一种QoS有保障的Web服务分布式发现模型
软件开发标准列表
◆软件设计原则●开放－封闭原则（OCP）Open-Closed Principle原则讲的是：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。
通过扩展已有软件系统，可以提供新的行为，以满足对软件的新的需求，使变化中的软件有一定的适应性和灵活性。
已有软件模块，特别是最重要的抽象层模块不能再修改，这使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。
用面向对象的语言来讲，不允许更改的是系统的抽象层，而允许更改的是系统的实现层。
●里氏代换原则（LSP）Liskov Substitution Principle（里氏代换原则）：子类型(subtype)必须能够替换它们的基类型。
反过来基类无法替换子类特征。
意思是子类具有基类的所有特性，也有着基类无法比拟、独特的属性信息。
●依赖倒置原则（DIP）依赖倒置（Dependence Inversion Principle）原则讲的是：要依赖于抽象，不要依赖于具体。
依赖倒置原则要求客户端依赖于抽象耦合。
原则表述：抽象不应当依赖于细节；细节应当依赖于抽象；要针对接口编程，不针对实现编程。
使用传统过程化程序设计所创建的依赖关系，策略依赖于细节，这是错误的，因为策略受到细节改变的影响。
依赖倒置原则使细节和策略都依赖于抽象，抽象的稳定性决定了系统的稳定性。
●接口隔离原则（ISP）接口隔离原则（Interface Segregation Principle）讲的是：使用多个专门的接口比使用单一的总接口总要好。
换而言之，从一个客户类的角度来讲：一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小接口上的。
过于臃肿的接口是对接口的污染。
不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。
实现方法是：使用委托分离接口；使用多重继承分离接口。
●合成/聚合复用原则（CARP）合成/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle或CARP）经常又叫做合成复用原则（Composite Reuse Principle或CRP），就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。
网格体系结构
图 1. 网格系统的基本功能模块示意图页 3 共9页图2 网格系统层次结构(1)网格资源是构成网格系统的基础设施，主要包括网格结点和宽带网络系统。
网格结点包括各种计算资源，如超级计算机、集群系统、贵重仪器、可视化设备、现有应用软件、数据库等，这些计算资源通过网络设备连接起来，具有分布和异构特性! 而宽带网络系统是在网格系统中提供高性能通信的必要手段!（2）网格中间件（grid middleware ）是指一系列协议和服务软件，其功能是屏蔽网格资源层中计算资源的分布、异构特性，向网格应用层提供透明、一致的使用接口! 网格中间件层也称为网格操作系统(grid operating system)，其核心服务包括：网格资源的管理分配、信息优化、任务调度、存储访问、安全控制、质量服务(Qos)等! 还需提供API 和相应的环境，以支持网格应用开发!（3）网格必须提供良好的应用开发工具环境(grid tools)如java,fortran 以及java 等语言,MPI,PVM 等应用开发界面，并支持消息传递、分布共享内存等多种编程模型!（4）网格应用(grid application)是用户需求的具体体现，是各种应用软件的研究! 在网格操作系统的支持下，网格用户可以使用其提供的可视化工具或环境开发各种应用系统!2.1.4网格系统的基本功能网格系统中管理的是广域分布、动态、异构的资源! 网格系统应屏蔽这些资源的分布、异构特性，向网格应用提供透明、一致的使用接口! 一个理想的网格系统应类似当前的Web 服务，可以构建在当前所有硬件和软件平台上，给用户提供完全透明的使用环境! 为此，网格系统必须提供以下基本功能：（1）管理等级层次它定义网格系统的组织方式、确定管理层次体系!（2）通信服务提供不同的服务（可靠的、不可靠的、点对点和广播方式）、通信协议和提供3,1 支持!（3）信息服务提供资源的全局访问!（4）名称服务网格中为所有资源提供统一的名称空间，以便引用各种资源!（5）文件系统提供分布式文件系统机制、全局存储和缓存空间，以支持文件存取!（6）安全认证提供登录认证、可信赖、完整性和记账等方面的安全性!（7）系统状态和容错提供监视系统资源和运行情况的工具!（8）资源管理和调度提供透明的资源管理、进程调度!（9）资源交易机制提供一种资源的交易机制，以鼓励不同组织或资源的拥有者加入网格系统!（10）节点自治允许远程节点选择加入或退出系统，不影响各节点本地的管理和自主性!（11）编程工具提供丰富的用户接口和编程环境!（12）用户图形界面提供直观的用户访问接口，提供可视化工具!2.1.5Globus 工具集Globus工具集，已被公认为当前建立网格系统的核心实现工具之一。
Web服务组合中业务流程的研究及应用
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
