s i o no ft h eq o sm e a s u r e m e n tm e t h o do ft h ea t o m i cs e r v i c e sa n dt h e c o m p o s i t es e r v i c e s ，t h eq o st r u s t w o r t h ya n di t ss t a b i l i t ya sw e l la st h ef e e d b a c ko f t h e u s e r sa l ei n t r o d u c e dt oa s s e s st h et r u s t w o r t h yo ft h ec o m p o s i t es e r v i c e s f i n a l l y , a p p l y t h er e i n f o r c e m e n tl e a r n i n go ft h et r u s t w o r t h ym e a s u r e m e n tt oe n s u r et h er e c o m m e n d e d c o m p o s i t es e r v i c e sa r et r u s t w o r t h y 3 d e s i g nt h ee x p e r i m e n tt a k i n gt h el a n g u a g es e r v i c ea sa ne x a m p l e o nt h em u l t i c u l t u r a lc o o p e r a t i o na n de x c h a n g i n gp l a t f o r m l a n g u a g eg r i d ，c a r r y o u tt h e r e l a t e de x p e r i m e n t st a k i n gt h el a n g u a g es e r v i c ea sa ne x a m p l e v r e r i f yt h e f e a s i b i l i t ya n d e f f e c t i v e n e s so ft h e p r o p o s e d m o d e la n dm e t h o dt h r o u g ht h e e x p e r i m e n t k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，s e r v i c ec o m p o s i t i o n ，q u a l i t yo fs e r v i c e ，t r u s t w o r t h y , l a n g u a g eg r i d 第1 章引言 第1 章引言 w e b 服务及服务组合是s o a 领域研究的重点问题，而服务质量q o s 是目前 该领域的重要研究方面。本章主要阐述了w e b 服务组合研究的背景和意义，并对 把服务可信引入基于q o s 的w e b 服务组合研究的重要性进行了说明。最后简要 介绍本文的主要研究内容和章节结构。 1 1w e b 服务组合研究概述 1 1 1w 曲服务组合研究的背景 随着i n t e m e t 和信息技术的不断发展，软件系统的设计和开发也有了长足的 进步。但如何使遗留系统、异构系统无缝融合的问题却一直困扰着业界。以一种 标准的w e b 协议来提高异构系统之间的互操作性也就成为了急需解决的问题。正 是由于这种需要，w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 【1 心等相关技术便应运而生。w 曲服 务本质上是一个软件系统，用以支持网络间不同系统的互动操作。它具有高度的 互操作性、灵活性和松耦合性。由于w e b 技术的进一步发展以及与软件工程方法 的进一步结合，面向服务的新型计算模式面向服务的体系架构 ( 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 ，s o a ) 【3 】【4 】便成为了信息技术的新热点。s o a 通 过将注意力放在服务上，使得应用程序能够集中起来提供更加丰富、目的性更强 的商业流程，更加真实地反映业务模型。因此越来越多的企业开始以w e b 服务为 核心来构建大型的计算机系统。 w e b 服务技术的快速发展和应用，使得w e b 服务的数量与日俱增，提供的功 能也越来越丰富。然而单个原子服务提供的功能毕竟有限，而用户的需求是无穷 的。如何平衡这种不一致的供求关系也就成了业界关注的焦点。s o a 的一个重要 理念是将“单独、独立、封装 的原子服务组合成为更大型的服务，以实现软件 重用和发挥服务的潜力。因此，如何利用大量现存的w e b 服务来满足用户日益增 长的复杂需求也就成为了当前研究的重点，即w e b 服务组合的问题。