基于Web服務(wù)的Qos計(jì)算模型研究

夏祥禮 陳國彬

【摘要】Web服務(wù)作為一種分布式應(yīng)用技術(shù)引起了越來越廣泛的重視。在Web 服務(wù)中，原子服務(wù)提供的功能是有限的，但用戶的需求是復(fù)雜且多元化的，只有通過對已有的原子服務(wù)進(jìn)行組合，才能為用戶提供滿足其需求的服務(wù)。針對現(xiàn)有的組合方法效率低下的問題，設(shè)計(jì)了描述 Web 服務(wù)的組合方式的計(jì)算模型。

【關(guān)鍵字】Web服務(wù)；原子服務(wù)；計(jì)算模型

一、Web服務(wù)概述

在 Web[1]實(shí)際應(yīng)用中，由于客戶不僅對于 Web 服務(wù)的功能屬性有一定的要求，可能客戶還非常重視 Web 服務(wù)的非功能屬性，即 Web 服務(wù)的 QoS也需要考慮，因?yàn)?Web 服務(wù)的 QoS 計(jì)算方法不是唯一的，可能具體的應(yīng)用對同一QoS 屬性[2]也有不同的就算標(biāo)準(zhǔn)，而且每個 QoS 的屬性的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)也不是特定的。

二、Web 服務(wù)的 QoS 屬性描述

Web 服務(wù)的上述各種 QoS 屬性，本文從客戶的角度出發(fā)，從他們可能最感興趣的 QoS 屬性出發(fā)，從客觀和主觀兩個層次上采用服務(wù)時間、執(zhí)行代價、可靠性、可用性、可維護(hù)性以及滿意度幾個方面作為 Web 服務(wù)質(zhì)量的判定標(biāo)準(zhǔn)。

（1）服務(wù)時間：服務(wù)時間（Qst）是指服務(wù)請求者向服務(wù)提供者（sp）發(fā)出服務(wù)請求到收到服務(wù)提供者提供的服務(wù)所經(jīng)歷的時間，它可以分成兩部分：服務(wù)處理時間（Qtp）和服務(wù)延遲時間（Qtd），即服務(wù)提供者服務(wù)時間 Qst = Qtp+Qtd。其中，TPsp是指 Web 服務(wù)執(zhí)行所需要的時間。TDsp 是指將 Web 服務(wù)執(zhí)行的結(jié)果傳遞給服務(wù)消費(fèi)者所消耗的網(wǎng)絡(luò)時間。Web 服務(wù)執(zhí)行所需的時間可以根據(jù)Web 服務(wù)注冊時直接提供，或者服務(wù)消費(fèi)者也可以通過服務(wù)提供者提供的方法來獲取。Web 服務(wù)的延遲時間是通過查看該服務(wù)過去的日志對該服務(wù)過去服務(wù)延遲時間的平均值作為當(dāng)前的服務(wù)延遲時間，即 Qtd=（Qtd1 + Qtd2 +……….+Qtdn）/n，其中 Qtdi表示服務(wù) SP 在第 i次服務(wù)時的延遲時間。

（2）執(zhí)行代價：執(zhí)行代價（Qcost）是指 Web 服務(wù)的成本，一般是確定的，但是會根據(jù)服務(wù)提供者的商業(yè)策略而變化。通常包括兩部分：服務(wù)代價（Servicecost），以下簡稱為 Qsc，傳輸代價（Transmmison cost）以下簡稱為 Qtc。即執(zhí)行代價Qcost = Qsc + Qtc。服務(wù)代價是指 Web 服務(wù)的消費(fèi)者調(diào)用 Web 服務(wù)所需支付的費(fèi)用，服務(wù)代價既可以被 Web 服務(wù)提供者提供的 Web 服務(wù)在注冊時直接提供，也可以通過了解Web 服務(wù)提供者提供的方法后查詢獲取。傳輸代價是指消費(fèi)者為了從服務(wù)提供者那里獲取服務(wù)結(jié)果所需要花費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。

（3）可用性：可用性（QAvailability）表示了 Web 服務(wù)請求能夠被訪問的程度，即可用性是指 Web 服務(wù)當(dāng)前是否存在并且可用的概率。可用下面的公式描述：QAvailability =T（s）/T.T（s）是指該 Web 服務(wù)在最近的一段訪問時間 T 中存在并且可用的時間?？梢钥闯?QAvailability介于 0 到 1 之間，QAvailability 越大表示該 Web 服務(wù)可用性越高。通常 T 的選取與具體的環(huán)境有關(guān)。如果該 Web 服務(wù)不經(jīng)常被訪問，T 應(yīng)該取大一點(diǎn)，反之，T 應(yīng)該取小一點(diǎn)。

（4）可維護(hù)性：可維護(hù)性（Qmaintainability）是指服務(wù)提供者在出現(xiàn)意外的情況下能正確維護(hù)的概率，通常也可以用一個概率來表示，即 Qmaintainability=M（s）/M.其中，M（s）表示到目前為止成功維護(hù)以外的次數(shù)，M 表示到目前為止總共出現(xiàn)意外的次數(shù)。顯然，Qmaintainability 也介于 0到1之間，Qmaintainability 越大表示該服務(wù)提供者處理意外情況的能力越強(qiáng)。也從另一個方面間接地提高了該服務(wù)的可靠性。

（5）滿意度：（Qsatisfaction）指的是服務(wù)請求者在獲取服務(wù)提供者提供的服務(wù)后，對服務(wù)提供者提供的服務(wù)的質(zhì)量的一個客觀的評價，一般用[0，1]區(qū)間內(nèi)的某一個數(shù)來表示，即這個數(shù)越大，表示服務(wù)請求者對這個服務(wù)的評價越高，反之越低?？梢杂孟旅娴囊粋€公式來計(jì)算 Qsatisfaction =（Qsatisfaciton1 + QSatisfaction2+ …. + Qsatisfactionn） / n。其中，Qsatisfacition 表示服務(wù)提供者在第 i 次為用戶提供服務(wù)時服務(wù)請求者對它的滿意度。

上述六個服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，其中服務(wù)時間、執(zhí)行代價、可用性、可維護(hù)性這幾個都是客觀的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即它們可以通過客觀的數(shù)據(jù)計(jì)算得到，最后的滿意度是一個主觀的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，它一般由客戶給出。從上面給出的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)我們可以得到服務(wù)提供者提供的Web 服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)模型 Qsp 是一個六元組，即 Qsp=（Qst，Qcost，Qre，Qav，Qma，Qsa）。

三、總結(jié)

本文介紹了 Web 服務(wù)的 QoS 屬性的基本概念，然后根 Web 服務(wù)的六個具有代表性的 QoS 屬性提出了相應(yīng)的計(jì)算模型，并且給出了這個計(jì)算模型的具體計(jì)算方法。在 Web 服務(wù)的組合中，Web 服務(wù)的選擇是一個至關(guān)重要的問題，如何選取更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)直接影響到組合后的服務(wù)質(zhì)量。在以后的研究工作注重研究相關(guān)方面的研究方向，特別是用戶體驗(yàn)下的Qos標(biāo)準(zhǔn)體系研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1].陳國彬，張廣泉.基于線性規(guī)劃QoS感知的Web服務(wù)組合模型[J].控制工程，2013，20（6）： 1131-1134.

[2].陳國彬.基于Qos約束的Web服務(wù)組合算法[J].控制工程，2014，21（4）：609-612.