专利名称：一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法
技术领域：
本发明涉及计算机软件技术领域,特别是一种基于QoS(Quality of Service,QoS)历史记录的服务组合优化方法，用于评估服务质量以及进行服务组合优化方案的选择。
背景技术：
Web应用在过去的几年发展中，面向服务的计算得到了学术界和工业界的广泛重视，并获得了一个又一个的成功。在软件工程和商业应用领域里，面向服务计算技术显示出无处不在和显著的优势。Web服务技术已经在很多新产品和新应用软件中得到了广泛和深入的应用。从技术上讲，web服务结合了面向组件的方法和web技术的优势。它是通过URI (Uniform Resource Identifier, URI)标识的自制的软件系统，封装了应用程序的功能和信息资源，，并使得可以通过编程接口实现对这些功能和资源的利用。通过基于XML(Extensible Markup Language,XML)的消息的封装,web服务可以被发布,定位,访问或者在网络传输。为了能够方便的被其他web上的应用程序发现和利用，应该给予web服务明确的描述，使得它们的功能属性和QoS属性便于理解。随着web服务的发展，具有相同功能的服务越来越多，为了能在数量众多，性能各异的服务中找到符合用户要求的服务，需要确定服务质量标准并根据此标准进行服务匹配和选择。一般来讲，QoS在区分功能属性相同但非功能属性不同的服务时，扮演了重要的角色。在实际应用中，QoS的属性包括价格、执行时间、可用性、可信性和信誉度等等。为了获得符合用户QoS约束的服务，工业界和学术界从不同的角度对web服务选择及服务组合进行了大量研究。例如，Anton Michilayr等在“End-to-end support forQoS-aware service selection, binding, and mediation in VRESCo(IEEE Transactionson Services Computing, Vol. 3, No. 3, pp. 193-205, 2010) ” 中研究了在 VRESCo 环境下端到端QoS感知的服务选择，绑定和调节。Mohammad Alrifai等人在“Combiningglobal optimization with local selection for efficient QoS-aware servicecomposition(Proceedings of the International World Wide Web Conference,pp. 881-890，2009)”中提出了一个启发式的服务组合方法，通过结合全局优化和局部选择，来实现基于QoS感知的服务组合。类似的，Lianyong Qi等人在“Combining localoptimization and enumeration for QoS-aware web service composition(Proceedingsof the International Conference on Web Services, pp. 31-41, 2010) ” 中，提出了一个叫做启发式的服务组合方法，通过一个QoS感知的服务过滤器，来选择一个接近最优的服务组合方案° Dimitrios Skoutas 在 “A ranking mechanism for semantic web servicediscovery (IEEE Congress on Services, Vol. 3, No. 3, pp. 41-48, 2007) ” 中研究了如何使用多属性的支配关系来对web服务进行排序和聚类。他们的方法通过提高web搜索引擎的能力来帮助基于QoS感知的服务检索和选择。Qi Yu等人在“Computing serviceskyline from uncertain QoffS(IEEE Transactions on Services Computing, Vol. 3,No. 1，pp. 16-29,2010) ”中研究了基于不确定的QoS属性值进行服务选择的方法。随着互联网以及服务计算技术的飞速发展，个人或企业都希望能够对已有资源进行动态组合以实现增值服务。目前的服务优化方法经常假设服务提供者发布的服务质量是确定的。然而，由于web服务环境的动态性，服务内部的改变或执行环境的变化，尤其是当某些故意欺骗的行为发生时，服务在执行时的质量经常是不确定的。因此，我们认为，利用服务发布者提供的服务质量数据来评估服务质量是值得怀疑的。在这种情况下，我们提出了一个基于历史记录的服务优化方法，通过使用服务的QoS历史记录来评估服务的质量，进行服务组合方案的规划，从而增强服务组合的可信度。
发明内容
发明目的本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于 QoS历史记录的服务组合优化方法。本发明公开了一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，包括以下步骤步骤1，获取数据集，所述数据集由各个web服务的QoS历史记录组成；步骤2，求解前N个最优的基于历史记录的组合方案，从所有基于QoS历史记录的组合方案中，计算出前N个最优的基于历史记录的组合方案，并作为计算各个服务可信度的依据；步骤3 :计算服务贡献度，利用步骤2中产生的前N个最优的基于QoS历史记录的组合方案，计算各个服务的贡献度值，从而为服务组合中的每个任务选择符合要求的web服务；且对每个任务的候选服务而言，拥有最高贡献度值的那个服务将被选出，参加最优服务组合方案的执行。