QoS感知Web服务智能获取的技术研究

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摘 要：由于Intemet技术的不断发展，为电子政务应用和B2B提供了一个新颖的平台。在Intemet的基础上，因SOC（Service.orient Computing）的形成，导致当前分布式应用系统的表现形态由静态、封闭及固定形态转变为动态、开放的形式。开放的网络环境，对软件系统提出更高的要求，而服务的智能获取能较好地满足开放网络的特性要求。本文通过研究Web服务的背景，概述Web服务的定义及基本技术体系，并分析在qos感知下web服务服务机制存在的问题，并分析主要的获取技术。

关键词：Web服务；QoS感知；Web服务智能获取技术

中图分类号：TP393.09

开放网络环境下，Intemet应用的典型形态是以web服务为关键技术的服务协同与软件服务。使用Web服务技术成为了现代企业营运管理的重要手段。因此，需要对Web相关服务技术进行研究。

1 Web服务的背景研究

1.1 Web服务的定义

Web服务是以XML作为数据交流标准的分布式信息计算技术。其主要功能是在不同的分布式节点之间通过Intemet协议来传送XML文档，所以，我们把这种传递方式称作消息的传递。通过这种XML文档传递机制，使得Web服务实现其主要目的，即软件应用之间跨越编程语言、运行平台及数据格式来实现互操作性。

Web服务的定义，不同厂家和机构对其有不同的理解。简单化讲，Web服务就是布置在网络上的软件应用，将网络平台由单一的信息提供平台转变为分布式计算平台。下面列举几种不同的Web服务定义：（1）IBM定义的Web服务。IBM的定义Web服务内涵为：采用规范标准的XML来描述一组可以通过网络访问的操作接口，此定义描述了所有的相关细节，包含传输协议、消息的格式以及位置；（2）W3C定义的Web服务内涵。W3C描述Web服务软件系统由URI标识，通过XML文档来定义和描述公共结构和绑定，此定义能够被其他软件系统发觉，所以这些软件系统可通过Intemet传输协议和XML的消息机制与Web服务进行交互；（3）Microsoft定义的Web服务内涵。Microsoft定义的内涵指Web服务的本质是一个应用逻辑单元，为其他的应用提供服务和数据。应用程序可以通过数据格式和Web协议访问Web服务。

从以上不同机构和厂商对Web服务的定义中可以发现，其定义的本事是相同的，Web服务主要包括三项的核心技术：和发现、通信和描述。Web服务的体系结构由服务消费者、服务提供者以及服务注册中心构成。

1.2 技术体系

Web服务的技术体系由一系列的规范和协议构成，且这些规范和协议能由任意的机构和组织实现，其服务技术能构架在所有分布式平台之上。Web服务

其核心技术规范由WSDL、SOAP和UDDI组成。Web服务体系的主要规范包括传输规范、和发现规范、描述规范以及消息规法四大类：（1）Web服务体系的传输规范。Web服务的传输是通过传输协议进行最基本的数据传送。为Web服务进行传输支持的网络传输协议有多种，如TCP/IP协议、FTP协议以及HTTP协议。其中以HTTP协议使用最为广泛。Web服务可通过此协议进行XML消息的传递；（2）Web服务体系的和发现规范。目前，最流行的Web服务体系的和发现规范是UDDI，这种规范可以为Web服务定义三种相关信息，即百页信息、绿页信息和黄页信息。服务注册中心储存了所有相关的注册信息，我们把所有能实现UDDI规法的注册服务站点称之为操作人口站点。不同站点之间可以使用复制的方式来保持内容的一直；（3）Web服务体系的描述规范。由于SOA的松耦合性，导致Web服务的请求人只需要通过描述就能使用Web服务为其提供的服务；（4）Web服务体系的的消息规范。不同的Web服务体系可以通过传递XML消息完成通信，但是必须遵循一定的消息规范。Web服务的消息规范主要采用SOAP协议。

