专利名称：网络系统中soa架构下基于服务质量的服务组合方法
技术领域：
本发明涉及一种SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构) 架构下基于服务质量的启发式服务组合方法，尤其适用于分布式环境下接入网络的便携计 算设备，针对用户的特定服务质量需求，快速地选取最优的服务组合方案，以满足用户的实 时响应要求。
背景技术：
在SOA架构下，不同的计算节点上描述的服务对象、组织实体间需要相互进行信 息、数据、资源的交互而完成某一分布式组合业务流程。在执行这一业务流程时需要将分 布式计算节点上的服务对象和组织实体实例化一即从能满足计算节点的海量数据计算需 求的服务对象、组织实体中选取最合适的组合方案，参与到分布式组合业务流程的执行中 来。目前，在SOA架构下已经提出的基于资源质量(QoS)的服务组合方法，是将基于服务 质量的服务组合问题抽象转化为一个等价的混合整数规划问题，通过求解该整数规划问题 得到原组合问题的最优组合方案[QoS-Aware Middleware for web service composition in IEEE Transaction On Software Engineering (Liangzhao Zeng,Boualem BenatalIah, Marlon Dumas, Jayant Kalagnanm, and Henry Chang, IEEETransactions On Software Engineering, Vol. 30，No. 5，May 2004)]。但是在当今企业级的B2B和B2C大规模商业应 用中，当分布式组合流程中计算节点数量众多或者每个计算节点对应的资源池拥有海量候 选服务对象时，求解最优组合方案的问题空间较大，导致计算机寻找最优服务组合方案时 效率低下，不能满足用户的实时需求。
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，提供一种网络系 统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，该方法可以优化计算机在大型的系统服务 调用过程中的效率，最大限度的节约计算机的系统资源。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种网络系统中SOA架构下基于服务质量 的服务组合方法，在将分布式环境下的分布式组合模式数据文件存入计算机存储器后，包 括以下步骤CPU读取存入计算机存储器的分布式组合模式描述文件；为SOA架构下分布式组合模式描述文件中的每一个分布式计算节点确定匹配的 候选web服务资源池，所述web服务资源池包含一组服务对象；分析每个计算节点所对应的候选web服务资源池，对服务对象的每一个质量指标 进行统计，所述质量指标为web服务资源池中的服务对象的参数；建立每个分布式计算节点所对应的服务资源池在各个质量指标上的统计区间表 示文件；对每个连续的质量指标统计区间进行离散化得到一组该指标对应的离散质量水平；局部启发式选择对每个分布式计算节点在质量约束下进行局部启发式选择；判断局部启发式选择的结果是否为空；若结果为空，则对质量约束进行放宽，然后在放宽后的质量约束下重新进行局部 启发式选择；若结果不为空，则计算局部启发式选择结果中的每个服务对象的效用值，并将具 有最大效用值的服务对象作为该质量约束下的一个服务代表，并将服务代表的计数器加1， 进行下一步骤；判断是否服务代表的计数器达到预定数量或者质量约束不能继续放宽；如果上述 计数器达到预定数量或者质量约束不能继续放宽，则转下一步；否则，对质量约束进行放 宽，重复局部启发式选择；利用每个分布式计算节点的服务代表作为候选，以组合方案的聚合效用值作为 SOA架构下服务组合的最优化目标函数，将全局质量约束作为限制条件，将基于服务质量的 服务组合转化为混合整数规划；利用整数规划方法计算所述满足限制条件且最大化目标函数的最优服务组合。本发明中，分布式环境下分布式组合模式数据文件、web服务资源池的质量指标及 指标取值、外界用户的全局质量约束是通过建立了标签的XML文件形式提供。本发明中，对每个分布式计算节点在初始质量约束下进行局部启发式选择包括以 下步骤(601)从服务资源池中选择一个候选服务对象；(602)读取以XML文件存储的针对单个分布式计算节点的单维质量约束；(603)判断候选服务对象是否满足单维质量约束，若不满足，则跳至步骤606，否 则转下一步；(604)判断是否所有维的质量约束遍历完全，若否，则跳至步骤602，否则转下一
止
少；(605)将该服务对象存入服务资源池对应的合格队列；(606)判断服务资源池中的候选服务对象是否遍历完全，若是，则结束，否则返回 步骤(601)。本发明中，根据局部效用公式计算局部启发式选择结果中的每个服务对象的效用 值，所述局部效用公式为
权利要求
