Web服务组合QoS容错处理架构设计与实现

湖南师范大学硕士学位论文Web服务组合QoS容错处理架构设计与实现姓名：邹方申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：高春鸣20080501Web服务组合QoS容错处理架构设计与实现作者：邹方学位授予单位：湖南师范大学相似文献(10条)1.学位论文冯兴智基于服务质量的动态Web服务组合关键技术研究2007在开放、动态多变的Intemet环境下，服务组合能够实现动态资源聚合和灵活应用集成，已成为面向服务计算(SOC)技术发展的主要方向之一。缺少服务质量保证，虽然通过服务组合能够完成用户的基本业务要求，但是往往不能达到用户的满意程度。特别是，由于业务目标的动态性和服务本身的自主性，如何在已保证功能性需求的前提下，应对实际应用的非功能性方面需求，并满足业务执行过程中的动态适应性要求，是基于服务质量的动态服务组合重点解决的问题。目前基于服务质量的动态Web服务组合在组件服务选择、组件服务组合相容性、动态执行中断恢复等方面尚面临诸多新的应用挑战。尤其对于要求高可用性和可靠性的核心任务和重要实时系统，最小中断的服务能力保证对用户来说至关重要。为此，本文的研究工作围绕基于服务质量的动态Web服务组合的服务选取、相容性检查、失效恢复等关键技术展开探索和研究。主要工作和贡献包括：(1)提出一种基于多维服务质量的服务选择模型。服务选择是服务组合过程中首要和必要的工作。服务的非功能属性尤其是服务质量成为面向服务计算范型中关注的重要方面，选择最佳的满足QoS约束的组件服务来构建组合服务至关重要。但是目前研究存在全面评价标准模糊、QoS参数赋权模式未考虑主客观因素等问题。为此，本文提出一种基于服务质量的服务选择模型，为服务选择以及动态执行中的服务替换提供多维QoS支持；定义服务质量度量子模型，给出一套具体的服务质量效用评价函数(服务效用函数和边效用函数)；定义服务质量属性的权重子模型，使用决策模式基于用户主观感受和客观事实采用主客观赋权模式来设置QoS指标权重；提出一种基于MMKP背包问题的使用规则库的启发式选择RWSCSKP算法。实验表明主客观赋权模式公正合理，启发式选择算法通过使用规则库降低了搜索空间大小，能够快速有效的完成服务选择。该部分研究为动态服务组合的相关关键技术研究提供一致的服务质量计算框架。(2)提出一种基于判定规则的服务相容性模型。在服务选择阶段提供执行规划的合理性保证对于保证组合服务的正确执行至关重要，有助于减少运行期失效并降低组合代价。但是目前服务相容性模型研究还不全面充分，缺乏可操作性。本文提出一种服务相容性模型，从语法、语义和非功能属性三方面给出一套层次式相容性规则；定义了相容度的概念来表示组件服务间具体的匹配程度，通过相容度阀值来界定服务是否相容，并给出了具体的相容度松弛计算函数。最后实验考察了相容度阀值取值对组合服务成功率的影响并证明了在服务选择阶段进行相容性检查的必要性。该部分研究工作通过判定规则和计算函数来度量服务的相容程度，与相关工作相比具有较强的表达能力和可计算性。(3)提出基于执行环境上下文的服务路径动态替换算法。组合服务在实际执行过程中，由于组件服务和执行环境的不可控性容易发生执行路径中断，需要动态调整原有路径。本文提出一种上下文相关的动态路径替换WSCCDR算法，根据实际执行过程的上下文信息分别采用全局和局部路径替换方式，并针对实际业务流程执行已完成相当大部分的情形，重点研究了局部服务路径动态替换WSCPR算法，利用已完成的组件服务来缩短整个组合服务的执行时间。对于业务流程执行路径的多段关键子路径，提出K最大效用路径替换WSC_KUPB算法，一次为多个关键路径阶段分别寻找一条替换路径。实验表明算法在不同测试集下近似线性的运行时间增长，能够快速有效地完成路径替换。并且通过还原成功率实验表明算法在一个适度变化的overlay网络中可成功进行大多数的失效还原。