QoS服務(wù)模型的分析與研究

　　摘要： 該文針對傳統(tǒng)Web服務(wù)在進行服務(wù)搜索時，只是基于關(guān)鍵字的匹配，從而搜索得大量垃圾服務(wù)，提出一種基于QoS的Web服務(wù)模型；經(jīng)分析，該模型可通過用戶對服務(wù)質(zhì)量的反饋而提高服務(wù)搜索效率和質(zhì)量。
　　關(guān)鍵詞：服務(wù)模型；服務(wù)發(fā)現(xiàn)；服務(wù)質(zhì)量
　　中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）28-6669-02
　　1 概述
　　Web服務(wù)技術(shù)是一種分布式的網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)，它是基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service Oriented Architecture， SOA）的[1]。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和各領(lǐng)域?qū)Ψ植际接嬎慵夹g(shù)的需求，Web服務(wù)是最近得了廣泛應(yīng)用與發(fā)展。Web服務(wù)的基礎(chǔ)和核心是可擴展的標(biāo)記語言（Extensible Markup Language，XML） [2]。就Web服務(wù)的定義，W3C認為，Web服務(wù)是通過URI標(biāo)識的軟件系統(tǒng)，其公共接口用XML文檔定義，并供其他軟件系統(tǒng)使用，這些系統(tǒng)可以使用基于XML的消息機制通過Internet的傳輸協(xié)議與Web服務(wù)進行交互[3]。隨道Web服務(wù)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，Web服務(wù)提供者及其Web服務(wù)數(shù)量不斷增多，搜所出滿足相同或相似功能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的數(shù)量越來越大，現(xiàn)在亟待解決的問題是如何從這些大量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中發(fā)現(xiàn)滿足我們需求的高質(zhì)量服務(wù)。同時，如何全面客觀地描述和獲取一個服務(wù)的質(zhì)量屬性，則是服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵一環(huán)。服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service， QoS）[4]，往往從性能、可靠性、可用性和安全性等多個側(cè)面來描述和刻畫服務(wù)的非功能屬性，為用戶從具有相同功能的服務(wù)集合中選擇的最優(yōu)服務(wù)提供依據(jù)；因此，基于服務(wù)質(zhì)量的web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法引起了各方面的關(guān)注。就網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對服務(wù)質(zhì)量的需求，目前有大量研究人員就這一方面進行了相關(guān)研究，并取得了在這一領(lǐng)域應(yīng)得的研究和應(yīng)用成果。就從QoS需求方面來進行研究，有人就提出其需求應(yīng)該包含七個方面，分別為：可靠性、可用性、性能、安全性、規(guī)范性、完整性和可訪問性[5]。此外，還有人提出，服務(wù)質(zhì)量的屬性還應(yīng)包括執(zhí)行量間和聲譽等內(nèi)容。
　　本文在上述服務(wù)質(zhì)量需求的基礎(chǔ)之上，借用了由Ran提出的一種基于QoS的服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型，該模型是基于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)模式而構(gòu)造的新模型[6]。
　　在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)模式中，主要包括三個角色，分別為服務(wù)提供者、UDDI注冊（統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成）和服務(wù)請求者。而Ran提出的新模型則在此基礎(chǔ)上增加了服務(wù)認證（Certifier）的概念，而此服務(wù)認證則需在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進行注冊之前驗證其服務(wù)質(zhì)量（QoS）。與此同時，服務(wù)認證綁定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之前，服務(wù)請求者也可跟據(jù)其自身的需要來驗證QoS，采用這種方式，就可以防止服務(wù)提供者在注冊網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之前添加大量無效的廣告而降低網(wǎng)絡(luò)服務(wù)信息的服務(wù)質(zhì)量。從而，這也可以幫助到服務(wù)請求者核實驗證廣告的質(zhì)量，眾而得到與服務(wù)請求者理想的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。雖然，這種模型將QoS信息加入到了UDDI注冊中，但Ran沒有提供該服務(wù)匹配和排名的相關(guān)執(zhí)行過程和方法，也沒有將服務(wù)請求者的反饋愿融合到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的過程中。
　　2 Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)
　　由于Web服務(wù)使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有高度可集成能力，具有良好的封閉性和松散耦合的特點；從而，使得Web服務(wù)成為當(dāng)前最為熱門的一種分布式網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)，并得到了在各領(lǐng)域的廣泛研究和應(yīng)用。具體應(yīng)用領(lǐng)域如下：B2B集成、應(yīng)用程序集成、跨多個網(wǎng)段的通信、數(shù)據(jù)重用以及軟件復(fù)用等[7]。為研究Web服務(wù)的構(gòu)造，我們首先從傳統(tǒng)Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)入手來進行分析，而在下一節(jié)，我們提出基于服務(wù)質(zhì)量（QoS）的服務(wù)模型，以提高在進行服務(wù)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量和效率。在圖1中，我們給出了傳統(tǒng)的Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。