w e b 服务组 合既是服务资源重用的一种重要方式，也是构建基于w e b 的复杂应用系统和软件 的一种新的途径。 1 1 2w 曲服务组合研究的意义 面对激烈的竞争和多变的市场环境，企业迫切需要企业应用的集成和电子商 务技术的支持，以便提高自身的竞争力和适应性。在应用领域，全球经济的竞争 不断加剧，如果企业要在这样激烈的市场竞争中生存下去并不断进步，必须要能 够对市场机遇、客户需求以及外部竞争的变化做出快速而灵活的响应。另外，如 两南大学硕十学何论文 何能更好地保护企业先前投资，利用已有资源整合出更符合要求的、更有效的新 的服务，已经成为一个迫切需要解决的问题。 w e b 服务组合技术( w e bs e r v i c e sc o m p o s i t i o n ) 【5 】就是实现上述目标的一个 重要途径。它将多个w e b 服务按照一定的规则，动态地发现并组装成一个增值的、 更大力度的服务，以满足用户的复杂需求。它作为以w e b 服务为基础的信息基础 设施和企业业务应用集成之间的桥梁，将服务资源组合、重用起来成为完整的应 用。同时它也使服务提供者之间的分工更加明确，资源配置更加优化。原子服务 的提供者能专注于与自身领域相关服务的设计、开发与提供，以便能提供更高效、 更优质的服务；服务的组合者则更加关注用户的需求，更加灵活的根据用户的各 种个性化需求来组合原子服务，提供满足用户需求的组合服务。 例如，在语言网格( l a n g u a g eg r i d ) 【6 】中，有很多不同的提供者来提供不同 的语言服务，如日语到汉语的翻译、英语到印加语的翻译等。如果用户需要汉语 到印加语的服务，按照传统的方法，我们需要服务提供者设计、开发汉语到印加 语的翻译服务。如果用户只是需要简单的翻译，并不要求翻译的准确度，这样的 重新开发将得不偿失，并会消耗大量的人力物力。如果利用语言网格平台来进行 服务组合，服务的提供将变得极其简单。因为在语言网格中已经存在汉语到英语 的翻译服务和英语到印加语的翻译服务。我们只需将前者的翻译结果作为后者的 翻译输入就可以构建一个新的服务，即汉语到印加语的翻译服务，这样将在很大 程度上使服务得到重用。只要服务提供者能提供更好的原子服务，我们将能提供 更好的组合服务。当然，服务组合并不是简单的将原子服务进行拼接，而是需要 根据用户的需求、个性化要求以及原子服务的特点等来进行组合，以期提供高效、 合理的组合服务。 1 2 服务质量q o s 对服务组合的影响 w e b 服务的大量出现，难以避免服务质量的良莠不齐。如何保证原子服务以 及组合服务的质量对于w e b 服务在商业领域的成功应用是非常关键的。因此，研 究者们通过引入服务质量( q u a l i t yo fs e r v i c e ，q o s ) 【7 j 来解决这个问题。利用服 务质量q o s 能够很好地描述服务满足消费者需求能力的这一性质，服务组合者就 能对原子服务以及相应的组合方法进行进一步的评估，最终提供高效、高质量的 组合服务。 1 2 1存在的问题 随着互联网的高速发展，w e b 服务及服务组合的应用也越来越广泛，服务组 合的方式也多种多样。然而用户的需求通常是模糊的，他们在使用服务以前，经 2 产 第1 章引言 常无法准确的判断服务是否能完全满足自己功能和非功能方砸的需求。虽然服务 质量q o s 的引入在一定程度上保证了服务组合的合理性和有效性，但是服务组合 的效果依然经常不尽如人意。例如，当不同国籍的人们利用语言网格平台进行多 文化合作交流时，其上提供的大量的语言服务被利用。引入服务质量q o s 后，通 常人们认为服务质量越高，该服务越好而选择某服务。实际上，通过持续的监控 发现，该服务处在动态变化过程中，不能提供稳定的服务，从而导致组合服务效 果不甚理想，用户则认为没有得到值得信任的服务，对服务的结果也不会满意。 由此可见，服务可信与否越来越受到用户的关注。因此，我们需要在保证w e b 服 务质量的基础上保证w e b 服务可信例。 1 2 2服务可信带来的挑战与机遇 目前，可信软件、可信计算已经成为研究的热点问题。同样，在s o a 领域人 们也越来越关注服务的可信问题。w e b 服务的可信反映的是用户对该服务满足其 需求的信任程度。互联网上提供的服务多种多样，所提供的服务也处在一个动态 变化的过程中，由于缺少监管，会存在欺诈行为，即服务提供者会恶意的提供不 可信的服务，可信度不高的w e b 服务可能给企业应用系统带来不可预知的甚至是 严重的后果。因此，只有既满足可信需求又保证服务的高质量才能确保从众多功 能相似的服务中选择出最符合用户需求的服务。然而，对于如何确保服务的可信， 目前仍没有一个比较完善可行的方案。基于此，我们借鉴软件可信的概念，在s o a 领域建立服务可信的评价体系，将会保证服务的质量与可信，促进w e b 服务的进 一步发展与应用。 1 3 论文的研究内容及贡献 本文通过对w | e b 服务组合的深入研究，在已有研究成果的基础上，借鉴相关 领域的工作和方法，提出了可信w e b 服务组合模型可w s c m 。