Hale Waihona Puke 随着信息技术和 Web 应用的快速发展， Web 服务组合技术逐渐成为企业信息集成的主流技 术。从面向过程的角度看，服务组合就是根据业务需求来设计业务流程，为业务流程选择一系 列符合一定规则的单个 Web 服务组成满足总需求的服务流程。因此，对服务组合中业务流程的 研究成为 Web 服务组合研究中的关键问题之一。现有的业务流程模型缺乏语义信息，构建业务 流程时无法很好的控制业务活动的颗粒度，实例化业务流程时对服务质量考虑不足。针对这些 问题，本文开展了如下几个方面的工作： 首先，介绍了 Web 服务组合和业务流程相关概念，分析了该领域国内外研究现状，归纳了 现有研究中存在的不足，并论证了利用环境本体表达功能语义以及将层次化分析方法应用于业 务流程构建中的可行性。 其次，给出了一个基于环境本体的业务流程模型，即业务流程本体系统，包含相互关联的 多个不同类型的本体，支持业务流程的语义信息描述。 然后，把层次化分析方法应用到基于上述本体系统的业务流程构建中，控制了流程中业务 活动的颗粒度。通过对 Web 服务质量的值进行标准化处理，实现了为业务流程选择最佳的服务 实例。 最后，设计了一个业务流程系统原型，对前文提出的模型和方法加以实现，并以电子商务 中的网上购物流程对系统的各个模块加以说明。
关键词：Web 服务组合，业务流程，层次化分析方法，环境本体，服务质量
I
Web 服务组合中业务流程的研究及应用
Abstract
With the rapid development of information technology and web applications, web services composition is becoming the main technology for the integration of enterprises’ information. From the view of process, web services composition is the process that preople design business process accord with business requirement, choose a series of single web services accord with some rules for the business process to form the services process which can meet the total requirement. Therefore, the research of business process in web services composition is one of the key problems in web services composition. But the model of business process being is lack of semantic information, cann’t control the granularity of business activity, and is short of considering service quality when instanced to particular services process. To solve these problems, the main research works are as follows: Firstly, the background of web services composition and business process is researched in this dissertation. According to the analysis of domestic and foreign researches in this field, the weaknesses of current researches are summarized. Then the feasibility of using environment ontology to express function semantic and using hierarchical analyzing method to construct business process is demonstrated. Secondly, a business process model based on environment ontology is given in this dissertation that is business process ontology system. It contains several different types ontologies associated with each other, supports the description of semantic information. Thirdly, hierachical analyzing method is used to control the granularity of business avtivity in the construction of business process base on the ontology system given above, and web service instance is chosen for each service class in business process through the standardization of the value of the quality of web service. Lastly, a business process system is designed to practice the model and method given above, and the example Shopping-Online in E-Business is used to demonstrate each module of this system.
