語(yǔ)義Web服務(wù)匹配模型的研究與實(shí)現(xiàn)*

陳 林

(宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800)

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展和發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)用層服務(wù)集成的研究．語(yǔ)義Web服務(wù)作為語(yǔ)義Web和Web服務(wù)的結(jié)合，它結(jié)合了兩種概念的優(yōu)點(diǎn)．基于OWL－S描述語(yǔ)言，對(duì)語(yǔ)義Web服務(wù)進(jìn)行了新的劃分，并根據(jù)劃分的標(biāo)準(zhǔn)提出了多層匹配模型的服務(wù)匹配方法，然后逐步實(shí)現(xiàn)后續(xù)服務(wù)的組合、監(jiān)控執(zhí)行．

1 基于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)的服務(wù)輪廓和服務(wù)模型

1．1 于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)的服務(wù)輪廓

目前普遍所指的的OWL－S就是Web服務(wù)和語(yǔ)義Web的結(jié)合，主要是為了解決Web服務(wù)描述和發(fā)現(xiàn)以及業(yè)務(wù)組合的語(yǔ)義表示．在語(yǔ)義Web服務(wù)描述語(yǔ)言O(shè)WL－S中，語(yǔ)義Web服務(wù)可以分成三個(gè)部分：(1)ServiceProfile：描述服務(wù)的功能，即這個(gè)服務(wù)是做什么的，服務(wù)搜尋代理通過(guò)Serviceprofile發(fā)現(xiàn)能夠匹配的服務(wù)，搜尋到可以滿足服務(wù)請(qǐng)求者要求的Web服務(wù)．(2)ServiceModel：描述服務(wù)是怎么做的，即服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)．(3)ServiceGrounding：描述怎樣訪問(wèn)服務(wù)．如果說(shuō)之前的WSDL和UDDI實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)的自動(dòng)化，那么OWL－S即實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)的全面智能化升級(jí)．目前研究的主要方向是OWL－S的功能部分，對(duì)服務(wù)提供者和服務(wù)請(qǐng)求者都適用．OWL－S具有很多的優(yōu)勢(shì)，但是由于現(xiàn)實(shí)生活中，不能達(dá)到到處都是語(yǔ)義的理想狀態(tài)，限制了OWL－S功能的發(fā)揮．

1．2 基于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)的服務(wù)模型

服務(wù)模型是指對(duì)服務(wù)的內(nèi)部過(guò)程進(jìn)行的描述，描述服務(wù)過(guò)程中的具體操作、邏輯順序和服務(wù)之間的相互協(xié)調(diào)等．過(guò)程模型主要包括兩個(gè)方面的信息：外部觀察得到的IOPE和內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)．基于OWL－S的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型，是Web服務(wù)結(jié)合OWL－S，擴(kuò)展UDDI標(biāo)準(zhǔn)，建立的OWL－S的功能服務(wù)與UDDI之間的映射關(guān)系，在 UDDI中存儲(chǔ)OWL－S信息，通過(guò)功能匹配引擎實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的予以匹配．該模型采用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行OWL－S與UDDI的映射，彌補(bǔ)了WSDL服務(wù)描述語(yǔ)言缺乏語(yǔ)義的不足，也彌補(bǔ)了UDDI不能識(shí)別Web服務(wù)語(yǔ)義以及UDDI關(guān)鍵詞匹配的不足，是先進(jìn)的模型匹配．

2 過(guò)程匹配的方法研究

2．1 基于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)