一种网络系统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，其特征在于，在将分布式环境下的分布式组合模式数据文件存入计算机存储器后，包括以下步骤CPU读取存入计算机存储器的分布式组合模式描述文件；为SOA架构下分布式组合模式描述文件中的每一个分布式计算节点确定匹配的候选web服务资源池，所述web服务资源池包含一组服务对象；分析每个计算节点所对应的候选web服务资源池，对服务对象的每一个质量指标进行统计，所述质量指标为web服务资源池中的服务对象的参数；建立每个分布式计算节点所对应的服务资源池在各个质量指标上的统计区间表示文件；对每个连续的质量指标统计区间进行离散化得到一组该指标对应的离散质量水平；局部启发式选择对每个分布式计算节点在质量约束下进行局部启发式选择；判断局部启发式选择的结果是否为空；若结果为空，则对质量约束进行放宽，然后在放宽后的质量约束下重新进行局部启发式选择；若结果不为空，则计算局部启发式选择结果中的每个服务对象的效用值，并将具有最大效用值的服务对象作为该质量约束下的一个服务代表，并将服务代表的计数器加1，进行下一步骤；判断是否服务代表的计数器达到预定数量或者质量约束不能继续放宽；如果上述计数器达到预定数量或者质量约束不能继续放宽，则转下一步；否则，对质量约束进行放宽，重复局部启发式选择；利用每个分布式计算节点的服务代表作为候选，以组合方案的聚合效用值作为SOA架构下服务组合的最优化目标函数，将全局质量约束作为限制条件，将基于服务质量的服务组合转化为混合整数规划；利用整数规划方法计算所述满足限制条件且最大化目标函数的最优服务组合。
2.根据权利要求1所述的网络系统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，其特 征在于，分布式环境下分布式组合模式数据文件、web服务资源池的质量指标及指标取值、 外界用户的全局质量约束是通过建立了标签的XML文件形式提供。
3.根据权利要求1所述的网络系统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，其特 征在于，对每个分布式计算节点在初始质量约束下进行局部启发式选择包括以下步骤(601)从服务资源池中选择一个候选服务对象；(602)读取以XML文件存储的针对单个分布式计算节点的单维质量约束；(603)判断候选服务对象是否满足单维质量约束，若不满足，则跳至步骤606，否则转 下一步；(604)判断是否所有维的质量约束遍历完全，若否，则跳至步骤602，否则转下一步；(605)将该服务对象存入服务资源池对应的合格队列；(606)判断服务资源池中的候选服务对象是否遍历完全，若是，则结束，否则返回步骤 (601)。
4.根据权利要求1所述的网络系统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，其特 征在于，根据局部效用公式计算局部启发式选择结果中的每个服务对象的效用值，所述局部效用公式为y A Iimsum-Ssum | 1 y^ * Imxaw-Savc 仏 max^-s"111其中，Us是服务对象S的聚合效用值；Σ为取和操作；sum表示聚合类型为相加的负指 标、ave表示聚合类型为平均的负指标、mul表示聚合类型为相乘的负指标；W·表示相加聚 合指标的权重、Wave表示平均聚合指标的权重、Wmul表示相乘聚合指标的权重；maxs 表示服 务对象s所在的服务资源池中聚合类型为相加的指标最大值、maxare表示服务对象s所在的 服务资源池中聚合类型为平均的指标最大值、max"1表示服务对象s所在的服务资源池中 聚合类型为相乘的指标最大值；Ssum表示服务对象s的聚合类型为相加的指标取值、Sare表 示服务对象s的聚合类型为平均的指标取值、Smul表示服务对象s的聚合类型为相乘的指 标取值；MAXsum和MINsim分别表示所有组合方案中聚合类型为相加的指标最大值和最小值， MAXave和MINare分别表示所有组合方案中聚合类型为平均的指标最大值和最小值、MAXmul和 MINmul分别表示所有组合方案中聚合类型为相乘的指标最大值和最小值。
全文摘要
本发明公开了一种网络系统中SOA架构下基于服务质量的服务组合方法，在将分布式的组合模式数据存入计算机存储器后，包括以下步骤读取分布式组合模式描述文件；确定功能上匹配的候选web服务资源池；进行统计处理；建立统计区间表示；对每个连续的质量指标统计区间进行离散化；对每个分布式计算节点在初始质量约束下进行局部启发式选择；得到该质量约束下的一个服务代表，利用每个分布式计算节点得到的服务代表，将SOA架构下的服务组合问题转化为一个等价MIP问题；利用整数规划技术求解该MIP问题得到一个最优服务组合方案。本发明整个SOA架构下的服务组合优化选择过程完全由计算机自动实现，提高了服务组合的自动化和运行效率。
文档编号H04L29/08GK101977213SQ20101050864
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者王励民, 窦万春, 齐连永 申请人:南京大学