基于发布订阅的实时交互平台NetDDS的设计与实现
高技术通讯2021年第31卷第4期：4354Wdoi：10.3772/j.issn.1002-0470.2021.04.011基于发布订阅的实时交互平台NetDDS的设计与实现①郑鹏怡②*陈进朝**「陕西国际商贸学院信息工程学院西安712046)(**西北工业大学计算机学院西安710129)摘要针对分布式系统应用规模大、范围广、运行环境复杂的特征，分析分布式交互平台在功能和性能上的需求，设计并实现了一个基于发布/订阅机制的实时交互平台NetDDS。
采取分层设计的思想，依次从分发服务层、QoS保障层和数据传输层3个方面完成实时交互平台的构建，提供基于发布/订阅机制的数据同步功能、灵活可配置的服务质量保障机制以及基于以太网的多协议数据传输机制，确保了数据传输的实时性、正确性与可靠性。
实验结果表明，该交互平台具有较低的消息更新延迟，能满足分布式应用中数据分发对实时性的要求。
关键词分布式系统；实时交互平台；发布订阅；实时；数据同步0引言随着计算科学的发展，分布式系统逐渐成为计算技术与应用的主流。
实时交互平台是构建分布式系统应用的关键技术之一，为分布式应用提供数据通信桥梁,在满足数据交互及时性和正确性的同时,为应用开发提供统一的接口⑴，屏蔽系统底层操作接口、通信机制的差异性,实现不同功能模块在分布式系统中的即插即用⑵，使系统开发人员不再关注具体的通信细节,缩短系统的研发时间。
分布式实时系统具有应用范围广、节点规模大、运行环境复杂等特征,对实时交互平台的实时性、动态性、可配置性等提岀了很高的要求⑶。
(1)实时性。
分布式系统应用的很多处理必须在一定的时限内完成，对实时性有很高的需求。
尽量缩短数据处理和传输的时延，是实时交互平台一个关键的需求⑷。
(2)动态性。
分布式系统通常运行在一个分布异构的环境中，系统的资源配置和应用间的交互行为是动态的、变化的，可根据具体要求实时加入和退岀，因此实时交互平台必须提供动态性的支持。
Web集群中基于控制论的分布式QoS量化控制
＋Ｃ ｒ ｓｏ ｄｎ ｔｏ： ｈ ： ８ ・３ －５２ ７ ， ・ ｉ ｍｒ ａ ｇｃ １３ｃｒ， ｔ ：ｗｗ ｎ ｄ． ｕａ ｏｒ ｐ ｎ ｉｇａ ｈ ｒＰ ｎ ＋ ６７ １ １３ ６ Ｅｍａｌ ｗ ｎ ｘ＠ ６ ． ｎ ｈ ｐ／ ｗ．ｕｔ ｄ ． ｅ ｕ ４ ： ｏ ｒ ／ ｅ ｎ
Ｗ ａ ｇＸＣ， ｉ Ｙ Ｘｉ Ｂ Ｄｉ ｒｂ ｔｄｑ ａ ｔ ａｉｅＱｏ ｏ ｔｏ ａｅ ｎｃ ｎｒｌｔｅ ｒ ｅ ｌｓｅ． ｎ Ｊｎ Ｓ ， ａＭ ． ｓ ｉｕｅ ｕ ｎ ｉ ｔ Ｓ ｃ ｎｒ ｌｂ ｓｄ ｏ ｏ ｔｏ ｈ ｏ ｙｉ Ｗ ｂ ｃｕ ｔｒ ｔ ｔ ｖ ｎ
ＷＡＮ Ｇ ａ － ｕ ｎ ， ＪＮ ｈ ． ｏ ＸＩ Ｍ ｉ ｇ Ｂｏ Ｘｉ ｏ Ｃｈ ａ Ｉ Ｓ ｉＹａ ， Ａ ｎ －
ｆ ｔ ｎ ｌ ａ ｏ ａ ｒ ｒ ａａｌｌ ｎ ｓ ｉ ｕｅ ｒｃ ｓｉ ｇ Ｎａｉｎ ｌ ｉｅｓ ｙｏ Ｄ ｆｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇ ｈ １ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｎａｉ ａ Ｌ ｂ ｒｔ ｙｆ ｒ ｌ ｄＤｉ ｒ ｔｄＰｏ ｅ ｓ ， ｔ ａ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｅｅ ｓ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｓ ａ ０ ７ ， ｈｎ ） ｏ ｏ ｏＰ 等特 点． 的实现及 实验 验证 了该方案 的可行性和有效性 ． 系统 关键词： 集群 ； ｂ 务器； Ｗｅ 服 量化 Ｑｏ Ｓ控制
中图法 分类号： Ｐ ９ Ｔ ３３ 文献标 识码 ： Ａ