2 Web服务机制存在的问题

Web服务发现技术是保障Web服务能否有效获取的关键点。而其主要关键点是Web匹配算法和服务描述模型。目前，Web服务发现机制有两个问题：第一个问题是是使用语义级的Web服务描述方式，缺少QoS描述以及有效灵活的服务匹配算法，难以保证服务组合的质量和性能。第二个问题是采取语法级的Web描述语言方式，由于语义信息不足且主要依赖关键字来匹配问题，导致查准率偏低，从而影响了服务组合和服务复用的相容性。

3 QoS感知Web服务智能获取存在的不足

3.1 缺乏统一的评价标准

在服务组合中，用于区别传统应用集成技术的重要标志是动态Web服务的选择。目前，虽然相关的研究已提出了多种类的QoS评价标准，但是缺乏公共评价的尺度，也没有考虑主观偏好和客观事实，没有建立明确的可度量模型。

3.2 对服务失效进行检测和恢复缺少有效支持

在开放网络环境下，由于网络环境的不可控制性，导致在实际运行中，设计的服务流程的某些组合服务不能够使用，且QoS设计值与实际值差值过大，使得服务实效。没有全面的考虑路径的服务与拓扑间的联系。

3.3 服务匹配算法缺少灵活化和智能性

在开放网络环境下，web服务的匹配算法缺乏一定的灵活性和智能性，不能应对开放网络对服务匹配性能的要求。

4 QoS感知Web服务智能获取的主要技术

4.1 SVM分类机制

一般用户的服务QoS需求是粗粒度的，但是底层服务提供的需求却比较精细化。这可以通过服务QoS管理体系架构的分层功能体系来满足不同需求的要求。使用服务QoS选择历史数据库和注册数据库进行提取。通过支持向量机对特征化后的历史数据样本的训练，能够获得一个服务选择决策函数。

4.2 服务匹配技术

在QoS约束下的Web服务选择，一般是通过多个QoS评价指标参数来对整个服务的质量进行计算。但是存在一些问题。首先，没有形成统一的标准和方法来计量Web服务质量的参数。其次，通常情况下，用户提出的QoS需求存在一定的不明确性。且在处理功能相近或者相同的服务，缺少有效的准则来判决。

4.3 反射中间件技术

基于 QoS感知Web服务智能要解决动态环境和资源变化下的服务选择，可利用反射中间件技术来应对解决。通过反射中间件的HME完成对服务器失效、资源受限情况下的失效以及绑定失效的应对处理。保障QoS的服务内部和外部环境。

4.4 服务动态绑定技术

在目前的开放网络里有大量的相近和相似服务。在这些服务里，选择和发现服务，可以通过使用相似度来计算，获取相近可替换服务。在QoS约束下，利用分布式网库搜索算法发现最优的服务。改进蚁群算法，使用小世界网络理论处理在QoS约束下Web服务的选择难题。

5 结束语

本文通过分析Web服务的概念，并对QoS感知Web服务智能获取存在的不足和Web服务机制存在的问题进行分析，并围绕Web服务智能，提出了主要技术。目前，基于QoS感知Web服务智能获取技术主要有四大类：服务动态绑定技术、反射中间件技术、服务匹配技术以及SVM分类机制。我国应加强对Web服务智能服务的研究，并明确基于QoS感知的Web服务组合方法的研究地位。

参考文献：

[1]徐晓明.QoS感知的Web服务智能获取若干关键技术研究[D].南京航空航天大学，2012.

[2]蒋哲远，韩江洪，王钊.动态的QOS感知Web服务选择和组合优化模型[J].计算机学报，2009（32）.

[3]刘欢.基于QoS感知的Web服务组合关键技术研究[D].浙江师范大学，2011.

作者简介：胡德斌（1975-），男，讲师，怀化学院计算机工程系，硕士，主要从事高性能网络，网络安全，信息推荐方向的研究。

作者单位：怀化学院计算机工程系，湖南怀化 418008

基金项目：怀化市科技计划项目、湖南省重点实验室项目（项目编号：ZNKZ2014-12）。