（計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）基于服務(wù)質(zhì)量的web服務(wù)選擇若干問題的研究.pdf

碩士論文 基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 摘要 w e b 服務(wù)作為一種構(gòu)建面向服務(wù)架構(gòu) s o a 的分布式計算技術(shù) 具有良好的互操作 性 自描述性和模塊化的特性 以其松散耦合 基于標準 高度可集成能力等優(yōu)點成為 當今工業(yè)界和和學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的焦點 但是 單個w e b 服務(wù)難以滿足復(fù)雜的用戶需 求 因此把可用的w 曲服務(wù)組合起來 形成新的 功能更強大的組合服務(wù)成為當前研 究的熱點 然而 隨著w e b 服務(wù)的發(fā)展 w e b 服務(wù)的數(shù)量與日俱增 網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了許 多具有相同或相似功能的w e b 服務(wù) 現(xiàn)有的基于功能性描述的w e b 服務(wù)選擇技術(shù)無法 解決這一問題 因此基于q o s 價格 響應(yīng)時間 信譽度等非功能屬性 對w e b 服務(wù)進行 選擇的技術(shù)得到了越來越多人的關(guān)注 首先 介紹了w e b 服務(wù)的相關(guān)技術(shù) 分析了傳統(tǒng)的w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型 針對 其缺乏q o s 支持的不足 提出了一種新的w e b 服務(wù)擴展體系結(jié)構(gòu)模型 并在其基礎(chǔ)上 提出了一種集成式w e b 服務(wù)q o s 動態(tài)獲取方法i q d a m 給出了該方法獲取q o s 的具 體流程 并詳細闡述了i q d a m 中直接信任和推薦信任相結(jié)合的w e b 服務(wù)q o s 動態(tài)獲 取策略 q o s 去噪處理等關(guān)鍵問題 此外 在傳統(tǒng)u d d i 基礎(chǔ)上 對i q d a m 中的e q u d d i 從功能結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫設(shè)計三方面進行了詳細描述 其次 考慮到基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇屬于n p 難問題 在分析遺傳算法和模擬退 火算法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上 提出了一種融入小生境思想的遺傳模擬退火算法s n g s a a 并 將其應(yīng)用到基于q o s 的w r e b 服務(wù)選擇問題中 詳細闡述了基于s n g s a a 算法實現(xiàn)w e b 服務(wù)選擇的步驟 并通過仿真實驗與傳統(tǒng)遺傳算法作了對比 驗證了s n g s a a 算法在 平均適應(yīng)度和進化代數(shù)上的優(yōu)越性 最后 采用s n g s a a 算法設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇驗證系統(tǒng) 詳細介紹了該系統(tǒng)的運行環(huán)境 總體結(jié)構(gòu) 功能模塊以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn) 并以旅 游服務(wù)為應(yīng)用實例 模擬了用戶選擇旅游服務(wù)的過程 關(guān)鍵詞 w e b 服務(wù) q o s u d d i w e b 服務(wù)選擇 小生境遺傳模擬退火算法 a b s t r a c t a sad i s t r i b u t e dc o m p u t i n gt e c h n o l o g yu s e dt ob u i l dt h es 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 w e bs e r v i c eh a sg o o di n t e r o p e r a b i l i t y s e l f d e s c r i p t i o na n dm o d u l a rf e a t u r e s a n dw e b s e r v i c eh a sb e c o m eaf o c u so fa t t e n t i o nf o rb o t hi n d u s t r ya n da c a d e m i ab e c a u s eo ft h e a d v a n t a g e s o nl o o s e c o u p l i n g s t a n d a r d i z a t i o n a n dh i g h l yi n t e g r a t e dc a p a c i t ye t c c o n s i d e r i n gt h a tas i n g l ew e bs e r v i c ec a n n o tm e e tt h ec o m p l i c a t e dr e q u i r e m e n t so fu s e r s c o m b i n i n gt h ep r e v i o u sa v a i l a b l ew e bs e r v i c e si n t ot h en e wa n dm o r ep o w e r f u li n c r e m e n t a l w e bs e r v i c e sh a sb e e nah o t s p o ti nr e c e n tr e s e a r c h h o w e v e r w i t ht h eg r e a td e v e l o p m e n to f w e bs e r v i c e t h en u m b e ro fw e bs e r v i c e si n c r e a s e sr a p i d l y t h e r ea r es om a n yw e bs e r v i c e s w i t hi d e n t i c a lo rs i m i l a rf u n c t i o n so ni n t e m e t t h a tt h e e x i s t i n gw e bs e r v i c e s e l e c t i o n t e c h n o l o g yb a s e do nf u n c t i o n a ld e s c r i p t i o