基于UDDI扩展的Web服务信誉度模型研究.doc

现代图书情报技术2007年第7期 知识组织与知识管理 总第153期 基于UDDI扩展的Web服务信誉度模型研究 孙素云 (广东轻工职业技术学院计算机系广州510300) 【摘要】 通过对现有UDDI规范进行扩展，提出一个weh服务信誉度评估模型，通过引入量化的概念，采 用客户反馈、主动监视的机制，对UDDI中注册的weh服务信誉度进行动态评估和调整，实现基于信誉度约束 的Web服务发现机制。 【关键词】weh服务信誉度评估模型 【分类号】TP393 Study on Reputation M odel of W eb Services Based on UDDI Sun Suyun (Department ofComputer，Guangdong t，)，Technical College，Guangzhou 510300，China) 【Abstract】The paper brings forward a reputation evaluation model of Web service based on UDDI by extending actual UDDI criterionAt the sallle time，the paper introduces the concept of quantification，and uses consumer feed back and active monitor mechanism for evaluating and adjusting reputation value of Web service in the UDDI，to realize a Web discovery mechanism based on reputation restriction 【Keywords】weh service Reputation Evaluation model 1 引 言 UDDI是一套基于Web的、分布式的Web服务信息 注册中心的标准规范，同时也包含一组访问协议的实现 标准，它使企业能将自身提供的Web服务加以注册，并让 别的企业能够发现并访问这些Web服务。创建UDDI商 业注册中心的目的就是帮助企业发现并使用所需的Web 服务.。由于目前UDDI规范没有定义如何对Web服务 的信誉度进行描述，因此也不支持基于信誉度约束的 Web服务发现机制。Kim等人在文献2中研究了2003 2004年公共Web服务的使用情况，只有大约34的服 务可用。Clark在文献3中指出，48 的UDDI中的注 册信息是无效的，这就导致从UDDI中查找到的服务实际 可用性差。因此，如何从数量众多、功能相同、但服务质 量等非功能特性各异的服务中，根据服务质量等应用需 求动态地选择出最能满足用户需求的服务，实现应用软 件的“按需服务”机制，已成为计算机领域中一个亟待解 决的问题。 文献4给出了一种Web服务信誉度概念模型，文 献5提出了一种扩展的UDDI模型。本文将以这些研 收稿Et期：20070518 收修改稿Et期：20070531 32 究为基础，通过对现有的UDDI规范进行扩展，建立一个 Web服务信誉度评估模型。在模型中，通过在UDDI中 定义一组描述Web服务信誉属性和信誉度的分类tMod el，以及给出信誉度属性与分类tModel之间的转化过程， 并结合客户反馈和主动监视的机制，实现对Web服务信 誉度动态评估和调整，增强UDDI商业注册中心中Web 服务描述和发现的能力。 2 信誉度评估理论 信誉分为身份信誉和行为信誉。身份信誉涉及用户 或服务器的身份认证；行为信誉主要针对两个实体之间 进行事务处理时，根据实体在交易过程中所表现的行为 给对方做出评价，本文讨论的Web服务信誉度是行为信 誉的研究范畴。 21 信誉和信誉度定义 信誉是一个非常复杂的主观概念，目前没有一个一 致的定义，根据Farag Azzedin等人的定义，信誉是一种对 实体行为能力的坚定信念，这种能力体现为对评价者提 交任务的可能完成情况，它是针对一个具体应用场合随 时间变化的量。文献6指出，信誉是由信誉值表征的客 观实体的身份和行为的可信度评估，信誉值取决于实体 可靠性、诚信和性能等。