随着 电子商务等 大量关 键业 务在 Ｗｅ 台上的广 泛部署 ， ｂ服 务 的 Ｑｏ ｂ平 Ｗｅ Ｓ控制 得到越 来越 多的关注 ． 纯 单 以软硬件 资源扩 张换 取高性 能服 务 的做法 不仅代 价 高 昂， 而且也 不 能完全 满足 需求 ． 了充 分挖 掘软 、硬件 资 为
基于识别内容的分布式Web服务器技术研究
作者简介：彭文斌（1976－），男，广东陆丰人，广州市商贸职业学校讲师，研究方向为计算机网络。
基于识别内容的分布式W eb 服务器技术研究彭文斌（广州市商贸职业学校，广东广州510163）摘要：DWSS 是目前最前沿的Web 服务器性能提升技术之一。
当系统的性能不能满足需求时，DWSS 通过增加系统中服务器数目的办法改善系统性能，因而具有灵活的扩展性，而且保护了原有投资。
负载平衡是DWSS 的关键技术，其目的在于将用户请求均衡地分发给系统中的多个服务器来处理而提高系统吞吐率，缩短用户响应时间。
实现负载平衡的方案很多，CARD-DWSS 方法是其中的一种。
详细介绍了CARD 方法以及改进的TB-CARD 方法，并对其进行了改进后的数据分析，总结了其优点。
关键词：CARD ；TB-CARD ；网管技术；服务器技术；WEB 中图分类号：TP393．05文献标识码：A文章编号：1672-7800（2009）03-0123-021CARD 方法简介分布在LAN 或者WAN 上的多台Web 服务器主机通过自组织方式或者由专门的设备负责组织调度的方式进行协同工作，而组成一个Web 站点，共同分担用户对该站点的Web 请求负荷，这样的系统，我们称之为分布式Web 服务器系统（Dis -tributed Web Server System ，以下简称DWSS ）。
DWSS 是目前最前沿的Web 服务器性能提升技术之一。
当系统的性能不能满足需求时，DWSS 通过增加系统中服务器数目的办法改善系统性能，因而具有灵活的扩展性，而且保护了原有投资。
负载平衡是DWSS 的关键技术，其目的在于将用户请求均衡地分发给系统中的多个服务器来处理而提高系统吞吐率，缩短用户响应时间。
实现负载平衡的方案很多，“识别内容的请求分发（以下简称CARD ，基于CARD 的DWSS 简称CARD-DWSS ）”方法是其中的一种。
除了CARD 方法之外，目前提出的其它DWSS 负载平衡方案都只是考虑多个服务器的CPU 负载均衡，而没有服务器端的其它资源利用问题，比如没有考虑Cache 的命中率。
分布式自适应资源管理网络模型探讨
分布式自适应资源管理网络模型探讨摘要：与日俱增的多媒体等实时业务对提供数据包转发服务的ip网络提出了更高的qos要求。
本文针对现有ip网络qos是是控制存在的问题，提出了适用于ipv6网络的分布式自适应资源管理模型框架（darm）。
该框架兼有intserv网络模型和diffserv网络模型的优点，在保证高qos的同时具有较强的可扩展性。
关键词：网络模型；qos；ip网络；ipv6协议1 引言随着internet的普及，对用户来说，希望网络能提供更优质、有保障的服务；而对网络运营商来说，希望能够优化网络资源的使用，使网络具有更好的可控性和可管理性。
因此，对网络的qos控制研究已被众多研究者所重视。
ietf提出intserv网络模型为因特网提供qos保证，但intserv 网络模型是基于单个流的资源预留与管理，可扩展性较差。
为了克服intserv网络模型的缺陷，ietf提出diffserv网络模型，大大增强了模型的可扩展性，但diffserv模型的qos的保证能力较差。
为了解决intserv网络模型与diffserv网络模型的矛盾，提出分布式自适应资源管理模型框架（darm）。
darm具有与intserv 模型类似的qos保证能力，并具有diffserv模型的系统规模可扩展性。
提出基于定向资源探测算法的高效分布式资源管理和分配机制，保证了整个网络域的资源利用率。
