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移动网络中面向终端用户的服务生成关键技术研究

王昭宁  
【摘要】:随着科技的进步,无线网络技术和移动互联网产业快速发展,诸如智能手机、平板电脑、移动穿戴等移动智能设备功能在也变得更加强大,基于移动设备的丰富功能服务和移动网络中种类繁多的Web服务,开发人员创造出了大量的移动应用,使得移动技术愈发融入人们的日常生活,同时激发了用户对于移动应用和服务更加个性化和多样化的需求。传统的移动应用由专业的开发人员在编程的环境中进行开发,他们对用户的需求进行调研和分析,并根据需求针对特定的系统平台设计和实现相应的移动应用。这样的开发过程流程复杂周期冗长,不利于移动应用的跨平台适配,难以满足用户个性化的需求。为了解决以上的问题,本论文在面向服务架构的基础上,研究并提出了面向终端用户的服务生成的关键技术,一方面让终端用户利用跨平台图形化的应用开发环境,根据自己的需求基于组件化的应用生成模型独立开发移动应用,同时研究了 QoS感知自动化的服务组合技术,以用户需求为驱动实现在移动网络中自动化地服务供给,并提出了优化算法。论文的主要的工作和贡献包含了以下三个方面:1)面向终端用户的基于组件的跨平台移动应用生成模型研究。针对面向终端用户服务生成中移动应用开发的问题,提出了一个组件化的跨平台移动应用生成模型。在应用生成模型中,定义了一个服务组件模型和组件插件模型,基于事件驱动的组件聚合方法跨平台构建的移动应用。基于应用生成模型实现的EasyApp系统,为终端用户提供了一个图形化开发移动应用的编辑器和一系列可用于应用开发的Web组件库,能够快速构建跨平台的移动应用。最后演示了应用开发过程,对开发环境在终端用户中的可用性进行了评估,相比对比系统,终端用户使用EasyApp的开发应用的时间减少了约18%。2)QoS感知的自动化服务组合研究。针对移动网络中Web服务供给的问题,研究了 QoS感知的自动化服务组合问题并且提出了两方面的优化方案。一方面研究了自动规划技术中的图规划算法和启发式搜索算法,并使用了自动规划模型,将图规划与启发式搜索相结合,提出了 Q-Graphplan算法,求解QoS感知的自动化服务组合问题。用标准测试集对算法性能进行了测试,并同经典的图规划服务组合算法进行了比较分析,实验结果表明Q-Graphplan减少了约77%冗余服务,平均组合时间降低了约24%。另一方面,为了解决服务组合优化问题中需要考虑的大量的QoS属性的问题,提出了一种多QoS优化目标的服务组合的MaSC算法,它借助了一个全新的时态模型,把待解决的服务组合复杂问题分解成为若干个简单的子问题,并且采用了 一个多目标的演化过程搜索近似最优的组合服务集合。采用标准测试集对算法性能进行了测试,并同现有的算法进行了比较分析,MaSC算法求得的服务组合解与最优的偏差减少了约28%,而平均组合时间降低了约73%。3)移动动态网络中的实时服务组合研究。针对在动态的移动网络环境中的服务供给问题,重点关注了在移动自组织网络中服务发现与实时组合的问题。移动自组织网络环境具有缺少中心管理节点、服务主机持续移动等特点,于是将移动服务组合问题建模为实时规划问题,并提出RTASC算法动态地构建移动网络中的服务流程并实时执行。RTASC可分为服务发现和服务执行两个步骤,在服务发现阶段,RTASC采用了去中心化的启发式的服务发现机制,在分散的服务主机节点中发现当前可用的移动服务,并根据服务的依赖关系反向构建启发式覆盖网络。在服务执行阶段,RTASC采用了一种带有前向探测的边规划边执行的策略,实时的规划和执行组合服务。在模拟环境下测试了算法性能,并和现有的同类算法进行了比较分析,结果表明RTASC的组合时间降低了约20%,组合失败率降低了约35%。


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