信誉是在一定范围内，根据实体 现代图书情报技术2007年第7期 知识组织与知识管理 总第153期 间的多次交易而动态变化，所以笔者定义：信誉是对某实 体本身行为的期望，包括在某些指定内容方面对该实体 过去行为的观察，以及其它实体对该实体的推荐信息，信 誉程度随时间是递减的；信誉度是一个Web服务在某一 时间段内发生的交易行为所形成的全局评价，由独立的 第三方通过审计历史数据获得，信誉度评价实现对交易 各方的行为约束，影响信誉度的主要因素包括调度事故、 调度失败、违约等行为。 22 信誉度评估策略 信誉评估存在于服务请求和服务消费实体之间，不 同的实体对同一个实体进行评估，得到的信誉度可能不 同，特别是两个实体彼此进行评估时，获得的信誉度也不 一定相同，所以，一个实体对另一个实体进行评估，一方 面，可直接利用与该实体直接交易的经验，另一方面，还 需考虑其它实体对该实体的信誉评估记录。笔者通过借 鉴文献7的Web服务QoS评价方法，将Web服务的信 誉度由第三方进行统一管理，即通过对现有的UDDI进行 扩展，增设信誉度认证中心，实现对已注册的Web服务信 誉度管理。在具体评估Web服务信誉度的时候，主要考 虑UDDI对Web服务主动监视获得的信誉值、服务消费 者反馈的Web服务信誉值、服务提供者服务注册的信誉 值和信誉衰减因子，利用信誉度计算函数综合得到具体 Web服务的信誉度。 3 Web服务信誉度评估模型 31 模型的体系结构 目前，UDDI规范没有定义如何对Web服务的信誉 度进行描述，因此，它不支持基于信誉度约束的Web服务 发现机制。笔者提出Web服务信誉度模型的目的，就是 在不改变UDDI规范和实现的前提下，通过扩展UDDI的 描述能力，提供对Web服务信誉度的描述，以提供基于信 誉度约束的Web服务发现机制。基于上述原则，通过对 现有的UDDI规范进行扩展，增设一个信誉度认证中心角 色，在引入量化概念的基础上，通过主动监视、客户反馈 和信誉协商等操作，实现基于信誉度约束的Web服务发 现机制，其结构如图1所示。 因为Web服务在UDDI中注册为1个tModel. ，所 以笔者在UDDI中为每个tModel关联1个信誉度对象， 并利用此对象存储Web服务信誉度。如图1所示，Web 服务信誉度评估模型通过对现有的UDDI进行扩展，增设 一个信誉度认证中心，负责接受Web服务提供者量化后 的服务注册信息，并对已注册的Web服务主动监视，同时 接受服务消费者对web服务有关信誉的反馈信息，结合 Discovery based UDDI specificati 咖of、veb serv icna， Service Consumer Services Registry DDI) Reputation of Service Calculating egotiation、binding&inv Service Provider 图1 基于UDDI扩展的Web服务信誉度评估模型 Web服务信誉度衰减因子，实现对Web服务的信誉度进 行动态评估和调整，以支持基于信誉度约束的Web服务 发现机制。 32 Web服务信誉量化 为了评估Web服务的信誉度，在评估模型中，笔者通 过引入信誉量化的概念，即通过事先定义好的信誉分类 tModel，对服务提供者的信誉通告或服务消费者的信誉需 求进行转换，并返回相对应的信誉分类信息 。在具体 实现中，通过应用量化函数Quantify()对Web服务的信 誉度进行量化，该函数通过返回0，1之问的实数值来定 量地表达Web服务信誉度，其中，1表示“完全信誉”，0 表示“完全不信誉”。在信誉量化具体实现时，参考文献 9的量化方法，应用Quantify(String xml，bool publish)实 现服务注册与服务发现的量化任务，在函数中，xml是以 XML描述的服务质量通告或需求；publish为量化类型， true表示对信誉通告进行量化，false表示对信誉需求进 行量化，以XML描述的信誉分类信息表示调用函数 Quantify()后返回的信誉量化结果。 