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《中南大学》 2011年
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动态Web服务组合关键技术研究

刘莉平  
【摘要】:在开放、多变的Internet环境下,面向服务的计算逐渐成为开放异构环境中复杂分布应用的主流计算模型。为了提高Web服务的可重用性,需要将多个功能有限的简单Web服务按照服务描述、服务约束、可用资源等进行服务组合,实现用户定义的组合目标,从而产生增值服务。 目前,许多国内外研究机构围绕动态Web服务组合技术展开了相关研究工作,并取得了一些有价值的成果。但是,动态Web服务组合的计算框架、模型理论、关键技术、实现机制等各方面尚不成熟。存在的主要问题是:面向服务应用的新型体系结构;服务的抽象虚拟化和即时组合;服务的选取、匹配和替换算法;服务质量;如何利用语义和本体论;如何进行高效的服务质量管理,以满足用户提出的服务请求等。 本文在分析动态Web服务组合的关键技术及存在的困难的基础上,主要做了如下工作: (1)基于服务质量计算框架理论,提出了多层结构的服务组合模型。 服务组合要解决的问题是根据用户的服务请求,寻找一条合适的服务路径满足用户请求,在满足用户的QoS需求的同时,还要尽量保证每种服务的各个服务组合路径上的负载尽可能地分布均衡。为此,论文提出了一种多层结构的服务组合模型,为服务选择以及动态执行中的服务替换提供多维QoS支持。该部分研究为动态服务组合的相关关键技术的研究提供一致的服务质量计算框架。 在多层结构的服务组合模型基础上,提出了一种有效的服务组合算法。实验结果分析表明,该算法在服务组合成功率、组合时间、负载均衡以及对动态环境的适应性和可扩展性上有显著提高。 (2)基于服务组合QoS保障需求,提出了基于粒子群算法的Web服务组合算法。 在Web环境中,满足相同功能需求而具有不同QoS参数的Web服务实例存在多个,如何针对不同的应用,从候选服务集合中选择一组服务,使得其QoS达到Pareto最优。为解决这个问题,论文提出基于粒子群算法的Web服务组合算法。理论分析和实验结果说明了该算法的可行性和有效性。 (3)基于服务组合信任关系理论,研究并提出了一种Web服务信任评估模型。 建立实体间的信任关系是Web服务的一个重要前提。针对传统Web服务信任评估模型计算量大、不易识别欺诈行为、计算出的信任度不能体现各独立信任度影响等问题,提出了一种新的Web服务信任评估模型。该模型能够减少信任管理中心的工作量,提高整个系统的性能。同时,在发生非法或者恶意操作时能够及时反映在信任评估中,保证了系统安全性。 (4)基于服务组合信任关系理论,提出了基于黑白板的信任敏感Web服务组合策略。 由于互联网上的服务非常丰富,同时服务是动态生成与消失的,不同的服务所提供的服务质量也是有所区别的,用户很难选择合理的、高质量的服务组合;其次,用户不能保证服务组合的各参与方的可信性,服务组合的各参与方都有可能存在恶意的、欺诈的、虚假的可能性。针对这些问题,论文提出了一种基于黑白板的信任敏感的服务组合策略。该策略通过黑板与白板信任演化模型来帮助用户得到可信的、高质量的服务组合。白板以服务实体的直接交互关系与间接交互关系为主,真实地记录服务组合交互过程中的服务质量与信任评价信息;黑板建立实体对其它服务实体的服务质量与信任评价系统。理论分析与实验结果证实,通过黑白板结合,以服务实体直接信任关系推导,反演出丰富的对其它实体的信任关系,从而能够克服信任演化中直接信任关系稀小,前期信任匮乏的问题。同时,基于黑白板的信任敏感Web服务组合策略能够有效识别共谋欺骗。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP393.09

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