ni sn o ta b l et os o l v et h i sp r o b l e m t h e r e f o r e t h e w e bs e r v i c es e l e c t i o nt e c h n o l o g yb a s e do nq u a l i t yo f s e r v i c e q o s w i t hp r i c e r e s p o n s et i m e r e p u t a t i o na n ds oo nh a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ep e o p l e sa t t e n t i o nr e c e n t l y f i r s t l y t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h er e l a t e dt e c h n o l o g i e so fw e bs e r v i c e a n dc a r e f u l l y a n a l y z e st h et r a d i t i o n a lw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r em o d e l i nv i e w o fi t sl a c ko fq o sd e s c r i p t i o n s u p p o r t t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dan e we x t e n d e dw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r em o d e l a n d a c c o r d i n gt ot h a t a ni n t e g r a t e dq o sd y n a m i ca c q u i s i t i o nm e t h o d i q d a m i sp r o p o s e di n t h i sd i s s e r t a t i o n a n dac o n c r e t ef l o wt oo b t a i nt h eq o so fw e bs e r v i c e si nt h i sm e t h o di s p r o v i d e d f u r t h e rm o r e t h i sp a p e rp a r t i c u l a r l yi n t r o d u c e ss o m ec r i t i c a li s s u e so fi q d a m s u c ha sad y n a m i cs t r a t e g yw i t ht h ec o m b i n a t i o no fd i r e c tt r u s ta n dr e c o m m e n d a t i o nt r u s t a q o sn o i s e s u p p r e s s e dp r o c e s s i n gm e t h o da n ds oo n i na d d i t i o n o nt h eb a s i so ft r a d i t i o n a l u d d i t h ee q u d d io fi q d a m i sd e s c r i b e di nt h r e ea s p e c t s w h i c hc o n s i s t so ff u n c t i o n s t r u c t u r e d a t am o d e la n dd a t a b a s ed e s i g n s e c o n d l y c o n s i d e r i n gt h a tt h eq o s b a s e dw e bs e r v i c es e l e c t i o np r o b l e mi san ph a r d p r o b l e m b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fg e n e t i ca l g o r i t h m g a a n ds i m u l a t e da n n e a l i n ga l g o r i t h m s a as e l f a d a p t i v en i c h eg e n e t i cs i m u l a t e da n n e a l i n g a l g o r i t h m s n g s a a i sp r o p o s e d w h i c hc a nb ea p p l i e dt ot h eq o s b a s e dw e bs e r v i c e s e l e c t i o np r o b l e m t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h em e t h o d sa n ds t e p so fs n g s a a b a s e dw e b s e r v i c es e l e c t i o na l g o r i t h mi n d e t a i l b yc o m p a r i n gw i t ht r a d i t i o n a lg e n e t i ca l g o r i t h m a c c o r d i n gt os i m u l a t i o ne x p e r i m e n t s t h i sp a p e rv e r i f i e st h es u p e r i o r i t yo fs n g s a aa l g o r i t h m o nt h ea v e r a g eo ff i t n e s sa n d e v o l u t i o n a r yg e n e r a t i o n s a tl a s t aq o s b a s e dw e bs e r v i c es e l e c t i o nv e r i f i c a t i o n s y s t e mb yu s i n gs n g s a a i i i a b s t r a c t 碩士論文 a l g o r i t h mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d t h er u n n i n ge n v i r o n m e n t g e n e r a la r c h i t e c t u r e f u n c t i o nm o d u l e sa n dd a t a b a s eo ft h es y s t e