33 信誉度评估模型工作机制 在基于UDDI扩展的Web服务信誉度评估模型中， 在服务发布的时候，服务提供者通过调用Quantify()操作 对Web服务的信誉度进行量化，返回一组信誉分类信息， 并将携带信誉分类信息的Web服务描述信息在UDDI进 行服务注册；在发现服务的时候，服务消费者调用Quanti fy()操作对用户的信誉需求进行量化，返回一组信誉分 类信息，并携带信誉度约束在UDDI中进行服务查找；在 服务消费者调用服务的时候，服务消费者启动监视进程， 对服务调用过程的信誉度进行测量，并根据服务的实际 运行情况，向UDDI信誉度认证中心提供服务有关信誉的 反馈信息。在整个Web服务运行期间，UDDI中的信誉 度认证中心负责定时对所有已注册的Web服务进行主动 监视，并结合Web服务注册信息、客户反馈信息、主动监 视信息和信誉衰减因子，对Web服务信誉度进行动态评 估和调整，实现基于信誉度约束的Web服务发现机制。 33 现代图书情报技术2007年第7期 知识组织与知识管理 总第153期 4 信誉度评估模型的关键技术 根据Web服务信誉度评估模型的设计结构，信誉度 评估模型主要由服务提供者、服务消费者、UDDI和信誉 度认证中心组成。其中，信誉度认证中心是在对现有的 UDDI进行扩展而产生的一个新的角色，是实现Web服 务信誉度评估的关键组件。信誉度认证中心主要负责对 服务提供者的信誉通告或服务消费者的信誉需求进行量 化，同时负责定时对所有已注册的Web服务进行主动监 视，以及接受来自服务消费者的信誉反馈信息，并根据 Web服务注册信息、客户反馈信息、主动监视信息和信誉 衰减因子，对Web服务信誉度进行动态评估和调整，下面 分别对信誉度评估模型中的关键技术进行介绍。 41 UDDI扩展 UDDI提供服务发布和查找的功能，为了对Web服 务的信誉属性进行描述并提供基于信誉度约束的服务发 现机制，本文定义了一组描述Web服务信誉度的分类 tModel，如违约、可用性等，以描述Web服务提供有保证 服务质量的可信度。在UDDI规范中，分类信息是以key- NamekeyValue形式表示的。keyNe是一个字符串，是 对分类信息的描述；keyValue是一个整数，唯一标识分类 tModel中的一个类别。因此，在本文所定义的信誉分类 tModel中，只能表示一组离散值，需要在实际的信誉属性 值和分类信息之间进行转换。在本模型中，笔者主要通 过引入“量化”概念 来表示这种信誉属性值与分类信息 之间的转换，在具体实现中，采用分类tModel来描述Web 服务信誉度，并通过调用Quanti()实现信誉度属性值与 分类tModel之间的转换，允许系统根据Web服务实际的 信誉度属性值，对其信誉度进行动态评估和调整，增强 UDDI服务描述和发现的能力。 42 主动监视 由于很少有组织在发布服务信息后主动对服务信息 进行更新，因此导致了UDDI中的注册信息可信度低，实 际发现的Web服务可用性差。在本模型中，笔者通过 UDDI信誉度认证中心定时对Web服务发送监测请求， 主动监测所有注册的Web服务的当前运行状态，以提高 UDDI注册中心服务信息的可信性。笔者通过借鉴文献 10的Web服务主动监视机制，由信誉度认证中心定时 向已注册的Web服务发送监测请求，并根据监视返回信 息更新服务注册库，动态调整相应Web服务的信誉度，保 证UDDI上的注册信息的实时有效性，从而保证服务请求 者在UDDI中找到的web服务是实际可用的，主动监视 模块的工作状态如图2所示。 34 N州nal 图2 主动监视Web服务状态图 从图2可以看出，主动监视web服务状态图中有3 个状态，其中正常状态(Noda1)是指主动监视模块被动 等待触发事件的状态；监测状态(Monitor)指主动监视模 块主动向服务提供者发起监测请求的状态；更新状态 (Update)是指主动监视模块根据服务提供者的返回信息 更新服务注册库的状态。处于正常状态的主动监视模块 由定时触发事件触发，进入监测状态，运行主动监测算 法，如果被监测服务没有更新，则主动监视模块由监测状 态回到正常状态，等待其他事件触发；如果需要更新，则 通过更新信息触发进入更新状态，运行服务信息更新算 法，更新结束后，主动监视模块回到正常状态，等待其他 事件触发。 