算法解除了目前相关服务路径动态替换算法对服务路径拓扑的限制，为类似的工作提供了一个新的思路。(4)基于服务质量的动态服务组合原型的设计与实现。基于上述关键技术的研究探索，在国防科技大学研制的基于WebServices分布应用支撑平台StarWebService基础上，设计实现了基于QoS的动态服务组合原型StarWSCX，对于动态服务组合支撑平台的体系结构和具体功能组件进行详细讨论，并重点关注了Web服务组合中基于多维QoS的服务选择和替换问题、相容性检查方法和策略，以及执行过程中的SLA问题和失效还原机制。2.期刊论文龚小勇.朱庆生.武春岭.李林.GONGXiao-yong.ZHUQing-sheng.WUChun-ling.LILin支持服务质量全局最优和动态重计划的Web服务组合-计算机集成制造系统2008,14(10)为了动态地把现存的各种Web服务整合起来,形成新的、满足不同用户需求的、增值的复杂服??提出了一种支持服务质量全局最优和动态重计划的Web服务组合算法.该算法使用位置矩阵编码方式表示所有组合路径和重计划信息.通过计算个体间服务质量的海明距离,提高了服务组合的质量;通过指定用户总时间限制和实施优良解保留策略,解决了算法运行时间对服务质量的影响问题.与同类成果相比,该算法提供了一种在动态环境下更完整和有效的服务组合的服务质量解决方案.实验结果证明了算法的可行性和有效性.3.学位论文邢庆秀支持QoS全局优化的动态Web服务组合问题研究2008Web服务作为一种新型的分布式计算模型，以其自包含、模块化、松散耦合、基于标准、高度可集成能力等优点成为当今工业界和学术界共同关注的焦点。但是，单个Web服务功能有限，难以满足复杂的应用需求，需要集成单个Web服务所提供的各种功能以形成新的、功能更强大的组合服务来满足不同用户的复杂需求，因此，Web服务组合技术成为当今研究的热点。然而，随着Web服务的流行，Web服务的数量与日俱增，不可避免地会出现大量具有相同或相似功能和不同服务质量(QoS)的Web服务。如何能够在大量的能够实现相同功能的Web服务中，选取出一组服务，使得所组合出的服务具有最好的服务质量、最高的用户满意度，成为Web服务组合领域的一个关键问题。国内外许多研究者围绕Web服务组合问题展开了大量研究，并取得了一定的进展，但总体来说还存在许多亟待解决的关键问题。本文针对现有的Web服务组合模型缺乏动态性，不能很好满足动态Web服务组合的应用需求，参考工作流技术的原理和应用方法，提出了Web服务组合模型的相关概念，从Web服务组合的过程维和资源维出发定义了Web服务组合流程定义元模型，有效解决了Web服务的动态变化性问题，使得Web服务组合模型具有一定的容错能力。针对现有动态Web服务组合方案中缺乏对Web服务组合运行质量进行系统、有效评估和优化手段的问题，本文提出了一种支持QoS全局优化的动态Web服务组合策略。首先建立一个客观全面的QoS模型，作为动态Web服务组合中服务选择和绑定、服务组合流程执行和监控的依据，该模型不仅可以保证基本服务的质量，而且可以全面地评价组合服务的质量。然后提出一种支持QoS全局优化的Web服务选择策略，采用求解基于Web服务组合图的带约束最优路径问题来实现服务的动态选择。在用户的约束条件下通过动态的、实时的服务选择，为业务流程寻找到一组最优服务，从而组合成一种新的服务，并使得组合服务在满足用户QoS约束的同时服务质量最优。此外，通过应用Web服务群的概念，从服务群中选择满足局部约束的Web服务作为候选服务，有效减少了组合服务数量，提高了算法的执行效率。4.期刊论文孔维梁.刘清堂.杨宗凯.谈国新.何婷婷.KONGWei-liang.LIUQing-tang.YANGZong-kai.TANGuo-xin.HETing-ting基于二维QoS模型的Web服务组合-计算机科学2008,35(11)在实际应用中,单个Web服务通常无法满足复杂应用的需求,如何组合已有的服务,从而提供更强大更完整的商业功能已成为此领域的研究热点.