ma r ei n t r o d u c e di nd e t a i l t h e nt a k et h em u f i s m s e r v i c ea sa na p p l i c a t i o ne x a m p l e t h ep r o c e s s e st h a tu s e r ss e l e c tt h et o u r i s ms e r v i c e so n l i n e a l es i m u l a t e d k e y w o r d s w e bs e r v i c e q o s u d d i w e bs e r v i c es e l e c t i o n n i c h eg e n e t i cs i m u l a t e d a n n e a l i n ga l g o r i t h m 聲明 本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果 盡我所知 在 本學(xué)位論文中 除了加以標注和致謝的部分外 不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或公布過的研究成果 也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W 歷而使用過的材料 與我一同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻均 已在論文中作了明確的說明 研究生簽名 盔綾至年多月吟日 l 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔 可以借閱 或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容 可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送 交并授權(quán)其保存 借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容 對 于保密論文 按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理 研究生簽名 監(jiān) 呷年l f 月確 碩七論文 基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若十問題的研究 1 緒論 1 1 課題背景 信息技術(shù)應(yīng)用范圍的廣泛和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展 使得傳統(tǒng)軟件技術(shù)不能解決諸如 重復(fù)應(yīng)用困難 操作系統(tǒng)不同 需求的靈活多變等多種多樣的難題 從而造成了當今企 業(yè)電子商務(wù)系統(tǒng)臃腫龐大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且造價昂貴 并且這些系統(tǒng)往往都落后于業(yè)務(wù)的 發(fā)展需求 因此 人們迫切需要能夠方便地實現(xiàn)i n t e m e t 上跨平臺 獨立于運行環(huán)境和 開發(fā)技術(shù)的 松散藕合的異構(gòu)應(yīng)用 而作為傳統(tǒng)的分布式對象模型d c o m d i s t r i b u t e d c o m p o n e n to b je c tm o d e l 或c o r b a c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 尸 經(jīng) 不能滿足當前極端異構(gòu)的w e b 應(yīng)用環(huán)境 w e b 服務(wù)應(yīng)運而生 作為一種新穎的計算方 式 w e b 服務(wù)以其自我包含 模塊化 基于標準 集成能力高等優(yōu)勢成為當今很多專家 和學(xué)者共同關(guān)注的焦點之一 l j w e b 服務(wù)融合了面向構(gòu)件架構(gòu)的優(yōu)勢 采用x m l 標準 規(guī)范和通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議h t t p 超文本傳輸協(xié)議 進行信息互通 解決了傳統(tǒng)集成技術(shù)和中 間件技術(shù)帶來的局限性 2 j w e b 服務(wù)具有應(yīng)用廣泛性 操作性能高 成本低廉等優(yōu)點 開發(fā)者可以在其所屬的平臺下快速地創(chuàng)建和部署w e b 服務(wù) 4 在實際應(yīng)用中 單個w e b 服務(wù)提供的功能比較有限 不能從根本上滿足復(fù)雜的用戶 需求 因此 將單個w e b 服務(wù)功能進行集成重組 形成功能更強大的w e b 服務(wù)組合成 為必然 5 j 在w e b 服務(wù)組合技術(shù)中 w e b 服務(wù)選擇技術(shù)是很重要的組成部分 它決定了 服務(wù)用戶能不能選擇到令自己滿意的最優(yōu)的w e b 服務(wù)組合方案 w e b 服務(wù)選擇就是用 戶為了執(zhí)行w e b 服務(wù)請求 通過某種方式在不同類型的w e b 服務(wù)中找到其需要的服務(wù) 由于w e b 服務(wù)的廣泛應(yīng)用 用戶在選擇服務(wù)的同時 不僅會對服務(wù)組合的功能提出 需求和約束 也會對服務(wù)組合的q o s q u a l i t yo fs e r v i c e 屬性 價格 響應(yīng)時間 可用性 以及信譽度等 提出更高的要求 在數(shù)量眾多的w e b 服務(wù)組合中 如何選擇出滿足用戶 q o s 需求最優(yōu)的的w e b 服務(wù)組合是w e b 服務(wù)組合技術(shù)發(fā)展的重要目標 2 3 1 另外 作為w 曲服務(wù)核心規(guī)范之一 統(tǒng)一描述 發(fā)現(xiàn)與集成協(xié)議u d d i 3 u n i v e r s a l d 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 提供了一個公共平臺用于i n t e m e t 上相關(guān)信息的查 詢與發(fā)布 從而實現(xiàn)全球服務(wù)信息的共享 u d d i 負責(zé)根據(jù)用戶的請求 到u d d i 服務(wù) 數(shù)據(jù)庫去查找服務(wù) 將滿足功能需求的w e b 服務(wù)返回給用戶 然而 w e b 服務(wù)發(fā)展到 今天 提供相同或相似功能的服務(wù)越來越多 用戶在選擇服務(wù)的同時 更加注重服務(wù)的 質(zhì)量 q o s 現(xiàn)有的u d d i 僅僅描述服務(wù)的功能屬性顯然不能滿足用戶多樣性的需求 它需要支持服務(wù)的非功能屬性q o s 因此 如何對u d d i 進行擴展也成為w e b 服務(wù)選 擇的關(guān)鍵所在 l 緒論碩士論文 1 2 課題研究現(xiàn)狀 1 2 1w e b 服務(wù)中的q o s 研究 作為一個穩(wěn)定的w e b 服務(wù)體系 需要考慮很多方面的問題 如w e b 服務(wù)安全性 w e b 服務(wù)事務(wù)以及w e b 服務(wù)質(zhì)量 q o s 等 其中q o s 問題就是一個值得人們?nèi)ド钊胙芯?