43 客户反馈 在服务消费行为中，服务消费者对服务的信誉评估 数据通常是最直接有效的，因此，在模型中，笔者通过信 誉度认证中心接受来自服务消费者有关的服务信誉的反 馈信息，并将其保存在UDDI信誉度认证中心的本地数据 库中，在充分信任客户的前提下，接受客户对Web服务有 关信誉的反馈信息，并依此分析服务的信誉关系，以对其 消费过的Web服务信誉度进行调整。 在模型中，为了便于客观地反映服务消费者在服务 消费行为中的信誉关系，笔者通过对Web服务信誉度进 行形式化描述，即将服务调用的行为表示为一个集合 (r，E)，(1。，W ，e。)，(1 ，W ，e )，. ，其中，r代表行 为所属的信任类型，E代表这次行为所得到的信誉评价； l。，l ，.表示信任类型各属性的标识；W。，W .代表对应 下标的属性在信任评估中所占权重，e，e ，.代表这次 行为中，相应下标的属性所得到的信誉评价值。在模型 中，笔者通过一元函数来计算各属性对应的信誉值，该函 数可表示为：e，=f(1i)。在得出各属性的权向量和各属性 的评价后，通过计算各属性的合成权，即为对该次行为中 Web服务信誉度的评价值，该次行为中的信誉度计算公 式可表示为：E=eiw ，即E为消费者对该次行为中 Web服务的信誉评价值，当某次行为中Web服务获得的 E值越大，该Web服务的信誉度反馈值就越高，然后将该 信誉评价值反馈给UDDI中的信誉认证中心，以更新该 现代图书情报技术2007年第7期 知识组织与知识管理 总第153期 Web服务的信誉度。 44 Web服务信誉度计算 Web服务的服务行为是对Web服务信誉度进行评 价的主要依据，在本模型中，笔者主要考虑UDDI信誉度 认证中一fi,对Web服务主动监视获得的服务信誉值、Web 服务消费者反馈的信誉评价值、Web服务提供者提供的 Web服务信誉值，同时结合信誉度衰减因子，实现Web 服务信誉度的综合评估。Web服务信誉度计算函数可表 示为：Rv 0【 M+B E Et+ P Pt o公式中Rv (Reputation Value)为Web服务信誉度，取值范围0，1； M为服务信誉监视记录统计分析值， 为其对信誉评估 的权重因子；E为服务消费者对该Web服务信誉度反馈 记录统计分析值，B为其对信誉评估的权重因子；P为服 务提供者对Web服务量化信誉度， 为其对信誉评估的 权重因子；E 和P 分别为信誉随时间变化的衰减因子。 UDDI中的信誉度认证中心作为信誉认证的第三方 权威机构，负责主动监视UDDI上注册的Web服务，M是 通过对Web服务主动监视获得的信誉值， 是评估服务 信誉度最大权重的影响因子。E是客户在Web服务消费 行为中，通过评价已使用过的Web服务关于信誉的反馈 值，是对Web服务信誉度评估最直接有效的评价因素，所 以B也是比较大的权重因子。在Web服务注册时，服务 提供者根据UDDI中信誉评估要素，对服务信誉度进行具 体量化，并将量化后的值发布到UDDI中，一般来说，服务 提供者为了提高服务的利用率，通常在具体量化的时候， 往往会给该服务赋予高于其服务本身的信誉度，所以在 计算服务信誉度的时候， 占的权重比较小。同时，行为 信誉的最大特点随时问进行衰减，因此在评估Web服务 信誉度的时候，引入了信誉衰减因子E。和P。来反映信 誉度的衰减情况，并对与时间相关的评估因素，如客户反 馈和服务注册提供的信誉值进行修正。 在实际评估信誉度的过程中，信誉度计算函数与应 用目标相对应，各种服务、各个参数的权重取值问题都不 尽相同，由于同时这些值没有直接的依据去确定，均属于 经验值，因此，UDDI信誉度认证中心应该秉着公正的原 则动态对各参数权重进行调整，以实现有效评估weh服 务信誉度的目的。 5 结语 信誉度评价为Web服务请求者正确选择服务提供了 依据，它通过对一个Web服务过去的信誉“表现”进行综 合，为预期的信誉行为做出评价。本文在不改变当前的 UDDI规范的前提下，通过对现有的UDDI规范进行扩 展，建立一个Web服务信誉度评估模型。模型中通过引 入量化的概念，以及结合主动监视、客户反馈的方法，对 Web服务信誉度进行动态评估和调整，实现基于信誉度 约束的Web服务发现机制。 参考文献： 1顾宁，刘家茂，柴晓路Web Services原理与研发实践M北京： 机械工业出版社，2006：119129 2Kim S M，Rosu M CA Survey ofPublic Web ServicesCInterna tio