2 darm网络模型概述darm网络模型采用ipv6网络流标签机制，所有路由器被划分成边界路由器和核心路由器两大类。
边界路由器完成每一个流的分类、整形、以及标记工作，与传统diffserv边界路由器类似，除此之外，还负责准入控制职能。
核心路由器则根据数据包所标记的服务类别和目标地址对数据包进行转发，与传统路由器不同之处在于该核心路由器还可以根据ipv6流标值进行数据包的快速转发。
因此，darm网络模型不需要采用逐跳信令传递过程，使得系统能够在网络域边界快速完成准入决策和资源预留，而同时网络核心路由器的优势进一步提高了网络的性能和系统规模可扩展性。
分布式系统中的数据邮递QoS模型
（ ｏ ｌ ｅｏ ｏ ｕｅ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎＵｎｖ ｒ ｔ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ １ ０ ２ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｍｐ ｔｒ ｉ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ｉｅ ｓ ｙｏ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｃ ｕ ３ ０ ２ ｅ Ｃ Ｓ ｎ Ｔ ｉ Ｓ ｎ
ｄ ｔ ｙ ａ ｃ ａ ｄ ｒ ａ — ｍｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｏ ｅ ｉ ｉ ｔ ｂ ｔ ｄ ｄ ｔ ｂ ｓ ｙ ｔ ｍ ． ｐ ｒｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｓ ｍｏ ｅ ａ ｅｔ ｒ ｓａ ｉｉ ，ｉ ｃ ｎ ａ ｏ ｄ ａ ａ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｅ ｌｔ ｈ ｎ ｉ ｇ ｒ ｕｔ ｎ ｄ ｓｒ ｕ ｅ ａａ ａ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｉ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ｉ ｄ ｌｈ ｓ ｂ ｔ ｔｂ ｌ ｙ ｔ ａ ｖ ｉ ｓ ｅ ｔ
（） ２ 网络节点负载率
Ｓ＝｛ Ｍ ｖ ｌ ∈Ｊ ） ≤ Ｓ （，） ｖ ｔ ｝ ０ （） ２
式（） ２表示 网络模 型中任意传输主机节点的负载率 ，传输
主机经过 Ｓ Ｃ Ｅ 通信可 以获知子机 的总数量 以及空 闲的 ＯＫＴ 子机数 目，子机空闲的越多即网络负载越小。
（） ３数据量 设 Ｄ表示数据传输量 ，根据任务 配置进行数据解析 ，即 可得到传输任务发送的数据量 。 （） ４传输 时问 在 网络传输 中所需要的端点到端点的传输 时间，可 由数
１ 概述
视频服务质量保障
视频服务质量保障确保高效视频管理和用户满意度Rev 1.1Copyright ©2011 Empirix Inc, All Rights Reserved视频服务质量保障1概述目前视频业务已经成为通信产业非常重要的投资增长点，预计2013年视频相关业务和设备将超过430亿美元。
服务提供商要取得成功的关键在于高效率运营和持续用户满意度。
1.1视频服务质量视频质量有三个要素：感觉和听觉、网络传输完整性、用户访问所需内容方便性。
下图显示了主要网络行为和相关性能指标。
QoE体验质量用户感观体验；数学模型(如MOS)可以给予视频分析预测感观质量；其他重要QoE因素包含图像冻结和黑屏QoS服务质量体现网络传输性能；规范ETSI TR 101 290提供了对MPEG丢失和服务类型参数的详细描述；其他指标同样可以表示包延时和抖动会话控制分析用户视频趋势和网络响应；视频流协议分析可以诊断网络性能；同时，该分析可以进行商业智能，掌握视频点播趋势图1-1：视频质量要素通常视频采用高效比特率传输协议（如UDP），没有提供传输可靠性。