的問題 w r e b 服務(wù)對q o s 的定義是 w e b 服務(wù)本身自帶的一組非功能屬性 比如服務(wù) 價格 響應(yīng)時間 信譽度 可靠性 安全性 可擴充性以及準確性等 國內(nèi)外的很多學(xué) 者專家分別對w e b 服務(wù)的q o s 進行了研究 并且給出了各自相關(guān)的定義 l i u 在文獻 1 1 7 中建立了一個擴展的q o s 計算模型 e x t e n s i b l eq o sm o d e l 在常用 q o s 屬性 價格 響應(yīng)時間 信譽度和可用性等 的基礎(chǔ)上進行擴展 加入了業(yè)務(wù)q o s 屬 性 r a n 在文獻 i8 中把q o s 的各個屬性進行歸類分析 分別從運行時相關(guān)的q o s 事務(wù) 支持相關(guān)的q o s 以及配置管理和成本相關(guān)的q o s 等方面 對q o s 屬性 如響應(yīng)時間 價 格 可用性等 進行了具體的分析說明 c a r d o s o 在文獻1 2 2 j 中從時間 可靠性和費用三個 q o s 因素對w e b 服務(wù)的q o s 模型進行了闡述 并對這三個基本因素給出了相應(yīng)的定義 文獻因l 從單個w r e b 服務(wù)的q o s 觀點出發(fā) 分別從w 曲服務(wù)使用者和w 曲服務(wù)提供者 的視點定義了單個服務(wù)的安全性 響應(yīng)時間 可用性以及吞吐量等 z e n g 在文獻 2 5 中 建立了w e b 服務(wù)質(zhì)量模型 并對模型中的q o s 屬性 信譽度 價格 響應(yīng)時間和可用性 等 進行了詳細的論述和計算 并將其應(yīng)用于組合服務(wù)的選取問題中去 郭得科等在文 獻 27 j 中將q o s 屬性值分為服務(wù)維 宿主結(jié)點維以及方法維 將用戶的q o s 需求層次細 化 便于從不同方面定義和評價w 曲服務(wù)的q o s a g g a r w a l 在文獻 2 8 l 中通過一種q o s 模板對價格 響應(yīng)時間 信譽度等q o s 屬性進行評價 并且該模板支持用戶按需設(shè)置各 q o s 屬性的權(quán)值 具有較好的可擴展性 1 2 2 基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇問題研究現(xiàn)狀 由于用戶并不需要了解服務(wù)組合過程 用戶最終關(guān)心的是選擇的到w e b 服務(wù)組合 是否滿足其功能和q o s 屬性要求 并且 隨著w e b 服務(wù)應(yīng)用的廣泛使用 網(wǎng)絡(luò)上的w e b 服務(wù)數(shù)量越來越多 用戶在關(guān)注組合服務(wù)的功能的同時 更加注重組合服務(wù)的q o s 信 譽度 可靠性 可用性 價格以及服務(wù)性能等 是否滿足自己的需求 因此 對基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇的深入研究 具有理論和應(yīng)用方面的雙層重要價值 它是w e b 服務(wù)研 究領(lǐng)域中的一個重要組成部分 關(guān)于這方面的研究引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注 2 1 1 國內(nèi)外 的許多研究組織對這個問題進行了相關(guān)的研究 并且已經(jīng)取得了一定的研究成果 但還 存在一定的不足 l i u 在文獻 i7 j 中從價格 響應(yīng)時間 信譽度 可用性等多個屬性對w r e b 服務(wù)的q o s 進行描述 并提出了一種根據(jù)多個綜合后q o s 屬性對w e b 服務(wù)進行選擇和排序的方法 2 碩士論文基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 但是 這種方法對w 曲服務(wù)q o s 屬性進行了固化 不能滿足用戶靈活多變的需求 同 時由于q o s 屬性是由服務(wù)提供者主觀提供的 并沒有反映用戶的真實評價信息 具有一 定的局限性 劉書雷 l 剮等充分分析了現(xiàn)有服務(wù)聚合中服務(wù)選擇技術(shù)的缺陷 并給出了一 種解決服務(wù)聚合中服務(wù)動態(tài)選擇q o s 全局最優(yōu)化問題的實現(xiàn)算法g o d s s g l o b a l o v i m a lo fd y n a m i cw 曲s e r v i c e ss e l e c t i o n 文獻l l 圳采用不改變現(xiàn)有協(xié)議 通過獨立第 三方來對q o s 指標進行存儲 獲取和查詢 提出了一種基于q o s 約束限制的w e b 服務(wù) 選擇模型 支持攜帶q o s 信息的服務(wù)發(fā)布以及基于q o s 約束的服務(wù)選擇 但這種方法 只是服務(wù)提供者單獨對q o s 進行約束 并沒有考慮到服務(wù)請求者的觀點會對q o s 產(chǎn)生 很大的影響 具有一定的主觀性 文獻 2 0 j 對現(xiàn)有的協(xié)議改進和擴展 通過邏輯推理實現(xiàn) 支持q o s 的w e b 服務(wù)選擇 但基于語義的w e b 服務(wù)描述語言比較復(fù)雜 對于普通用戶 來說難以理解和掌握 y ut a o 將用戶反饋的q o s 數(shù)據(jù)作為w e b 服務(wù)選擇的重要依據(jù) 并給出了一種服務(wù) 質(zhì)量的計算模型 支持了基于q o s 計算的w r e b 服務(wù)選擇和排名方法1 2 4 j z e n g 等定義了 w e b 服務(wù)q o s 的屬性及其計算模型 采用一種線性規(guī)劃的方法來進行服務(wù)的全局優(yōu)化 選擇 2 5 1 這兩種方法都是通過用戶的反饋結(jié)果基于q o s 對w e b 服務(wù)進行選擇 卻沒有 對反饋結(jié)果進行一定的處理 容易影響到選擇的公平性 文獻 3 3 j 首先對相應(yīng)的w e b 服 務(wù)q o s 屬性給出了自己的定義 然后擴充了現(xiàn)有u d d i 體系 使得u d d l 支持帶有q o s 信息的服務(wù)描述 但是它主要對w 曲服務(wù)的q o s 屬性進行定性描述 