基于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)所需用到的技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：(1)首先，第一步是要通過(guò)文檔轉(zhuǎn)換，把服務(wù)供應(yīng)者的文檔轉(zhuǎn)換成為OWL－S描述文檔，通過(guò)OWL－S編輯器進(jìn)行描述文檔的改善，再進(jìn)行Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的OWL－S文檔生成．(2)WSDL與OWL－S的轉(zhuǎn)換，他們都是把抽象的描述和實(shí)際應(yīng)用的具體數(shù)據(jù)和協(xié)議分開，并協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系．WSDL不支持Web服務(wù)的語(yǔ)義描述，OWL－S是對(duì)WSDL的升級(jí)，但是無(wú)法表達(dá)WSDL的綁定信息，OWL－S在應(yīng)用時(shí)需要通過(guò)WSDL來(lái)描述具體的消息，所以要進(jìn)行兩者之間的映射轉(zhuǎn)換．(3)OWL－S與UDDI之間的映射也是語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程匹配的所需技術(shù)之一，UDDI相當(dāng)于一個(gè)注冊(cè)中心，為了實(shí)現(xiàn)OWL－S描述的規(guī)范，對(duì)其語(yǔ)義信息進(jìn)行存儲(chǔ)，必須運(yùn)用OWL－S與UDDI的映射關(guān)系，完成他們之間的語(yǔ)義信息轉(zhuǎn)化．只有完成語(yǔ)義描述的映射和轉(zhuǎn)化，才能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義Web和Web

2．2 語(yǔ)義Web服務(wù)的三層匹配與計(jì)算方法

三層匹配，就是指前文所提到的OWL－S的三個(gè)層次即功能屬性匹配、基本描述屬性匹配和QoS屬性匹配．只有建立三層相應(yīng)的匹配器來(lái)逐次實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的三層匹配．(1)Web服務(wù)的功能屬性匹配方法運(yùn)用等級(jí)匹配算法，計(jì)算出發(fā)布服務(wù)者和請(qǐng)求服務(wù)者之間的輸入輸出匹配度，等級(jí)匹配算法的關(guān)鍵點(diǎn)在于利用匹配時(shí)的樹形結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行進(jìn)行不同分粒度的匹配度計(jì)算，使輸入和輸出屬性對(duì)應(yīng)概念之間能夠達(dá)到相應(yīng)的匹配度．這樣的計(jì)算思想實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)功能屬性的匹配．(2)Web服務(wù)的基本描述屬性匹配的關(guān)鍵點(diǎn)在于基本描述屬性中，不是每一個(gè)信息都是同等重要的，在Web服務(wù)匹配過(guò)程中，只對(duì)serviceName好和textdescription進(jìn)行匹配，又來(lái)表示標(biāo)識(shí)和功能概述．匹配方法主要是基于單詞的語(yǔ)法和基于語(yǔ)義的語(yǔ)法兩種，前者是按照單詞的詞頻、詞性進(jìn)行計(jì)算，后者是按照據(jù)法和語(yǔ)義進(jìn)行深層結(jié)構(gòu)分析．(3)Web服務(wù)和QoS屬性匹配報(bào)刊的內(nèi)容是對(duì)于服務(wù)質(zhì)量的廣泛包含概念，這些評(píng)價(jià)的衡量都會(huì)一定程度上影響到服務(wù)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程．QoS屬性匹配的方法是進(jìn)行量化，制定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定，通過(guò)量化設(shè)定使各項(xiàng)QoS屬性形成一個(gè)統(tǒng)一衡量的標(biāo)準(zhǔn)．由于QoS屬性的內(nèi)容模糊動(dòng)態(tài)難確定，QoS屬性匹配可以劃分為數(shù)值型和區(qū)間型兩種．

3 語(yǔ)義Web服務(wù)匹配模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3．1 語(yǔ)義Web服務(wù)的三層匹配模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