因此服务提供商必须确保端到端视频流的完整性。
1.2自适应流媒体自适应流媒体传输是用在计算机网络的一种多媒体流技术。
传统的流媒体技术使用流媒体协议(如RTSP)，而当前自适应流媒体技术大多数基于HTTP，设计为高效率运行在分布式HTTP网络(如Internet)。
自适应流媒体能够自动、实时检测用户的贷款和CPU能力，相对应调整视频流质量。
要求编码器能够将源视频编码为多种比特率。
客户端根据可用资源切换不同编码的视频流。
结果就是：非常小的缓冲、快速观看、高/低带宽都有良好体验。
相比传统视频服务，使用自适应流媒体技术，用户网络和播放条件将在任何时候随着条件变换而自动适应，因此用户能够体验高质量流媒体。
媒体娱乐产业将从自适应流媒体技术获益。
随着视频业务爆炸式增长，内容传输网络和视频提供商可以提供用户良好的感观体验。
混合云(Hybrid Cloud)综合解决方案
混合云(Hybrid Cloud)综合解决方案一、项目背景与目标随着企业数字化转型的加速，对云计算的需求日益多样化。
既需要公有云的弹性、便捷与丰富资源，又因合规性、数据安全性和部分业务的特殊需求而依赖私有云。
HCS 混合云解决方案应运而生，旨在为企业打造一个兼具公有云与私有云优势的一体化云计算环境，实现业务的灵活部署、高效管理以及数据的安全可控，助力企业在数字化浪潮中提升竞争力、创新力与运营效率。
二、技术架构•基础设施层：涵盖服务器、存储、网络设备等硬件资源，为混合云提供物理基础。
如采用鲲鹏920 处理器、自研hi1822 智能网卡等，提升性能与可靠性。
•虚拟化层：通过虚拟化技术，如华为的FusionCompute，将物理资源虚拟化为多个虚拟机，提高资源利用率与灵活性。
•云平台层：提供计算、存储、网络、安全等云服务，包括弹性计算服务ECS、虚拟私有云VPC、对象存储服务OBS 等，满足企业多样化业务需求。
•管理平台层：核心部件是ManageOne，提供灵活服务自定义、强大自动化和服务编排、全面大屏和报表等功能，实现混合云统一管理与资源调度自动化，还通过云联邦技术解决了企业使用公有云服务的诸多难题。
（一）整体架构概述HCS 混合云采用分层架构设计，自下而上包括基础设施层、云平台管理层、云服务层以及应用层。
通过软件定义网络（SDN）、软件定义存储（SDS）等技术，实现资源的池化与虚拟化，构建起一个统一、灵活、可扩展的云计算基础环境。
同时，利用统一的身份认证与访问管理、多云管理控制台等组件，保障混合云环境的安全性与管理的便捷性，实现公有云与私有云资源的无缝对接与协同工作。
（二）基础设施层1.物理资源o计算资源：在私有云部分，可选用华为FusionServer 系列服务器，根据业务需求配置不同规格的CPU（如Intel Xeon 系列）、内存容量及本地存储。
公有云则依托华为云数据中心的海量计算资源池，提供多种实例类型，包括通用计算型、内存优化型、计算加速型等，以满足不同业务场景下的计算需求，如企业核心业务系统的稳定运行、大数据分析与处理、人工智能模型训练等对计算资源的差异化要求。
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ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@iscas.ac.cn Journal of Software, Vol.17, No.11, November 2006, pp.2324−2334 http://www.jos.org.cn DOI: 10.1360/jos172324 Tel/Fax: +86-10-62562563 © 2006 by Journal of Software. All rights reserved.