沒有提出相應(yīng)的 w r e b 服務(wù)選擇和排序方法 由于用戶所關(guān)心的q o s 屬性不同 用戶的需求不同以及w 曲服務(wù)應(yīng)用的深入與范圍 的不斷擴大 與服務(wù)相關(guān)的q o s 屬性以及用戶需求也會不斷擴展 因此 本文選定基于 q o s 的w e b 服務(wù)選擇問題作為研究對象 全面系統(tǒng)地開展相關(guān)的研究工作 1 3 課題研究內(nèi)容 本論文在深入研究w 曲服務(wù)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上 提出了新的w e b 服務(wù)擴展體系結(jié) 構(gòu) 解決了傳統(tǒng)w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)存在的缺少q o s 描述的問題 并在此基礎(chǔ)上給出了 w e b 服務(wù)q o s 的動態(tài)獲取方法 i q d a m 并且 對傳統(tǒng)遺傳模擬退火算法進行改進 融入小生境機制 提出了一種融入小生境思想的遺傳模擬退火算法 s n g s a a 將其應(yīng) 用到基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇問題中 本論文研究的具體內(nèi)容包括 1 通過對傳統(tǒng)w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)改進方法和理論的研究分析 提出了一種新的 w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型 并對其進行了具體設(shè)計和實現(xiàn) u d d i 角色端 服務(wù)注冊中心 融入q o s 技術(shù)形成一種的新的e q u d d i 針 1 緒論碩 論文 對e q u d d i 從功能結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計三個方面進行了細致的 闡述 服務(wù)請求者角色端增加一個q o s 獲取反饋模塊以及一個儲存歷史信息記錄的 數(shù)據(jù)庫 服務(wù)提供者角色發(fā)布的服務(wù)描述中增加了i n i t q o s 描述 2 在新的w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上給出了相應(yīng)的w e b 服務(wù)q o s 動態(tài)獲取 方法 i q d a m 在此方法中 采用了基于直接信任和推薦信任相結(jié)合的策略對w e b 服 務(wù)的q o s 進行動態(tài)獲取 并提供一種方法對用戶反饋的q o s 數(shù)據(jù)進行去噪處理 3 通過分析遺傳算法和模擬退火算法的原理以及優(yōu)缺點 結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于遺 傳模擬退火算法的描述 對遺傳模擬退火算法進行改進 提出了一種融入小生境思想的 遺傳模擬退火算法 s n g s a a 對該算法進行重點分析和描述 并將其應(yīng)用到基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇問題中 通過大量的仿真實驗與傳統(tǒng)遺傳算法作對比 驗證了s n g s a a 算法在平均適應(yīng)度和進化代數(shù)上的優(yōu)越性 4 采用s n g s a a 算法設(shè)計了一個基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇驗證系統(tǒng) 以旅游服 務(wù)為應(yīng)用實例 用s n g s a a 算法對w e b 服務(wù)進行選擇 從而選擇到滿足用戶約束的最 優(yōu)的w e b 服務(wù)組合方案 1 4 本文組織結(jié)構(gòu) 本文根據(jù)內(nèi)容分為六章 第1 章 緒論 介紹課題的研究背景 意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 并對本文研究的主 要內(nèi)容和論文組織結(jié)構(gòu)進行了簡要闡述 第2 章 w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 詳細介紹了w e b 服務(wù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識 并對w 曲 服務(wù)的核心技術(shù)和w e b 服務(wù)的選擇技術(shù)作了詳細的介紹 第3 章 w e b 服務(wù)q o s 的動態(tài)獲取方法 詳細介紹了w e b 服務(wù)中q o s 屬性的定義 提出了一種新的w e b 服務(wù)擴展體系結(jié)構(gòu)模型 在其基礎(chǔ)上給出了一種集成式w e b 服務(wù) q o s 動態(tài)獲取方法 i q d a m 將直接信任和推薦信任的策略引入到w e b 服務(wù)q o s 的動 態(tài)獲取過程中 并提出一種q o s 去噪處理方法 對用戶反饋的q o s 數(shù)據(jù)進行去噪聲處 理 最后針對w e b 服務(wù)擴展體系結(jié)構(gòu)中的e q u d d i 從功能結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù) 庫設(shè)計方面進行了詳細闡述 第4 章 基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇算法 首先建立基本服務(wù)的q o s 評價模型 然 后擴展到組合服務(wù) 全面地評價組合服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 q o s 結(jié)合遺傳算法 模擬退火 算法以及小生境機制的原理 提出了一種融入小生境思想的遺傳模擬退火算法 s n o s a a 并將其應(yīng)用到基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇問題中 詳細闡述了基于s n g s a a 算法實現(xiàn)w e b 服務(wù)選擇的步驟 最后通過仿真實驗與遺傳算法進行對比 驗證了該算 4 碩 論文基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 法在平均適應(yīng)度和進化代數(shù)上的高效性 第5 章 基于q o s 的w 曲服務(wù)選擇系統(tǒng)的實現(xiàn) 以旅游服務(wù)為應(yīng)用實例 采用 s n g s a a 算法設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于q