[發(fā)明專利]基于服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化和語義信息集成的服務(wù)組裝系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010239916.4
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN101917413A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆奕歆;許斌
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G06F17/30
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所 11325
• 代理人: 張岱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Web服務(wù)和服務(wù)組裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化和語義信息集成的服務(wù)組裝系統(tǒng)及方法

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和電子商務(wù)應(yīng)用的普及，面向服務(wù)的架構(gòu)(ServiceOriented?Architecture，SOA)，即以服務(wù)為核心的軟件設(shè)計的思想，被廣泛地應(yīng)用到構(gòu)建實際的大型系統(tǒng)中。近些年來，隨著Web服務(wù)被越來越多的人使用，很多業(yè)務(wù)模塊需要若干服務(wù)協(xié)作完成，這就產(chǎn)生了對服務(wù)組裝技術(shù)的需求。所謂的服務(wù)組裝，即自動地將若干在業(yè)務(wù)邏輯上相關(guān)聯(lián)的服務(wù)以某種方式結(jié)合在一起從而完成特定的用戶需求。Web服務(wù)組裝過程是指服務(wù)組裝者運用組裝技術(shù)，根據(jù)組裝需求編排Web服務(wù)生成新的服務(wù)或應(yīng)用的過程。

現(xiàn)有的服務(wù)組裝方法主要著眼于基于預(yù)定義的工作流、用戶對服務(wù)質(zhì)量的限制和優(yōu)化目標(biāo)，在工作流中各任務(wù)節(jié)點所對應(yīng)的服務(wù)列表中進行服務(wù)選擇。先根據(jù)用戶需求制定由抽象任務(wù)節(jié)點組成的工作流；再根據(jù)組裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)以及不同節(jié)點上的候選服務(wù)列表進行服務(wù)選擇，最終給出一個由具體服務(wù)組成的工作流。(如圖1所示)

在SOA框架下的軟件設(shè)計開發(fā)中，工作流通常是由服務(wù)所提供的功能決定的，這是一個自下而上的過程，所以在需求工程階段，也就是服務(wù)組裝之前，往往不能夠給出精確的預(yù)定義工作流；其次，在服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程中，候選服務(wù)列表實際上是隨機產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)規(guī)模比較大。缺少有效的服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法。另外，在工業(yè)界，自動服務(wù)組裝的方法并沒有得到廣泛使用，候選服務(wù)列表是由系統(tǒng)開發(fā)者指定的，服務(wù)的數(shù)量非常有限。固定的工作流也就使得服務(wù)組裝過程變得不靈活。

服務(wù)組裝過程中，傳統(tǒng)的服務(wù)組裝是利用服務(wù)的輸入/輸出數(shù)據(jù)類型和名稱進行匹配，這樣做的缺點是匹配準(zhǔn)確度和覆蓋率都非常低。首先，很多服務(wù)描述文檔(WSDL，Web?Services?Description?Language)都是自動生成的，參數(shù)命名不含信息量，因此就會出現(xiàn)無法匹配或匹配發(fā)生錯誤的情況出現(xiàn)；其次，即使用自然語言命名的參數(shù)，也存在大量的一詞多義或同義詞現(xiàn)象，由于缺乏信息量，匹配的原則只能局限于字符串匹配，這同樣會導(dǎo)致錯誤匹配或者遺漏正確的匹配。

目前，根據(jù)對在互聯(lián)網(wǎng)上服務(wù)的提供者和使用者的調(diào)研，服務(wù)組裝所面臨的關(guān)鍵問題主要有以下幾點：(1)如何充分利用服務(wù)中所附帶或者隱含的語義信息；隨著語義Web的發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)都會附帶語義信息，這些信息可以幫助提高服務(wù)間的相關(guān)性匹配和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確度，進而能夠提高組裝過程中的服務(wù)挖掘能力。(2)如何保證服務(wù)質(zhì)量；服務(wù)組裝不僅要給出正確的組裝結(jié)果，即功能性需求，還要滿足不同系統(tǒng)對服務(wù)質(zhì)量的需求，甚至需要做到在運行時可以自適應(yīng)地調(diào)整以滿足QoS的穩(wěn)定性，即非功能性需求。(3)如何處理服務(wù)組裝規(guī)模和效率。服務(wù)組裝的數(shù)量級能否覆蓋目前互聯(lián)中存在的所有服務(wù)，以及能否對服務(wù)實時檢測和實時組裝，這些都是以高效的組裝算法為前提的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種集成了語義信息，具有優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量，以及能夠高效地處理大規(guī)模服務(wù)組裝的基于服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化和語義信息集成的服務(wù)組裝系統(tǒng)和方法。

為達到上述目的，本發(fā)明基于服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化和語義信息集成的服務(wù)組裝系統(tǒng)，包括：

Web服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提供服務(wù)及其對應(yīng)的輸入/輸出數(shù)據(jù)類型；

本體概念網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，提供本體概念；

索引產(chǎn)生服務(wù)器，基于Web服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和本體概念網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，建立服務(wù)的輸入/輸出數(shù)據(jù)類型和本體概念之間的“服務(wù)-數(shù)據(jù)類型-本體”索引，并將該索引存儲在所述索引產(chǎn)生服務(wù)器內(nèi)；

服務(wù)組裝引擎服務(wù)器，接收客戶端需求的輸入/輸出數(shù)據(jù)類型，并在“服務(wù)-數(shù)據(jù)類型-本體”索引中查詢與其匹配的數(shù)據(jù)類型，依據(jù)服務(wù)組裝算法進行服務(wù)組裝，得出服務(wù)組裝結(jié)果；

以及服務(wù)組裝結(jié)果執(zhí)行服務(wù)器，用于執(zhí)行服務(wù)組裝結(jié)果。

進一步地，還包括服務(wù)組裝結(jié)果測試服務(wù)器，接收來自服務(wù)組裝引擎服務(wù)器的服務(wù)組裝結(jié)果，并對其進行工作狀態(tài)和服務(wù)質(zhì)量檢測。

進一步地，“服務(wù)-數(shù)據(jù)類型-本體”索引包括：

服務(wù)到其輸入/輸出數(shù)據(jù)類型的映射；

數(shù)據(jù)類型到以其為輸入/輸出的服務(wù)的映射；

數(shù)據(jù)類型與本體概念的相互映射；

本體概念之間的父子關(guān)系的關(guān)系映射；

以及服務(wù)到其對應(yīng)的不同服務(wù)質(zhì)量屬性的映射。

進一步地，服務(wù)組裝算法包括以下步驟：

a、將以與客戶端需求的輸入數(shù)據(jù)類型相匹配的數(shù)據(jù)類型為輸入數(shù)據(jù)類型的服務(wù)放入優(yōu)先級隊列中；

b、從優(yōu)先級隊列中取出優(yōu)先級最大的服務(wù)；