本文的工作主 要包括以下几个方面： 提出了可信w e b 服务组合模型( t r u s tw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n m o d e l t w s c m ) 本文根据已有对q o s 的研究，通过引入服务可信及其相关概念，从一个新的 角度来分析服务组合问题。为此，我们提出了t w s c m ，即在原有w e b 服务体系 架构基础上增加q o s 代理和可信模块两个部分。 提出了对w e b 服务组合进行可信评估的方法 根据前文提出的t w s c m ，我们对服务组合的可信问题进行评估。通过对服 务质量q o s 的属性选取以及原子服务、组合服务的q o s 度量方式的讨论，我们 两南大学硕十学何论文 引入q o s 可信度及其稳定程度以及用户的评价反馈来对组合服务的可信进行评 估。最后，利用强化学习对组合服务的可信度量进行学习，以此来保证为用户推 荐可信的组合服务。 在语言网格平台上进行了相关实验来验证模型 在语言网格这一多文化合作交流平台上，我们进行了以语言服务为实例的相 关实验。通过实验，验证了本文所提模型和方法的可行性和有效性。 1 4 论文的组织结构 本文共分6 章，具体如下： 第1 章是引言部分，主要讨论了w e b 服务组合的研究背景、意义以及存在的 问题，并概述论文的贡献及结构。 第2 章对后面章节中所需的各种理论进行简单的介绍，目的是使后面章节的 问题陈述更为简明。 第3 章，对w e b 服务组合研究相关工作进行回顾，重点阐述基于q o s 相关 的研究现状和可信软件与服务相关的研究进展。 第4 章，建立了一个基于q o s 的可信w e b 服务组合模型( t w s c m ) ，并对 模型的基本结构作简要说明。然后，阐述了服务质量q o s 的度量方式，引入q o s 可信度及其稳定程度的概念，并利用强化学习的相关算法进行学习，探讨了一种 对w e b 服务组合进行可信评估的方法。 第5 章，首先简要介绍了本文所用实验平台语言网格，然后重点阐述了 在该平台上设计的实验，以及实验结果分析。 第6 章是对全文的总结与未来工作的展望。在这章中，我们对文中所提方法 的不足之处进行讨论，并提出进一步研究的方向和待解决的问题。 4 一 服务组合相关概念进行简要的概述。然后，对服务质量q o s 、可信理论以及强化 学习算法分别进行阐述。本章的目的是为后面章节提供理论铺垫，使后面章节的 问题阐述更为简明。 2 1w e b 服务 2 1 1w e b 服务简介 传统的分布式计算面临着两大难题：一是平台之间的互操作问题；二是客户 端和服务端之间的紧耦合问题【9 1 。尽管d c o m l l 0 1 和c o r b a t l l 】等分布式计算技术 能够解决分布式应用与互操作问题，但w e b 服务因其技术的简单性、兼容性及成 本的低廉性而越来越受到关注。w e b 服务技术作为面向服务的体系架构( s o a ) 和 面向服务的计算( s e r v i c e o r i e n t e dc o m p u t i n g ，s o c ) 【l2 j 的主要实现技术得到广 泛应用。随着w e b 服务标准的持续完善和支持w e b 服务的企业级软件平台的不 断成熟，越来越多的企业参与到软件服务化( s o f t w a r e a s a - s e r v i c e ，s a a s ) t 1 3 1 的行 列中来，纷纷将其业务功能和组件封装成标准的w e b 服务发布出去，从而实现快 速便捷地寻求合作伙伴、挖掘潜在客户和达到业务增值的目的。 w e b 服务利用i n t e m e t 协议在分布节点之间传递消息，基于任何平台与编程 语言的应用都能通过标准的技术和协议对其进行访问，为编程语言、操作系统和 平台异构的软件系统之间的交互、协同提供了物理上的互操作基础。 基于x m l 的w e b 服务将传统的以提供静态内容为主要服务形式的w e b 站点 转变为向用户提供动态的数据服务、应用服务以及其他软硬件资源服务的应用节 点。服务的使用者不再局限于普通用户，还包括应用程序和机器，从而将w w w 由传统的静态松散的页面集合演化为动态、互联的应用和服务平台。 学术界和工业界分别从不同角度对w e b 服务的相关技术进行了研究，因此对 于w e b 服务也有着不同的定义。下面是关于w e b 服务的几种主要定义： 1 ：w e b 服务是由u r i 标识的应用程序，其接口与绑定形式可通过x m l 来定 义、描述和检索，并能通过x m l 消息及互联网协议完成与其它应用的交互【l 引。 2 ：w e b 服务是指由企业发布以完成其特别的商务需求的在线应用服务，其 他应用软件或企业可以通过i n t e m e t 来访问并使用该应用服列”1 。 3 ：w e b 服务是一种自包含、自描述、模块化的应用。如果一个w e b 服务被 部署了，则其他的应用( 包括其他w e b 服务) 可以通过网络来发现和调用所部署 的w e b 服务【l6 1 。 