o s 的w 曲服務(wù)選擇驗證系統(tǒng) 詳細介紹了該系 統(tǒng)的運行環(huán)境 總體結(jié)構(gòu) 功能模塊以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計 驗證了s n g s a a 算法應(yīng)用到w e b 服務(wù)選擇問題中的有效性 第6 章 總結(jié)與展望 總結(jié)了本文的主要研究成果 并指出現(xiàn)有工作的局限性和進 一步需要研究的方向 2w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 碩士論文 2w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 本質(zhì)上 w 曲服務(wù)是一種模塊化的 自描述的 由u 剛標識的應(yīng)用程序 它采用基于 l 和i n t e m e t 的開放標準 支持基于x m l 的接口定義 發(fā)布和選擇 1 9 本章將從w 曲服務(wù)基礎(chǔ)知識 w 曲服務(wù)技術(shù)架構(gòu) w 曲服務(wù)核心技術(shù)以及w 曲服務(wù)的 選擇技術(shù)等四個方面對w 曲服務(wù)進行全面介紹 2 1w 曲服務(wù)基礎(chǔ)知識 2 1 1w e b 服務(wù)定義 w e b 服務(wù)一直以來受到各個方面的廣泛關(guān)注 人們從各種不同的角度給了w e b 服務(wù) 不同的定義 下面是幾種關(guān)于w e b 服務(wù)的主要定義 i b m 對w e b 服務(wù)定義是 w e b 服務(wù)是一種應(yīng)用程序 具有自包含性 自描述性 以 及模塊化的特性 服務(wù)提供者發(fā)布w e b 服務(wù)以后 其他的應(yīng)用 也包括其它w e b 服務(wù) 能夠通過網(wǎng)絡(luò)來選擇和調(diào)用w e b 服務(wù) 6 j i b m 強調(diào)w e b 服務(wù)是一種應(yīng)用程序 并指出 w e b 服務(wù)可以由其他應(yīng)用程序調(diào)用 w 3 c 認為w e b 服務(wù)是由u r i 標識的軟件應(yīng)用程序 通過x m l 標準定義和描述其 接口 支持使用基于x m l 的消息機制通過i m e m e t 協(xié)議與w e b 服務(wù)進行交互 7 1 w 3 c 從服務(wù)描述和服務(wù)發(fā)現(xiàn)的角度對w e b 服務(wù)進行定義 并相應(yīng)的闡明了w e b 服務(wù)被調(diào)用 的過程m 本文借鑒文獻 4 9 對w e b 服務(wù)的定義 在w 曲服務(wù)融入q o s 信息描述 定義如下 w s s f o 其中 s 是基本描述 即服務(wù)名稱和文本描述 f 是服務(wù)功能描述 即服務(wù)提供什 么樣的功能 包括服務(wù)的接口 前置條件和后置條件 q 代表服務(wù)的非功能屬性 q o s 由一個n 維向量 q q l q 2 q 來表示 其中 q 是關(guān)于服務(wù)的不同的q o s 參數(shù) 如服務(wù)價格 響應(yīng)時間 信譽度 可用性 可靠性 安全性等 2 1 2w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu) w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)包含服務(wù)提供者 服務(wù)注冊中心和服務(wù)請求者三種角色 這三種 角色通過發(fā)布 查找和綁定三個操作進行交互 這些角色和操作都圍繞w e b 服務(wù)本身 和w e b 服務(wù)描述展開 圖2 1 2 1 展示了w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu) 6 碩士論文基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 圖2 1 2 1w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu) 1 w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)有三種角色組成 a 服務(wù)提供者 s e r v i c ep r o v i d e r 實現(xiàn)特定的服務(wù)功能 通過注冊將該服務(wù)發(fā)布到 服務(wù)注冊中心 并響應(yīng)w e b 服務(wù)請求者的調(diào)用 b 服務(wù)請求者 s e r v i c er e q u e s t e r 也稱為服務(wù)消費者 在服務(wù)注冊中心內(nèi)查找所 需要的w e b 服務(wù) 獲得綁定信息后 調(diào)用該服務(wù) c 服務(wù)注冊中 t s e r v i c er e g i s t r y 注冊服務(wù)提供者所發(fā)布的服務(wù)描述 將其進行 分類存儲到內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中 服務(wù)提供者通過它可以發(fā)布服務(wù) 服務(wù)請求者通過它可以查 詢所需的服務(wù) 2 w e b 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)包括下列三種操作1 4 8 a 發(fā)布 p u b l i s h 服務(wù)提供者定義好服務(wù)以后 需要發(fā)布服務(wù)描述信息到服務(wù)注冊 中心以使服務(wù)請求者可以查找訪問 b 查找 f i n d 服務(wù)請求者根據(jù)服務(wù)注冊中 i i 提供的規(guī)范接e l 發(fā)出查詢請求 從而 獲取所需服務(wù)的相關(guān)信息 c 綁定 b i n d 服務(wù)注冊中心為服務(wù)請求者找到最適合的服務(wù)后 服務(wù)請求者根據(jù) 服務(wù)描述信息與服務(wù)請求者綁定 并調(diào)用該服務(wù) 3 w 曲服務(wù)包括兩種構(gòu)件 4 8 a 服務(wù) s e r v i c e w e b 服務(wù)是一個由服務(wù)描述來描述的接c i 是一個服務(wù)描述的實 現(xiàn) b 服務(wù)描述 s e r v i c ed e s c f i p t i o n 服務(wù)描述可以被發(fā)布給服務(wù)請求者或服務(wù)注冊中 心 包含了服務(wù)的接口和實現(xiàn)的細節(jié) 2 2w e b 服務(wù)技術(shù)架構(gòu) w e b 服務(wù)的典型操作包括服務(wù)綁定 服務(wù)發(fā)布 服務(wù)發(fā)現(xiàn)以及消息傳送等 要實現(xiàn) 這些典型操作 