一种QoS有保障的Web服务分布式发现模型∗ 郭得科1+, 任 彦1, 陈洪辉1, 薛群威2, 罗雪山1 1(国防科学技术大学 信息系统与管理学院 C4ISR技术重点实验室,湖南 长沙 410073)
2(中国地质环境检测院,北京 100081)
A QoS-Guaranteed and Distributed Model for Web Service Discovery GUO De-Ke1+, REN Yan1, CHEN Hong-Hui1, XUE Qun-Wei2, LUO Xue-Shan1 1(Key Laboratory of C4ISR Technology, School of Information System and Management, National University of Defense Technology,
Changsha 410073, China) 2(China Institute of Geo-Environmental Monitoring, Beijing 100081, China)
+ Corresponding author: Phn: +86-731-4573578, Fax: +86-731-4573577, E-mail: aeronautic@126.com, http://www.nudt.edu.cn
Guo DK, Ren Y, Chen HH, Xue QW, Luo XS. A QoS-guaranteed and distributed model for Web service discovery. Journal of Software, 2006,17(11):2324−2334. http://www.jos.org.cn/1000-9825/17/2324.htm
Abstract: How to dynamically select, bind and invoke Web service that can best meet the requirements of service consumer is an ongoing research topic in Web services community. In this paper, a QoS-Guaranteed and distributed mechanism of Web service discovery is proposed, which supports Web service discovery with QoS constraints and enhances the QoS of service discovery system. First, a novel three-dimensional QoS model of Web service is introduced, and a Web service-selecting algorithm is proposed based on the novel model. Second, the implementation model of UDDI (universal description, discovery, and integration) specification is improved by integrating the service-selecting algorithm based on QoS constraints. Third, an unstructured peer-to-peer network of UDDI with an informed routing protocol based on Bloom Filters is proposed, and an extended Kautz graph is used as the logical topology of this network. The experimental results show that the new mechanism for Web service discovery possesses higher recall rate, query response rate, and better load balance. Furthermore, the results for QoS of the selected Web service can satisfy the requirements of service consumers. Key words: Web service discovery; quality of service; peer-to-peer network; Kautz digraph; Bloom Filters
摘 要: 如何动态地选择、绑定并调用最适合用户需求的Web服务备受研究领域的关注.提出了一种QoS有保障的Web服务分布式发现模型,具体研究基于QoS约束的服务发现问题,以及如何提高服务发现系统的可用性问题.研究Web服务的三维QoS模型并设计基于QoS约束的服务选择算法.提出集成服务选择算法的UDDI(universal description, discovery, and integration)兼容扩展模型,并运用可扩展Kautz图和Bloom Filters理论,提出分布式UDDI的实现机制.该模型的原型系统在国家地质调查网格中得到应用,测试结果显示:扩展UDDI