5 两南大学硕十学何论文 暑皇i 曼曼曼曼曼曼曼皇曼量量曼曼曼皇曼曼曼曼曼皇曼皇曼曼曼曼曼曼鼍曼寡曼皇曼曼舅量量曼曼曼曼曼曼蔓曼曼曼曼曼曼曼笪量量量曼蔓曼曼皇曼曼曼曼曼曼寰曼鼍量 2 1 2w e b 服务基本架构 w e b 服务体系架构包含三类参与者和三个基本操作。其中，三类参与者是： 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服务请求者( s e r v i c ec l i e n t ) 和服务注册中心 ( s e r v i c er e g i s t r y ) 三个基本操作是：发布( p u b l i s h ) 、检索( f i n d ) 、绑定( b i n d ) 。 其参考模型如图2 1 所示【1 7 1 ： 6 图2 - 1w e b 服务参考模型 其中，w e b 服务的参与者： 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) - 是w e b 服务的组织者，负责w e b 服务 的创建、发布和维护，实现了通过服务体现出来的业务逻辑。 服务请求者( s e r v i c ec l i e n t ) ：是需要满足一定功能的企业，是搜寻服务 注册中心并调用服务的应用。 服务注册中心( s e r v i c er e g i s t r y ) ：是一个可供搜寻的目录，可在该目录 中发布和搜索服务描述。服务请求者可在服务注册中心发布发现服务描 述，并获取服务的绑定信息，从而联系或者绑定到服务提供者，利用所 提供的服务。 w e b 服务的基本操作： 发布( p u b l i s h ) ：包括两个操作，一是对w e b 服务本身的描述，二是将 w e b 服务注册到服务注册中心。 检索( f i n d ) ：首先在发现机构的注册中心搜索服务，然后从搜索结果中 一 第2 幸相关理论概述 暑苎曼曼曼鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼鼍曼舅舅曼曼曼曼曼曼! 曼曼皇曼曼曼曼皇曼曼曼曼! 曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼鼍i i 皇曼曼曼曼鼍曼曼皇曼舅曼曼皇曼曼曼曼量苎罡 选择所需的w e b 服务。 绑定( b i n d ) ：服务请求者使用绑定信息定位并联系服务，从而调用或者 初始化一个运行时交互。 图2 1 描述了w e b 服务的角色和操作之间的关系。首先，服务提供者将w e b 服务发布到发现代理机构。然后，服务请求者使用发现代理机构的注册中心搜索 所需的w e b 服务。最后，基于从发现代理机构所获得的信息，服务请求者调用( 绑 定到) 服务提供者所提供的w e b 服务。 2 1 3w 曲服务技术规范 文献【1 7 给出了一个w e b 服务技术栈，它包含了通信层、消息层、描述层、 发现层和处理层5 个关键层，是对w 3 c 提出的w e b 服务技术栈的一个扩展，如 图2 2 所示。 ：，了二。，。：。二：；。荔磊藏纛露篆缀荔纛缓麴缓缓麴霸鞣缓翳目隧瓣臻骥鞠露嗣簟_ _ 豳_ _ i t l 蛾yd i m e n s i o n s 图2 - 2w e b 服务技术栈 w | e b 服务是基于x m l 1 8 1 和h t t p s 的建立在一系列标准上的w e b 应用程序， 它将面向对象的程序进一步封装，里面包含了一些粗粒度的接口，可以通过服务 描述语言w s d l l l 9 1 来描述服务，通过u d d i 2 0 】来发布和发现服务，通过s o a p l 2 1 】 协议来实现不同厂商之间的服务调用。下面，对w e b 服务的主要标准和技术予以 介绍。 x m l 1 8 1 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 ) l ! 1 口- - j 扩展标记语言，是一种基于文本的标 记语言，它以一种与系统无关的方式来表示数据，正在迅速成为w e b 上的数据交 7 。锄矽纺嚣妊弘缸移鼽缝笳簸缝鬻铲弘缘咎臻#强一j。矿n嚣、，纭，菇十呜，；辔缀熟学#搿嚣彩饼荔 occ101鼍m坊m刀一om 黝笏荔黪荔龌鬈l钰终髦貉箩嚣张魏器辩缓彩荔掰蠡黼毵缝貉嚣缓貉缓器黪毵移够荔 协m|cc刀一i刀一n 黝 两南大学硕士学何论文 换标准。它是i n t e m e t 环境中跨平台的、依赖于内容的技术，是当前处理结构化 文档信息的有力工具。 x m l 被人们广泛接受的原因有很多，其中最突出的原因有：纯文本特性；数 据标识能力；样式表达能力；内嵌的可重用性；可链接性；易于处理性；层次化 结构。 w s d l 1 9 】 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 ) 是一个用来描述w e b 服务和说 明如何与w e b 服务通信的x m l 语言。