必須有一個包含每一層標準的w e b 服務(wù)協(xié)議棧 圖2 2 1 展示了一個 7 2w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 碩上論文 概念性的w e b 服務(wù)協(xié)議棧 上層的功能必須建立在下層之上 形成了一個相互依賴的 層次結(jié)構(gòu) 眺 三互 u d d i u d d i w s d l s o a p h 1 v r p f t p e t c s e r v i c ed i s c o v e r y s e r v i c ep u b l i c a t i o n s e r v i c ed e s c r i p t i o n x m l b a s e d m e s s a g i n g n e t w o r k 圖2 2 1u d d l 分層的w e bs e r v i c e 協(xié)議棧 最基本的協(xié)議棧包括網(wǎng)絡(luò)層 x m l 消息傳遞層以及服務(wù)描述層 所有企業(yè)間或公用 w e b 服務(wù)都應(yīng)該支持這種可互操作的基礎(chǔ)協(xié)議棧 1 網(wǎng)絡(luò)層是w e b 服務(wù)協(xié)議棧的基礎(chǔ) 服務(wù)請求者通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用w e b 服務(wù) h t t p 作為一種普遍部署的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 成為w e b 服務(wù)實現(xiàn)中真正標準的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 2 在網(wǎng)絡(luò)層之上是基于x m l 的消息層 目前s o a p 是最好的基于x m l 的消息協(xié) 議 3 服務(wù)描述層實際上是描述文檔的一個協(xié)議棧 w s d l 是專門用于描述基于x m l 服務(wù)描述的真正標準 w s d l 定義了服務(wù)交互的結(jié)構(gòu)和接口 協(xié)議棧的最下面三層確立了保證一致性和互操作性的技術(shù) 而它們上面兩層 服務(wù)發(fā) 布和服務(wù)發(fā)現(xiàn) 可用多種解決方案實現(xiàn) 5 1 服務(wù)發(fā)布是指服務(wù)提供者將其服務(wù)以w s d l 文檔的形式發(fā)布到服務(wù)注冊中心 服務(wù)發(fā)布可以在服務(wù)請求者生命周期的任何階段執(zhí)行 2 w e b 服務(wù)沒有被發(fā)布就不能被發(fā)現(xiàn) 因此服務(wù)發(fā)現(xiàn)依賴于服務(wù)發(fā)布 并且服務(wù) 發(fā)現(xiàn)與服務(wù)發(fā)布機制相平行 單個的w e b 服務(wù)不能完成復(fù)雜的功能 所以通過集成單個w e b 服務(wù)來產(chǎn)生w e b 服 務(wù)組合是很自然的事情 最上面一層 即服務(wù)流程 對如何執(zhí)行服務(wù)到服務(wù)的通訊 合 作以及流程等進行了詳細描述 圖2 2 1 的右邊是幾個代表安全性 s e c u r i t y 管理 i 生 m a n a g e m e n t 和服務(wù)質(zhì)量 q u a l i t yo fs e r v i c e 它們代表了上述水平層次中w e b 服務(wù)需要提供的其他技術(shù)支持 用來滿足企業(yè)級的需求 5 隨著w e b 服務(wù)的成熟和廣泛使用 將會帶動協(xié)議棧中上面幾 層和垂直條的開發(fā)和標準化 8 碩士論文基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 2 3w e b 服務(wù)核心技術(shù)概述 2 3 1x m l 介紹 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 的全稱為可擴展標記語言 是由互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會 w 3 c 于1 9 9 8 年提出和設(shè)計的 由標準通用標記語言s g m l s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u p l a n g u a g e 派生而來 x m l 正在逐步成為下一代w e b 數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)交換的標準瞄j x m l 作為 第二代w e b 語言 具有如下特點 1 可擴展性 x m l 允許用戶根據(jù)自己的意愿定義任意的標記 2 平臺獨立性 x m l 使用普通文本進行傳輸 不依賴某個特定的系統(tǒng)平臺 可以 使不同系統(tǒng)平臺之間的數(shù)據(jù)進行自由交互 具有跨平臺的優(yōu)點 3 自描述性 x m l 通過標記可以清楚地表達其所代表的含義 4 層次性 x m l 描述信息必須具有一定的層次 5 可校驗性 x m l 允許用戶使用x m ls c h e m a 對x m l 文檔的格式進行校驗 下面是一個簡單的x m l 例子 描述了一本書的主要信息 2 3 2w s d l 語言 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 是一種用于描述w e bh 艮務(wù)的規(guī)范 是w e b 服務(wù)技術(shù)的重要組成部分 它以x m l 文檔的方式把w e b 服務(wù)定義為服務(wù)訪問點或端口 的集合 9 1 w s d l 的文檔結(jié)構(gòu)如圖2 3 2 1 所示 5 0 1 服務(wù)實現(xiàn)定義 s e r v i c e p o r t 圖2 3 2 1w s d l 文檔結(jié)構(gòu)圖 w s d l 抽象定義部分包含以下三個元素 9 2w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 碩上論文 1 類型 t y p e 一種容器 用于定義數(shù)據(jù)類型 2 消 息 m e s s a g e 用于通訊的數(shù)據(jù)抽象定義 3 端口類型 p o r t t y p e 一個抽象操作的集合 該集合由一個或多個端點所支持 w s d l 具體說明部分包含以下兩個元素 1 綁定 b i n d i n g 一個特定端口類型的具體協(xié)議和數(shù)據(jù)格式規(guī)范 2 服務(wù) s e r v i c e 表示一個相關(guān)服務(wù)訪問點的集合 服務(wù)實現(xiàn)定義描述了如何由某一確定的服務(wù)提供者來實現(xiàn)一個特定的服務(wù)接口 