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能耗感知的Web服务组合技术研究

施晓霞  
【摘要】:近几年来,随着Web服务技术的发展,服务组合已被工业界、学术界普遍认为是Web服务的重要支撑技术之一。与此同时,由于Web服务的广泛使用,其领域内也出现了规模较大的组合服务。因此,大规模组合服务的能耗也相应迅速增加,这极大地影响了服务组合的整体性能。为了更好地发挥服务组合的作用,提高系统效率,以能耗优化为目标的服务组合研究刻不容缓。传统的能耗优化理论并不完全适用于服务组合领域,需要对其作进一步的拓展和改进。目前在服务组合领域内涉及能耗优化的研究内容十分匮乏,仍有很多问题急待解决。在绿色计算的大背景下,本研究以服务组合运行中的能耗优化为目标,在满足用户全局QoS约束的前提下,实现能耗感知的服务组合。在当前的服务计算环境下,降低服务组合过程中的能耗不仅可以提高服务组合的效率,同时也提高了系统资源的利用率,以此形成一个高效、节能的服务组合机制。 本文从能耗的角度出发,首先对单个服务进行能耗建模。接着根据服务组合的特点推导出组合服务的能耗模型,该模型适用于面对同一个用户请求存在多个可行路径的情况。然后基于这一能耗模型,给出了非功能属性QoS约束,并得出基于状态空间模型的对应约束方程。完成整个建模过程后,继续对该服务组合能耗模型进行了计算求解,同时也给出了能耗比、QoS约束两个计算条件。计算过程分为两步,分别是可行路径的查找和请求速率的分配。考虑到前者过程较为复杂,后文将单独列出一章来讲述具体的查找算法;而后者则直接利用混沌理论来计算,以服务组合的总能耗为目标函数,请求速率为自变量来求解。在可行路径的查找部分,文章给出了一个基于规划图的服务组合方法,利用规划图的分层概念来求解。算法过程分为三步,分别是:分层搜索阶段、最优QoS值计算阶段以及可行路径选取阶段。 文章最后通过仿真实验对所提出的方法进行了正确性与有效性的验证。实验表明,与传统方法相比,本文提出的能耗感知的服务组合方法在用户全局QoS为约束的基础上,不仅能保证用户需求的满足,同时也有效减少了组合服务的总能耗。


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