它为用户提供详细的接口说明书。一个 w s d l 文档包含了服务的四个重要信息，即接口信息、数据信息、绑定信息和地 址信息。 w s d l 文件包含以下元素： 1 ：t y p e ：使用某种语法的数据类型定义； 2 ：m e s s a g e ：要传递的数据； 3 ：p a r t ：消息参数； 4 ：o p e r a t i o n ：服务支持的操作的抽象描述； 5 ：p o r tt y p e i n t e r f a c e ：一个或多个端点支持的操作的抽象集； 6 ：b i n d i n g ：特定端口类型的具体协议和数据格式规范； 7 ：p o r t e n d p o i n t ：绑定和网络地址的组合； 8 ：s e r v i c e ：相关端点的集合，包括其关联的接口、操作、消息等。 w s d l 支持4 种消息交换方式： 1 ：单向( o n e w a y ) ：服务端接收消息； 2 ：请求响应( r e q u e s t r e s p o n s e ) ：服务端点接收请求消息，然后发送响应 消息； 3 ：要求应答( s o l i c i t r e s p o n s e ) ：服务访问端发送要求消息，然后接收应答 消息； 4 ：通知( n o t i f i c a t i o n ) ：服务访问端点发送通知消息。 u d d i 2 0 】 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ) 即统一描述、发现和 集成协议。u d d i 是一个分布式的互联网服务注册机制，它集描述( u n i v e r s a l d e s c r i p t i o n ) 、检索( d i s c o v e r y ) 与集成( i n t e g r a t i o n ) 为一体，其核心是注册机 制。u d d i 实现了一组可公开访问的接口，通过这些接口，网络服务可以向服务 信息库注册其服务信息，服务需求者可以找到分散在世界各地的网络服务。 u d d i 计划是一个广泛并开放的行业计划，它使得商业实体能够彼此发现和 定义他们如何在互联网上互相作用，并在一个全球的注册体系架构中共享信息。 r 弋 ，i ， 第2 苹相关理论概述 同时，u d d i 也是w e b 服务集成的一个体系框架，它包含了服务描述与发现的标 准规范。简言之，u d d i 是w e b 服务的服务中介。 s o a p f 2 l 】 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 ) 即简单对象访问协议，是基于x m l 的、在非集中、分布环境中的、可使应用程序在h t t p 之上进行信息交换的通信 协议，即s o a p 是用于访问网络服务的协议。它独立于平台、独立于语言，简单 并可扩展，将被作为w 3 c 标准来发展。包括三个部分：封套( e n v e l o p e ) 定义了 消息内容和处理的框架、一套编码规则用来表达应用定义数据类型的实例以及表 达远程过程调用和响应的协定。 一条s o a p 消息是一个普通的x m l 文档，包括三个部分： 1 ：信封( e n v e l o p e ) ：定义了消息内容和处理的一个总体框架； 2 ：编码规则( e n c o d i n g ) ：用来表达应用定义数据类型的实例； 3 ：r p c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) ：定义了表达远程过程调用和响应的协定。 2 2w e b 服务组合 2 2 1w e b 服务组合简介 w e b 服务组合( w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ) 源于软件重用，它的基本思想是 使用系统中已有的w e b 服务，通过一定顺序的组合或者组合顺序的改变，创造出 新的或者更高质量的服务以满足用户的需求。它具有这样一些特点：多层次性和 可扩展性；动态与自适应性；业务流程的自动化；较高的软件生产率。目前，对 w e b 服务组合尚无统一的定义，下面，给出从不同角度出发不同的研究人员对 w e b 服务组合所下的定义 2 2 彩j 。 从应用集成角度出发，文献 2 2 1 认为w e b 服务组合是将来自不同企业的异质 异构信息系统和软件进行无缝集成，消除信息孤岛，以形成互通互联软件联合体 的过程。从业务流程角度出发，文献 2 3 】认为w e b 服务组合是按照一定业务规则 将服务进行有机连接，使其协作完成既定商务目标。从任务规划角度出发，文献 【2 4 认为w e b 服务组合是将大型任务分解成若干子任务，然后寻找完成这些子任 务的服务的过程。从问题求解角度出发，文献【2 5 】认为w e b 服务组合是为达到用 户特定目标，在给定服务中发现一个能满足该目标的组合服务。 w e b 服务组合系统的通用框架【2 6 】如图2 3 所示。该通用框架是对组合系统的 高层抽象，采