本发明中，所述web服务的QoS是指服务非功能属性方面的特性；非功能属性方面的特性是相对于功能属性而言的，包括价格、执行时间、信誉度、可用性等等。所述的web服务的QoS历史记录具体描述为WSij. Rk = (QnQ2^uQi,...，Qm)，其中，WSij表示第i个任务的第j个候选服务，WSij. Rk表示服务WSij的k条历史记录，Qi表示第i维QoS属性值，m表示QoS属性的维数。本发明中，服务组合中各个任务之间组合的逻辑关系包括顺序逻辑关系；组合服务的QoS不仅是由各个构件服务决定的，也是由组合的模型决定的。服务组合的模型包括顺序、并行、条件和循环。在这里，我们只着重关注顺序组合模型。其他的模型可以简化或者转化成顺序模型。将多种模型转化为顺序模型，及展开循环的方法在文献“Quality of service for workflows and web service processes(Journal of WebSemantics, pp. 281-308, 2004) ”中讨论过，可以用在这里。所述顺序逻辑关系表示的web服务组合的抽象描述为IT1, T2，. . .，Ti,. . .，TJ，其中，Ti表示第i个服务种类，即第i个任务，η表示服务组合中任务的个数。本领域中，所述的web服务组合方案的具体描述为SCPLAN= {^l7l, WS2j2,…，WSlji,…，WSnjn}，其中，％表示第 i 个任务的第 j 个候选服务，eW-AwGwS-Pooli表示第i个任务所对应的服务资源池。本发明中，所述基于服务QoS历史记录的组合方案表示为
权利要求
1.一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1，获取数据集，所述数据集由各个Web服务的QoS历史记录组成； 步骤2，求解前N个最优的基于QoS历史记录的组合方案，从所有基于QoS历史记录的组合方案中，计算出前N个最优的基于历史记录的组合方案，并作为计算各个服务可信度的依据； 步骤3 :计算服务贡献度，利用步骤2中产生的前N个最优的基于QoS历史记录的组合方案，计算各个服务的贡献度值，从而为服务组合中的每个任务选择符合要求的web服务；且对每个任务的候选服务而言，拥有最高贡献度值的那个服务将被选出，参加最优服务组合方案的执行。
2.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，所述web服务的QoS是指服务非功能属性方面的特性；所述的web服务的QoS历史记录具体描述为WSij. Rk = (Q1, Q2, ... Qi, ...，Qm)，其中，WSij表示第i个任务的第j个候选服务，WSij. Rk表示服务WSij的k条历史记录，Qi表示第i维QoS属性值，m表示QoS属性的维数。
3.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，月艮务组合中各个任务之间组合的逻辑关系包括顺序逻辑关系；所述顺序逻辑关系表示的web服务组合的抽象描述为IT1, T2,. . .，Ti,. . .，TJ，其中，Ti表示第i个服务种类，即第i个任务，η表示服务组合中任务的个数。
4.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，所述基于QoS历史记录的组合方案表示为
5.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，步骤2中求解前N个最优的基于历史记录的组合方案，包括以下步骤 将步骤I中服务的QoS历史记录转化为线性规划问题的变量，约束； 列出线性规划的目标函数； 使用线性规划求解器产生前N个最优的基于历史记录的组合方案； 所述目标函数为
6.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，所述服务的QoS历史记录通过QoS监督机制从交易日志集合中获取。
7.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，通过N的大小决定所有可能的组合方案中的标准，即根据采用服务组合方案所对应的线性规划问题的目标函数值的大小，由大到小，选取所有组合方案中的函数值较大的部分，作为优秀的服务组合方案，作为服务贡献度计算的依据。
8.根据权利要求I所述的一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，其特征在于，所述的贡献度为一个服务的历史记录在N个最优的组合方案中出现的次数反映了该服务对前N个最优的组合方案的贡献度，在每个服务池中，拥有最大贡献度值的服务将被选择作为最优的服务，参与最终最优的服务组合方案的执行。
全文摘要
本发明公开了一种基于QoS历史记录的服务组合优化方法，包括以下步骤获取数据集，所述数据集由各个web服务的QoS历史记录组成；求解前N个最优的基于历史记录的组合方案；计算服务贡献度，利用上步中产生的前N个最优的基于QoS历史记录的组合方案，计算各个服务的贡献度值，从而为服务组合中的每个任务选择符合要求的web服务；且对每个任务的候选服务而言，拥有最高贡献度值的那个服务将被选出，参加最优服务组合方案的执行。本发明的优点在于利用了服务的QoS历史记录做决策，更加客观，可信，提出了贡献度的变量参数，根据服务贡献度值的大小，来决定哪些服务参与最终的最优组合方案，从而使得最后的组合方案的可信度更高。
文档编号G06F17/30GK102654871SQ20111005118
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者岳建明, 林文敏, 王联民, 窦万春, 董维 申请人:南京大学, 江苏三棱科技发展有限公司