QoS感知Web服務(wù)智能獲取的技術(shù)研究

摘 要：由于Intemet技術(shù)的不斷發(fā)展，為電子政務(wù)應(yīng)用和B2B提供了一個(gè)新穎的平臺。在Intemet的基礎(chǔ)上，因SOC（Service.orient Computing）的形成，導(dǎo)致當(dāng)前分布式應(yīng)用系統(tǒng)的表現(xiàn)形態(tài)由靜態(tài)、封閉及固定形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、開放的形式。開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對軟件系統(tǒng)提出更高的要求，而服務(wù)的智能獲取能較好地滿足開放網(wǎng)絡(luò)的特性要求。本文通過研究Web服務(wù)的背景，概述Web服務(wù)的定義及基本技術(shù)體系，并分析在QoS感知下Web服務(wù)服務(wù)機(jī)制存在的問題，并分析主要的獲取技術(shù)。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)；QoS感知；Web服務(wù)智能獲取技術(shù)

中圖分類號：TP393.09

開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，Intemet應(yīng)用的典型形態(tài)是以web服務(wù)為關(guān)鍵技術(shù)的服務(wù)協(xié)同與軟件服務(wù)。使用Web服務(wù)技術(shù)成為了現(xiàn)代企業(yè)營運(yùn)管理的重要手段。因此，需要對Web相關(guān)服務(wù)技術(shù)進(jìn)行研究。

1 Web服務(wù)的背景研究

1.1 Web服務(wù)的定義

Web服務(wù)是以XML作為數(shù)據(jù)交流標(biāo)準(zhǔn)的分布式信息計(jì)算技術(shù)。其主要功能是在不同的分布式節(jié)點(diǎn)之間通過Intemet協(xié)議來傳送XML文檔，所以，我們把這種傳遞方式稱作消息的傳遞。通過這種XML文檔傳遞機(jī)制，使得Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)其主要目的，即軟件應(yīng)用之間跨越編程語言、運(yùn)行平臺及數(shù)據(jù)格式來實(shí)現(xiàn)互操作性。

Web服務(wù)的定義，不同廠家和機(jī)構(gòu)對其有不同的理解。簡單化講，Web服務(wù)就是布置在網(wǎng)絡(luò)上的軟件應(yīng)用，將網(wǎng)絡(luò)平臺由單一的信息提供平臺轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际接?jì)算平臺。下面列舉幾種不同的Web服務(wù)定義：（1）IBM定義的Web服務(wù)。IBM的定義Web服務(wù)內(nèi)涵為：采用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的XML來描述一組可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問的操作接口，此定義描述了所有的相關(guān)細(xì)節(jié)，包含傳輸協(xié)議、消息的格式以及位置；（2）W3C定義的Web服務(wù)內(nèi)涵。W3C描述Web服務(wù)軟件系統(tǒng)由URI標(biāo)識，通過XML文檔來定義和描述公共結(jié)構(gòu)和綁定，此定義能夠被其他軟件系統(tǒng)發(fā)覺，所以這些軟件系統(tǒng)可通過Intemet傳輸協(xié)議和XML的消息機(jī)制與Web服務(wù)進(jìn)行交互；（3）Microsoft定義的Web服務(wù)內(nèi)涵。Microsoft定義的內(nèi)涵指Web服務(wù)的本質(zhì)是一個(gè)應(yīng)用邏輯單元，為其他的應(yīng)用提供服務(wù)和數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序可以通過數(shù)據(jù)格式和Web協(xié)議訪問Web服務(wù)。

從以上不同機(jī)構(gòu)和廠商對Web服務(wù)的定義中可以發(fā)現(xiàn)，其定義的本事是相同的，Web服務(wù)主要包括三項(xiàng)的核心技術(shù)：發(fā)布和發(fā)現(xiàn)、通信和描述。Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)由服務(wù)消費(fèi)者、服務(wù)提供者以及服務(wù)注冊中心構(gòu)成。