　　在該體系結(jié)構(gòu)中包含了三種網(wǎng)絡(luò)元素，它們分別是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供者、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的請求者和具于它們中間的第三方為服務(wù)注冊中心。從圖1中，我們可以看出，服務(wù)提供者向服務(wù)注冊中心發(fā)布自己提供的服務(wù)并且響應(yīng)服務(wù)請求者發(fā)出的服務(wù)請求。而服務(wù)注冊中心則將對服務(wù)提供者發(fā)布的服務(wù)進行注冊，對其進行分類后為服務(wù)請求者提供搜索服務(wù)。與此同時，服務(wù)請求者在服務(wù)注冊中心中去查找它自己所需的網(wǎng)絡(luò)服，然后與該服務(wù)的提供者進行聯(lián)系而綁定該服務(wù)，以最終獲得該服務(wù)的使用權(quán)。
　　從協(xié)議角度來進行分析，在圖1中我們可以看出，服務(wù)請求者和服務(wù)提供者之間進行通信使用的是著名的簡單對象訪問協(xié)議（simple object access model， SOAP）。就SOAP協(xié)議而言，它主要用來在網(wǎng)絡(luò)上交換結(jié)構(gòu)化的和固化的信息，從其作用而言，該協(xié)議能很好的完成服務(wù)請求者綁定服務(wù)提供者提供的服務(wù)的工作。另外，當(dāng)服務(wù)提供者發(fā)布服務(wù)到服務(wù)注冊中心時，則需要使用Web服務(wù)描述語言和UDDI。其中Web服務(wù)描述語言（Web services description language， WSDL） 是用來描述Web服務(wù)和說明如何與Web服務(wù)通信的XML語言，通過它，服務(wù)請求者能很好的為服務(wù)注冊中心提供對服務(wù)的描述；而UDDI 則是指通用描述、發(fā)現(xiàn)和集成（universal description， discovery and integration）[8]。最后我們可以看出，服務(wù)請求者在向服務(wù)注冊中心查找服務(wù)的時候也需使用WSDL和UDDL，這是因為，只要服務(wù)提供者提供的服務(wù)注冊到了UDDI，服務(wù)請求者就可以通過服務(wù)注冊中心查找和定位到它所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
　　3 基于QoS的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型
　　在Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中沒有將用戶對服務(wù)質(zhì)量的要求考慮在內(nèi)。基于文獻[6]提出的思想，本文提出了一種基于QoS的服務(wù)模型；并將該模型應(yīng)用于具體的Web服務(wù)中而取得了較好的效果。在圖2中，我們給出了基于QoS的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型的體系結(jié)構(gòu)。
　　從第2小節(jié)的分析來看，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和發(fā)布模型中有服務(wù)請求者、UDDI注冊中心和服務(wù)提供者三個角色。而在我們提出的基于QoS的服務(wù)模型中，沒有改變傳統(tǒng)服務(wù)模型的三個角色，而是在傳統(tǒng)的UDDI規(guī)范和實現(xiàn)的條件下，加入對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）的相關(guān)描述，并且對服務(wù)的QoS在UDDI注冊中心中進行合理的分類和管理。為完成圖2中所示功能，我們主要做下了如下兩個方面的工作：①在UDDI注冊中心中，對UDDI的服務(wù)描述增加了服務(wù)質(zhì)量（QoS）本體信息，采用此信息創(chuàng)建QoS本體，對現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述進行了擴展而構(gòu)造基于QoS的WSDL技術(shù)。②在UDDI注冊中心中，增加了對服務(wù)質(zhì)量（QoS）的監(jiān)控，構(gòu)造QoS監(jiān)控器，該監(jiān)控器的作用是對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）進行監(jiān)督和管理；另外，該監(jiān)控器還處理服務(wù)請求者對服務(wù)質(zhì)量給出的反饋。
　　4 結(jié)束語
　　本文首先介紹了Web服務(wù)相關(guān)技術(shù)及對服務(wù)質(zhì)量的研究情況，然后分析了傳統(tǒng)的Web服務(wù)技術(shù)的服務(wù)模型，最后給出基于用
　　戶反饋的QoS服務(wù)模型。通過將該模型用于實際應(yīng)用得到的結(jié)果[9]證明，通過用戶反饋的QoS信息來進行監(jiān)督Web服務(wù)能產(chǎn)生很好的應(yīng)用效果。
　　參考文獻：
　　[1] 葉鈺，應(yīng)時，李偉齋，張韜.面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)構(gòu)建研究[J].計算機應(yīng)用研究，2005，2.
　　[2] 孔令波，唐世渭，楊冬青，王騰蛟，高軍.XML數(shù)據(jù)的查詢技術(shù)[J].軟件學(xué)報，2007，6.
　　[3] http：//www.w3china.org/index.htm .
　　[4] Anbazhaqan Mani， Arun Nagarajan. Understanding quality of service for Web services [X/OL]，2002.
　　[5] Menascé D.A. QoS issues in Web service. Internet Computing 2002.6（6）：72-75.
　　[6] Ran， S. “A Model for Web Services Discovery with QoS”[J]. SIGEcom Exchanges， vol.4， no.1， 2004，pp.1-10.
　　[7] Gu Ning， Liu Jiamao， Chai Xiaolu， et al. Web services principles and R&D practice[M]. Beijing：China Machine Press， 2006.
　　[8] Universal description discovery and integration[EB/OL].2010.
　　[9] 賀道德，劉傳山，江濤.畢節(jié)Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究[J].畢節(jié)學(xué)院學(xué)報，2012，