[發(fā)明專利]基于服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖的QoS感知Top-k服務(wù)組合系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110396256.5
• 申請日: 2011-12-03
• 公開（公告）號: CN102571752A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔立真;徐猛;李慶忠
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于QoS感知的Top-k服務(wù)組合系統(tǒng)，特別是涉及一種在主要目標(biāo)是在服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖基礎(chǔ)上的QoS感知Top-k服務(wù)組合方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明提出的基于服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖的服務(wù)組合方法是重點(diǎn)針對傳統(tǒng)圖規(guī)劃方法暴露的以下問題進(jìn)行的擴(kuò)展：

(1)傳統(tǒng)圖規(guī)劃方法求解服務(wù)組合方案，搜索空間大，效率低。傳統(tǒng)的圖規(guī)劃方法在進(jìn)行服務(wù)組合時，在規(guī)劃圖建立完成之后，需要進(jìn)行反向搜索，確定最終的組合服務(wù)。如果候選服務(wù)的數(shù)量稍大，則求解方案的搜索空間將會迅速擴(kuò)大，組合效率很難提高。

(2)傳統(tǒng)圖規(guī)劃方法很難支持求解Top-k服務(wù)組合方案。若需求解Top-k個組合服務(wù)，由于每一個組合服務(wù)都需要在最后進(jìn)行反向搜索，會使得求解方案的搜索空間爆炸性增長，效率大大降低。

(3)傳統(tǒng)圖規(guī)劃方法求解服務(wù)組合方案，語義支持不夠。服務(wù)組合方案的可用性很大程度依賴于服務(wù)參數(shù)等的語義匹配，傳統(tǒng)的圖規(guī)劃方法并不考慮這些因素，使得有些語義關(guān)聯(lián)的服務(wù)并未被發(fā)現(xiàn)，造成丟失一些可行解的情況。

另外，傳統(tǒng)的服務(wù)組合方法大體可以分為三類：

(1)基于QoS模型的服務(wù)聚合與協(xié)同研究現(xiàn)狀

這類方法中，用戶需求及偏好以QoS模型中的評估因子及其權(quán)重描述，然后在候選服務(wù)中使用優(yōu)化算法挑選最優(yōu)QoS值的服務(wù)組合。

(2)基于形式化的服務(wù)聚合與協(xié)同研究現(xiàn)狀

這類研究主要以形式化語言描述用戶需求，使用現(xiàn)有的理論方法和工具，判斷服務(wù)聚合與協(xié)同是否滿足用戶需求，并從各個角度分析和驗(yàn)證服務(wù)流程正確性。

(3)基于語義本體的服務(wù)聚合與協(xié)同研究

這類研究主要使用語義Web技術(shù)，通過預(yù)先定義的本體來描述、組織服務(wù)。然后通過語義匹配和語義推理規(guī)則，判斷服務(wù)與用戶需求是否匹配。

但綜上所述，這些方法在上述三個問題上的效果也并不明顯。

為此，本發(fā)明針對求解Top-k服務(wù)組合方案面臨的問題，在以下幾個發(fā)明點(diǎn)實(shí)現(xiàn)突破，改善服務(wù)組合效果：

(1)通過建立服務(wù)到參數(shù)、參數(shù)到服務(wù)的索引及服務(wù)QoS索引，來提高傳統(tǒng)服務(wù)組合求解方案的搜索效率。

(2)在傳統(tǒng)圖規(guī)劃基礎(chǔ)上增加擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，存儲搜索到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有服務(wù)組合求解方案，形成服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖，來避免大規(guī)模的反向搜索復(fù)雜度，以適應(yīng)求解Top-k服務(wù)組合解決方案的需要。

(3)通過服務(wù)語義信息抽取，建立語義概念信息及其繼承關(guān)系，從而構(gòu)建概念關(guān)聯(lián)關(guān)系索引來描述各概念間的父子關(guān)系，來解決傳統(tǒng)服務(wù)組合方法概念繼承關(guān)系語義支持度不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)圖規(guī)劃方法的不足，本發(fā)明提出了一種基于服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖的QoS感知Top-k服務(wù)組合系統(tǒng)，它在圖規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，加入輔助節(jié)點(diǎn)，在搜索結(jié)束時直接得到多個可行解及其QoS，無需在最終圖上進(jìn)行反向搜索。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖的QoS感知Top-k服務(wù)組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為兩個處理層，一個為系統(tǒng)初始化與索引構(gòu)建層，另一個為服務(wù)請求處理與解決方案構(gòu)建層；其中：

系統(tǒng)初始化與索引構(gòu)建層對Web服務(wù)信息經(jīng)過服務(wù)描述信息抽取模塊、語義信息抽取模塊和服務(wù)質(zhì)量信息抽取模塊的處理；

服務(wù)描述信息抽取模塊，用于將WSDL文件中的服務(wù)和輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)抽取出來，分別建立根據(jù)參數(shù)到服務(wù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系索引模塊和根據(jù)服務(wù)到參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系索引模塊，以便于快速檢索服務(wù)及參數(shù)；這些服務(wù)信息和服務(wù)與參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲在系統(tǒng)的服務(wù)信息及索引庫中；

參數(shù)到服務(wù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系索引模塊，用于建立參數(shù)到服務(wù)的對應(yīng)關(guān)系；

服務(wù)到參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系模塊，用于建立服務(wù)到參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系；

語義信息抽取模塊用于將OWL文件中的概念信息、類名、實(shí)例名及其繼承關(guān)系抽取出來，從而構(gòu)建概念關(guān)聯(lián)關(guān)系索引模塊；

概念關(guān)聯(lián)關(guān)系索引模塊用于根據(jù)OWL文件中描述的語義關(guān)系建立各概念間的父子關(guān)系，這些索引關(guān)系存儲在系統(tǒng)的概念信息及索引庫；

服務(wù)質(zhì)量信息抽取模塊用于將WSLA文件中的QoS信息抽取出來，存儲在服務(wù)質(zhì)量信息庫中；

服務(wù)請求處理與解決方案構(gòu)建層對服務(wù)請求依序經(jīng)過解析器、Web服務(wù)組合可用參數(shù)列表建立模塊、基于服務(wù)信息及索引的服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊、基于QoS感知的服務(wù)過濾模塊、服務(wù)關(guān)聯(lián)索引圖更新模塊和基于QoS的服務(wù)組合解決方案判定模塊的處理，其中：