1.2 技術(shù)體系

Web服務(wù)的技術(shù)體系由一系列的規(guī)范和協(xié)議構(gòu)成，且這些規(guī)范和協(xié)議能由任意的機(jī)構(gòu)和組織實(shí)現(xiàn)，其服務(wù)技術(shù)能構(gòu)架在所有分布式平臺之上。Web服務(wù)

其核心技術(shù)規(guī)范由WSDL、SOAP和UDDI組成。Web服務(wù)體系的主要規(guī)范包括傳輸規(guī)范、發(fā)布和發(fā)現(xiàn)規(guī)范、描述規(guī)范以及消息規(guī)法四大類：（1）Web服務(wù)體系的傳輸規(guī)范。Web服務(wù)的傳輸是通過傳輸協(xié)議進(jìn)行最基本的數(shù)據(jù)傳送。為Web服務(wù)進(jìn)行傳輸支持的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議有多種，如TCP/IP協(xié)議、FTP協(xié)議以及HTTP協(xié)議。其中以HTTP協(xié)議使用最為廣泛。Web服務(wù)可通過此協(xié)議進(jìn)行XML消息的傳遞；（2）Web服務(wù)體系的發(fā)布和發(fā)現(xiàn)規(guī)范。目前，最流行的Web服務(wù)體系的發(fā)布和發(fā)現(xiàn)規(guī)范是UDDI，這種規(guī)范可以為Web服務(wù)定義三種相關(guān)信息，即百頁信息、綠頁信息和黃頁信息。服務(wù)注冊中心儲存了所有相關(guān)的注冊信息，我們把所有能實(shí)現(xiàn)UDDI規(guī)法的注冊服務(wù)站點(diǎn)稱之為操作人口站點(diǎn)。不同站點(diǎn)之間可以使用復(fù)制的方式來保持內(nèi)容的一直；（3）Web服務(wù)體系的描述規(guī)范。由于SOA的松耦合性，導(dǎo)致Web服務(wù)的請求人只需要通過描述就能使用Web服務(wù)為其提供的服務(wù)；（4）Web服務(wù)體系的的消息規(guī)范。不同的Web服務(wù)體系可以通過傳遞XML消息完成通信，但是必須遵循一定的消息規(guī)范。Web服務(wù)的消息規(guī)范主要采用SOAP協(xié)議。

2 Web服務(wù)機(jī)制存在的問題

Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)是保障Web服務(wù)能否有效獲取的關(guān)鍵點(diǎn)。而其主要關(guān)鍵點(diǎn)是Web匹配算法和服務(wù)描述模型。目前，Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制有兩個(gè)問題：第一個(gè)問題是是使用語義級的Web服務(wù)描述方式，缺少Q(mào)oS描述以及有效靈活的服務(wù)匹配算法，難以保證服務(wù)組合的質(zhì)量和性能。第二個(gè)問題是采取語法級的Web描述語言方式，由于語義信息不足且主要依賴關(guān)鍵字來匹配問題，導(dǎo)致查準(zhǔn)率偏低，從而影響了服務(wù)組合和服務(wù)復(fù)用的相容性。

3 QoS感知Web服務(wù)智能獲取存在的不足

3.1 缺乏統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在服務(wù)組合中，用于區(qū)別傳統(tǒng)應(yīng)用集成技術(shù)的重要標(biāo)志是動態(tài)Web服務(wù)的選擇。目前，雖然相關(guān)的研究已提出了多種類的QoS評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但是缺乏公共評價(jià)的尺度，也沒有考慮主觀偏好和客觀事實(shí)，沒有建立明確的可度量模型。

3.2 對服務(wù)失效進(jìn)行檢測和恢復(fù)缺少有效支持

在開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不可控制性，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行中，設(shè)計(jì)的服務(wù)流程的某些組合服務(wù)不能夠使用，且QoS設(shè)計(jì)值與實(shí)際值差值過大，使得服務(wù)實(shí)效。沒有全面的考慮路徑的服務(wù)與拓?fù)溟g的聯(lián)系。