然而现行的SOA架构中,Web服务组合方法中很少考虑Web服务质量(QoS)问题,或者对QoS考虑得不够全面,这样,组合出的服务不能确保能够满足用户的QoS需求.针对这一问题,提出了Web服务的二维QoS模型,并使用了改进的UDDI规范,在此基础上给出了基于QoS的Web服务组合的有色Petri网组合策略.在满足用户组合服务的功能需求的同时,也满足了用户对服务质量QoS的需求,实现了需求服务的优化.5.学位论文赵艳基于时序Petri网的Web服务组合建模与质量分析2009Web服务是基于网络的自包含、自描述的模块化应用程序。随着将自己的应用程序作为Web服务发布的企业日益增多，服务需求者对服务的功能以及服务的质量要求也越来越高。而服务供应商提供的单个服务也越来越难满足用户的实际需要，因此，高质量的Web服务组合成为Web服务发展的必然。服务组合就是根据用户的实际需要把相关的服务动态组合并发布为一个可以满足特定需要的新服务，这样不仅节省了服务的开发成本，而且提高了服务组件以及基本服务的可重用性和利用率。在服务组合中，最具挑战性的问题就是组合服务的质量问题。它的目标是在用户的约束条件下寻找一组最佳服务，从而组合出满足用户需求的最佳服务。本文主要是针对Web服务组合中的服务质量进行分析研究的。文章首先介绍了Web服务定义，体系结构和Web服务协议栈的相关概念。并详细介绍了Web服务组合的概念，Web服务的优势，Web服务组合中的关键技术和Web服务组合方法。其次介绍了时序Petri网和时序Petri网（TemporalPetriNet，TPN）模型，并利用时序Petri网来描述Web服务组合问题。结合时序Petri网的时序逻辑公式得到组合系统的可达标识状态和运行状态，分析其安全性、可达性、死锁，最终根据Web服务的服务质量参数计算出组合服务的服务质量，以此判断是否满足用户需求。最后给出一个实例，通过此实例可以得出：时序Petri网是一种很好的Web服务组合分析的工具，用时序逻辑公式对Petri网的引发状态进行描述和限制可以有效地减少状态空间爆炸问题。用时序Petri网对Web服务组合，对组合后的系统的服务质量问题的研究是可行的。6.期刊论文龚小勇.朱庆生.武春岭.GONGXiao-yong.ZHUQing-sheng.WUChun-lingWeb服务组合中基于QoS的改进型遗传算法-计算机应用研究2008,25(10)提出了一种在Web服务组合中基于QoS的改进型遗传算法.该算法通过计算个体间服务质量的海明距离提高了服务组合的质量;通过指定用户总时间限制和实施优良解保留策略解决了算法运行时间对服务质量的影响问题.实验结果表明了算法的有效性.7.学位论文周维QoS驱动的Web服务组合运行平台研究与实现2007企业在全球市场取得成功的一个关键因素在于其灵活的商业流程。基于Web服务的SOA架构的概念非常适用于支持这种灵活的商业流程和应用系统。许多企业开始在Internet上通过组合现有Web服务构建自己的商业流程，并把自己的专业服务发布为Web服务供其合作伙伴调用。随着Web服务技术的广泛应用，Web服务市场出现了多个提供相同功能的Web服务。企业用户要求选择高QoS服务质量或具有最高性价比的服务，并要求保证Web服务组合流程的整体服务质量。Web服务组合技术及组合服务运行环境正逐渐成为产业界和学术界的研究热点。本文分析了现有Web服务组合运行机制和组合服务质量影响因素，认为Web服务组合运行机制和组合服务运行环境也是影响组合服务质量的重要因素。我们引入一个基于代理模式的轻量级面向服务的中间件WebJetServiceAgent，基于该中间件和组合服务执行引擎提出一个新的Web服务组合运行机制，组合服务运行引擎不直接调用外部Web服务，而是通过服务代理中间件完成服务调用。设计并实现了一个QoS驱动的基于Web服务策略规范的服务组合运行平台，在平台中扩展WS-Policy规范提出并实现了W