語(yǔ)義Web服務(wù)的模型結(jié)構(gòu)在OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型存在的問(wèn)題中，針對(duì)OWL－S的三個(gè)層面分別進(jìn)行模型匹配，實(shí)現(xiàn)了功能屬性的匹配，基本描述屬性的匹配和服務(wù)質(zhì)量屬性的匹配．語(yǔ)義Web服務(wù)的模型結(jié)構(gòu)主要由通信模塊、OWL－S/UDDI轉(zhuǎn)換器、UDDI注冊(cè)中心和匹配器、領(lǐng)域本體庫(kù)幾個(gè)部分組成．這幾個(gè)部分在語(yǔ)義Web服務(wù)的模型匹配中的用途各不相同：通信模塊是用來(lái)對(duì)服務(wù)提供者和服務(wù)請(qǐng)求者這兩種信息進(jìn)行判斷的，一般是指服務(wù)發(fā)布描述和服務(wù)請(qǐng)求描述的判斷;OWL－S/UDDI轉(zhuǎn)換器主要作用是通過(guò)一一映射把語(yǔ)義擴(kuò)展到UDDI中;UDDI注冊(cè)中心的作用是用于存儲(chǔ)Web服務(wù)的信息，也是通過(guò)建立的一一映射關(guān)系把服務(wù)的基本信息轉(zhuǎn)化形成UUDI存儲(chǔ)模式．匹配器是整個(gè)Web服務(wù)的核心環(huán)節(jié)，通過(guò)匹配器進(jìn)行三層匹配，實(shí)現(xiàn)了OWL－S的三個(gè)層面的分別匹配到位;領(lǐng)域本體庫(kù)用于生成服務(wù)的發(fā)布和請(qǐng)求的描述，而且同時(shí)輔助服務(wù)語(yǔ)義的匹配．這樣的幾大部分構(gòu)成了語(yǔ)義Web服務(wù)模型的主體結(jié)構(gòu)．按照匹配結(jié)構(gòu)分工進(jìn)行有步驟的按流程計(jì)算和匹配，最終實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義Web服務(wù)的三層匹配模型．

3．2 語(yǔ)義Web服務(wù)三層匹配模型系統(tǒng)運(yùn)行與測(cè)試

在語(yǔ)義Web服務(wù)匹配模型設(shè)計(jì)完成后，為了驗(yàn)證語(yǔ)義Web服務(wù)過(guò)程匹配模型的有效性，需根據(jù)OWL－S規(guī)范構(gòu)建復(fù)合服務(wù)，對(duì)語(yǔ)義Web服務(wù)的解析和過(guò)程匹配進(jìn)行測(cè)試．測(cè)試過(guò)程對(duì)軟硬件環(huán)境都有基本標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試的流程是根據(jù)過(guò)程匹配的流程相應(yīng)展開的．

4 結(jié)語(yǔ)

語(yǔ)義Web服務(wù)匹配模型的研究過(guò)程基于OWL－S的三層匹配模型劃分，實(shí)現(xiàn)逐次逐層匹配技術(shù)和計(jì)算方法的研究，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)義Web服務(wù)三層匹配模型，這樣對(duì)Web服務(wù)的操作只能改良和操作能力都有大大的提升．同時(shí)，語(yǔ)義Web服務(wù)三層匹配模型可以實(shí)現(xiàn)不同組織之間的業(yè)務(wù)集成，大大提高了Web服務(wù)的服務(wù)能力，使之功能性更加強(qiáng)大和完善．

［1］趙春娟．Web服務(wù)組合方法的研究與實(shí)現(xiàn)［D］．天津：天津理工大學(xué)，2011．

［2］陳稀偉．帶cache的語(yǔ)義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)研究［D］．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010．

［3］向劍峰．基于OWL－S的語(yǔ)義Web服務(wù)組合模型的研究［D］．武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2011．

［4］孫連俠．基于分層著色Petri網(wǎng)的Web服務(wù)動(dòng)態(tài)組合建模與驗(yàn)證［D］．東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)，2011．

［5］郭清軍．P2P語(yǔ)義web服務(wù)研究與實(shí)現(xiàn)［D］．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2011．

［6］周娟，李蜀瑜．一種基于服務(wù)質(zhì)量的語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)框架［J］．計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2011，(2)．

［7］張嗜軍．基于功能語(yǔ)義的可視化Web服務(wù)發(fā)布與匹配的研究與實(shí)現(xiàn)［D］．武漢：武漢理工大學(xué)，2011．