w e b 服務(wù)使用w s d l 文檔向外界提供了調(diào)用服務(wù)的方式 而w e b 服務(wù)的客戶正是根據(jù) w s d l 文檔格式化正確的請求 并正確處理響應(yīng)信劇5 7 2 3 3s o a p 協(xié)議 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 o l 簡單對象訪問協(xié)議 以x m l 文件的形式提供 了一個簡單 輕量的交換結(jié)構(gòu)化類型信息的機制 通過交換底層傳輸協(xié)議進行了數(shù)據(jù)通 信 因此s o a p 能夠被用于從消息傳遞到r p c 的各種系統(tǒng) l0 1 s o a p 是一個基于x m l 的協(xié)議 主要由以下四部分組成 1 s o a p 信封 用來定義一個框架 該框架包括消息的內(nèi)容以及處理的方式 2 s o a p 編碼規(guī)則 一種交換應(yīng)用程序所定義的數(shù)據(jù)類型 3 s o a pr p c 表示 用于遠端過程調(diào)用和應(yīng)答 4 s o a p 綁定 通過底層傳輸協(xié)議完成節(jié)點通信 s o a p 消息以s o a pe n v e l o p e s o a p 信封 為根元素 內(nèi)含s o a ph e a d e r 和s o a p b o d y 子元素 如圖2 3 3 1 所示 j s o a pe n v e l o p 圖2 3 3 1s o a p 消息結(jié)構(gòu) s o a p 本質(zhì)上不是一個應(yīng)用程序 它只是用于表示消息的一種形式 當w e b 服務(wù)收 到s o a p 消息之后 會將其中的數(shù)據(jù)傳給相應(yīng)的處理模塊進行處理 s o a p 服務(wù)器接收 處理結(jié)果并將其包裝成響應(yīng)消息返回給服務(wù)請求者 1 0 碩 i 二論文基于服務(wù)質(zhì)量的w e b 服務(wù)選擇若干問題的研究 2 3 4u d d i 協(xié)議 2 3 4 1u d d i 定義 統(tǒng)一描述 發(fā)現(xiàn)與集成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 di n t e g r a t i o n 標準是 由a r i b a i b m 和微軟三家共同制訂的一套基于w e b 的 分布式的 為w e b 服務(wù)提供 注冊信息中心的實現(xiàn)標準規(guī)范 3 u d d i 提供了一種標準規(guī)范 服務(wù)提供者通過它可以 發(fā)布服務(wù)描述 服務(wù)請求者通過它可以查找并獲取滿足其需求的服務(wù)描述 u d d i 包括了三部分內(nèi)容 5 1 j 1 注冊中心 定義注冊中心需要提供的標準服務(wù)接口及其所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2 關(guān)于發(fā)布服務(wù)的規(guī)范 定義了發(fā)布服務(wù)的a p i 接口 3 關(guān)于發(fā)現(xiàn)服務(wù)的規(guī)范 定義了發(fā)現(xiàn)服務(wù)的a p i 接口 u d d i 的核心組件是u d d i 業(yè)務(wù)注冊 u d d i 業(yè)務(wù)注冊包括三個元件 1 白頁 w h i t ep a g e 包括公司的一些具體信息 包括企業(yè)標識 聯(lián)系方式和地址 在盤 寸o 2 黃頁 y e l l o wp a g e 包括基于標準分類法的行業(yè)類別 企業(yè)服務(wù)和產(chǎn)品索引 工 業(yè)代碼 地理索引等內(nèi)容 1 3 l 3 綠頁 g r e e np a g e 提供有關(guān)w e b 服務(wù)的更多的技術(shù)信息 l 4 1 u d d i 通過簡單對象訪問協(xié)議 s o a p 進行消息傳輸 用w e b 服務(wù)描述語言 w s d l 描述w e b 服務(wù)及其接口使用 u d d i 既是規(guī)范 也是核心的w e b 服務(wù)標準之一 它的 主要功能是定義了一種方法用于w e b 服務(wù)信息的發(fā)布和查找 2 342u d d i 數(shù)據(jù)模型 u d d i 注冊中心采用x m ls c h e m a 定義了四種主要的數(shù)據(jù)類型 構(gòu)成其核心的數(shù) 據(jù)模型 包括 商業(yè)實體信息 b u s i n e s s e n t i t y 結(jié)構(gòu) 服務(wù)信 自 b u s i n e s s s e r v i c e 結(jié)構(gòu) 綁 定信息 b i n d i n g t e m p l a t e 結(jié)構(gòu) 和技術(shù)規(guī)范信 皂 t m o d e l 結(jié)構(gòu) 3 5 u d d i 注冊信息的數(shù)據(jù) 模型可以參閱圖2 3 4 2 1 圖2 3 4 2 1u d d i 核心數(shù)據(jù)模型 3 3 i 2w e b 服務(wù)相關(guān)技術(shù)概述 碩十論文 1 商業(yè)實體信息 b u s i n e s s e n t i t y 該名稱來自于商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 本質(zhì)上描述了服務(wù) 提供者的信息 3 5 1 2 服務(wù)信息 b u s i n e s s s e r v i c e 對服務(wù)提供者所提供的w 曲服務(wù)的描述 3 5 3 綁定信息 b i n d i n g t e m p l a t e b i n d i n g t e m p l a t e 從技術(shù)的角度描述了某個具體w e b 服務(wù)m j 4 技術(shù)規(guī)范信 皂 t m o d e l t m o d e l 是關(guān)于調(diào)用規(guī)范的元數(shù)據(jù) 包括服務(wù)名稱 發(fā)布 服務(wù)的組織以及指向這些規(guī)范本身的u r l 指針等p 5 2 4w e b 服務(wù)選擇技術(shù)概述 w e b 服務(wù)選擇是w e b 服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)中的一個重要部分 w e b 服務(wù)選擇根據(jù)角度的不 同 研究方向也有不同的幾類 從w e b 服務(wù)描述內(nèi)容的角度上可以分為基于功能的w e b 服務(wù)選擇研究和基于q o s 的w e b 服務(wù)選擇研究 從服務(wù)匹配方法的角度上主要有全文 關(guān)鍵字匹配 基于框架的匹配 基