3.3 服務(wù)匹配算法缺少靈活化和智能性

在開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，web服務(wù)的匹配算法缺乏一定的靈活性和智能性，不能應(yīng)對開放網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)匹配性能的要求。

4 QoS感知Web服務(wù)智能獲取的主要技術(shù)

4.1 SVM分類機(jī)制

一般用戶的服務(wù)QoS需求是粗粒度的，但是底層服務(wù)提供的需求卻比較精細(xì)化。這可以通過服務(wù)QoS管理體系架構(gòu)的分層功能體系來滿足不同需求的要求。使用服務(wù)QoS選擇歷史數(shù)據(jù)庫和注冊數(shù)據(jù)庫進(jìn)行提取。通過支持向量機(jī)對特征化后的歷史數(shù)據(jù)樣本的訓(xùn)練，能夠獲得一個(gè)服務(wù)選擇決策函數(shù)。

4.2 服務(wù)匹配技術(shù)

在QoS約束下的Web服務(wù)選擇，一般是通過多個(gè)QoS評價(jià)指標(biāo)參數(shù)來對整個(gè)服務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。但是存在一些問題。首先，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法來計(jì)量Web服務(wù)質(zhì)量的參數(shù)。其次，通常情況下，用戶提出的QoS需求存在一定的不明確性。且在處理功能相近或者相同的服務(wù)，缺少有效的準(zhǔn)則來判決。

4.3 反射中間件技術(shù)

基于 QoS感知Web服務(wù)智能要解決動態(tài)環(huán)境和資源變化下的服務(wù)選擇，可利用反射中間件技術(shù)來應(yīng)對解決。通過反射中間件的HME完成對服務(wù)器失效、資源受限情況下的失效以及綁定失效的應(yīng)對處理。保障QoS的服務(wù)內(nèi)部和外部環(huán)境。

4.4 服務(wù)動態(tài)綁定技術(shù)

在目前的開放網(wǎng)絡(luò)里有大量的相近和相似服務(wù)。在這些服務(wù)里，選擇和發(fā)現(xiàn)服務(wù)，可以通過使用相似度來計(jì)算，獲取相近可替換服務(wù)。在QoS約束下，利用分布式網(wǎng)庫搜索算法發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的服務(wù)。改進(jìn)蟻群算法，使用小世界網(wǎng)絡(luò)理論處理在QoS約束下Web服務(wù)的選擇難題。

5 結(jié)束語

本文通過分析Web服務(wù)的概念，并對QoS感知Web服務(wù)智能獲取存在的不足和Web服務(wù)機(jī)制存在的問題進(jìn)行分析，并圍繞Web服務(wù)智能，提出了主要技術(shù)。目前，基于QoS感知Web服務(wù)智能獲取技術(shù)主要有四大類：服務(wù)動態(tài)綁定技術(shù)、反射中間件技術(shù)、服務(wù)匹配技術(shù)以及SVM分類機(jī)制。我國應(yīng)加強(qiáng)對Web服務(wù)智能服務(wù)的研究，并明確基于QoS感知的Web服務(wù)組合方法的研究地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐曉明.QoS感知的Web服務(wù)智能獲取若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[2]蔣哲遠(yuǎn)，韓江洪，王釗.動態(tài)的QOS感知Web服務(wù)選擇和組合優(yōu)化模型[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2009（32）.

[3]劉歡.基于QoS感知的Web服務(wù)組合關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江師范大學(xué)，2011.

作者簡介：胡德斌（1975-），男，講師，懷化學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系，碩士，主要從事高性能網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)安全，信息推薦方向的研究。

作者單位：懷化學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系，湖南懷化 418008

基金項(xiàng)目：懷化市科技計(jì)劃項(xiàng)目、湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：ZNKZ2014-12）。