∗ Supported by the Key Pre-Research Foundation of Military Equipment of China under Grant No.6140538 (武器装备重点预研基金); the Research Foundation for Ph.D. Candidates of National University of Defense Technology of China under Grant No.0615 (国防科学技术大学博士研究生创新基金) Received 2006-06-09; Accepted 2006-08-07 郭得科 等:一种QoS有保障的Web服务分布式发现模型 2325
模型具有很高的查准率、响应率以及较好的负载均衡能力,而模型的分布式实现机制在保障查询性能的前提下,提高了发现系统的有效性和可用性. 关键词: Web服务发现;服务质量;对等网络;Kautz图;Floom Filters 中图法分类号: TP393 文献标识码: A
为了适应B2B电子商务的需要,企业IT架构正逐步转向面向服务的架构(service-oriented architecture,简称SOA).本质上,Web服务是一种自描述的、模块化的、崭新的分布式计算模型.它采用可扩展标记语言(XML)定义了Web服务协议栈,通过SOAP(simple object access protocol),WSDL(Web services description language),UDDI (universal description, discovery, and integration),WSFL(Web services flow language),BPEL4WS (business process execution language for Web services)等开放协议和标准,提供面向互联网应用的统一服务注册、发现、绑定及集成调用机制.开放标准的采用使Web服务具有很好的互操作性及自描述、模块化的特性,允许采用任何编程语言在任何平台上开发松耦合的Web服务,并通过适当的服务组合支持面向服务应用的集成和开发. Kim等人在文献[1]中研究了2003年~2004年公共Web服务的使用情况,其数量并没有明显的增加,只有大约34%的服务可用,而且每周大约有16%的已注册可用的Web服务已经失效.这就导致从UDDI中查找到的服务信息的实际可用性差.究其原因在于:UDDI规范没有考虑服务过滤和选择的问题,进而不能确保其发现的服务能够满足用户的QoS需求.UDDI规范及其系统都将服务发现之后的过滤和选择工作完全交给用户来完成,而UDDI数据模型和应用开发接口规范没有涵盖任何类型的Web服务QoS模型,导致用户从UDDI获得候选服务之后根本无法对其进行过滤和选择,无法实现有效的服务调用. 针对以上问题,本文提出了一种QoS有保障的Web服务分布式发现模型,从支持基于QoS约束的服务发现及提高服务发现系统的QoS两个角度来保障用户对Web服务的QoS需求:首先,提出了Web服务的三维QoS模型、基于三维QoS模型的选择算法;其次,研究了兼容的UDDI扩展模型,其集成了基于QoS约束的服务选择
模型;最后,提出基于扩展Kautz图和Bloom Filters的服务分布式发现技术.该模型的原型系统已在国家地质调查网格中得到应用,测试结果显示,扩展UDDI模型具有很高的查准率、响应率以及较好的负载均衡能力,而且,模型的分布式实现机制提高了发现系统的查询性能和容错能力.
1 基于QoS约束的服务选择模型
1.1 Web服务的三维QoS模型 Web服务的QoS模型从很多方面刻画其非功能特性.它不仅有助于指导Web服务的高质量开发,而且用于支持服务的过滤和选择.文献[2−4]对适用于Web服务的QoS模型进行相关研究,提出了包括响应时间、吞吐量、可靠性、可用性、准确性、安全性等在内的QoS属性集.本文从宿主结点、服务以及方法3个维度对Web服务进行QoS建模,提出Web服务的三维QoS模型,并为随后研究的服务选择算法奠定基础.该模型的3个维度之间彼此正交且存在层次关系:宿主结点维是基础维度;服务维是标准维度;而方法维是高层维度. 宿主结点维的主要QoS属性包括:网络正常可达概率、最近T时间段内网络是否正常可达、Web服务容器可使用的主存上限、最近T时间段内Web服务容器可用主存与最大可用主存的比值、处理器的时钟频率、最近T时间段内处理器的占有率、最大带宽以及最近T时间段内带宽占用率等. 服务维的主要QoS属性包括: (1) 可访问性:表示服务接收到客户端的调用请求之后能够对其进行处理的能力,采用当前可接纳的服务请求数目与其容量的比值来度量,比值越大,其可访问性越高. (2) 可靠性:在规定条件和特定时间内服务能够执行特定功能的能力,可以采用平均无故障时间、平均故障修复时间等指标度量. (3) 性能:文献[2,3]采用吞吐量(表示一定时间段内可以处理的最大服务请求)、响应时间及其他与时间相