一種Web服務(wù)的QoS統(tǒng)一評(píng)估方法

現(xiàn)有服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型在QoS屬性多數(shù)據(jù)源合成方面，算法過于簡(jiǎn)單，無法避免異常數(shù)據(jù)干擾，難以保證客觀性，在多屬性集成方面亦缺乏實(shí)用性。對(duì)此，提出了一種Web服務(wù)的QoS統(tǒng)一評(píng)估方法。其選取三項(xiàng)常用QoS屬性作為研究對(duì)象。對(duì)各屬性來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)更新數(shù)字特征處理，并作高斯歸一化后，動(dòng)態(tài)加權(quán)合成，得到該屬性合成數(shù)據(jù)。將三項(xiàng)屬性的合成數(shù)據(jù)再按照正負(fù)關(guān)系集成，得到QoS綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其能實(shí)時(shí)客觀地進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)，有效地解決了上述問題。

【關(guān)鍵詞】Web服務(wù)發(fā)現(xiàn) QoS 動(dòng)態(tài)集成 自適應(yīng)處理 高斯歸一化

近年來，Web服務(wù)應(yīng)用范圍越來越廣，同一功能存在著大量不同的Web服務(wù)可供選擇，如何在相同功能的Web服務(wù)集合中動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)和選擇滿足客戶實(shí)際需求的最佳Web服務(wù)是一個(gè)不可回避的問題。傳統(tǒng)的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，如“分類鉆取”和“關(guān)鍵字查詢”多是基于功能發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS， Quality of Service）考慮甚少，難以在功能相同的大量服務(wù)中為用戶篩選出最佳的服務(wù)。針對(duì)這個(gè)問題，研究者提出了基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，以保障服務(wù)的質(zhì)量。其中，QoS被定義為一組非功能屬性的集合，其中，每個(gè)屬性代表了服務(wù)某方面的質(zhì)量特性，通過一個(gè)具體數(shù)值來表示，例如服務(wù)價(jià)格、可靠性、安全性、可用性等等。

目前，在Web服務(wù)QoS領(lǐng)域的研究工作主要分為幾個(gè)方面：QoS模型研究、QoS信息獲取及存儲(chǔ)和QoS屬性度量方法。其中，基于QoS的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)包括QoS屬性的組成、表示、計(jì)算及對(duì)QoS屬性按一定的規(guī)范化算法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出綜合QoS相對(duì)最優(yōu)服務(wù)。文獻(xiàn)[5]提出一種在Web服務(wù)市場(chǎng)中融合QoS，并以此為依據(jù)去完成服務(wù)發(fā)現(xiàn)，但對(duì)QoS的評(píng)價(jià)僅考慮了用戶評(píng)價(jià)和服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)，缺乏第三方數(shù)據(jù)，因而得出的數(shù)據(jù)不夠客觀。文獻(xiàn)[6]建立的QoS模型，只參考了用戶的偏好和專家的評(píng)價(jià)，未考慮服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不夠全面，無法對(duì)用戶和第三方評(píng)價(jià)形成制約，導(dǎo)致模型數(shù)據(jù)不平衡。

針對(duì)上述問題，本論文以服務(wù)價(jià)格（Price）、服務(wù)響應(yīng)時(shí)間（Res-Time）和服務(wù)可用性（Availability）等三個(gè)典型的QoS屬性對(duì)象，提出了產(chǎn)生Web服務(wù)QoS綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證了計(jì)算方法的有效性。

1 計(jì)算方法概述

Web服務(wù)QoS某個(gè)屬性的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過動(dòng)態(tài)處理，獲得集成數(shù)據(jù)，再將多個(gè)QoS屬性的集成數(shù)據(jù)通過公式計(jì)算得出QoS的統(tǒng)一評(píng)估數(shù)據(jù)。其中，QoS各個(gè)屬性集成數(shù)據(jù)來自3個(gè)不同數(shù)據(jù)源，分別為服務(wù)提供者（SP， Service Provider）、QoS第三方評(píng)測(cè)（PT， Third-part Test）和客戶評(píng)價(jià)（CE， Customer Evaluation）。經(jīng)過自適應(yīng)處理和歸一化處理后得到。QoS統(tǒng)一評(píng)估數(shù)據(jù)由服務(wù)價(jià)格、響應(yīng)時(shí)間和可用性等三個(gè)屬性的集成數(shù)據(jù)經(jīng)過動(dòng)態(tài)處理得到。

下面，對(duì)計(jì)算方法中涉及的變量給出定義。

2.1.4 數(shù)值動(dòng)態(tài)合成

由于當(dāng)前Web服務(wù)QoS數(shù)據(jù)主要通過服務(wù)提供商和客戶事后評(píng)價(jià)來獲得。對(duì)于長(zhǎng)期通過固定權(quán)重比來計(jì)算多個(gè)數(shù)據(jù)源的合成QoS值時(shí)，服務(wù)提供商為提高自身服務(wù)的評(píng)估數(shù)值，會(huì)串通客戶故意提高評(píng)價(jià)值，從而影響客戶反饋的真實(shí)性，從而降低QoS數(shù)值的準(zhǔn)確性。因此，針對(duì)這個(gè)問題，本文改進(jìn)了數(shù)據(jù)合成的方法，在數(shù)據(jù)合成時(shí)，采用一種動(dòng)態(tài)分配各個(gè)數(shù)據(jù)源權(quán)重的方法，避免計(jì)算出來的數(shù)據(jù)失真。

該計(jì)算方法可簡(jiǎn)單表述為：保持3個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)互相不會(huì)偏離過多，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)源與其它兩個(gè)均值偏離較多時(shí)，調(diào)低其在計(jì)算結(jié)果中的比重，否則恢復(fù)原有比重。

2.2 多QoS屬性綜合

在計(jì)算得到Web服務(wù)QoS各屬性合成值后，將多個(gè)屬性值數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，從而得到QoS的綜合評(píng)估值。

通過2.1.4節(jié)計(jì)算公式，可分別得到服務(wù)WSi的QoS三個(gè)屬性的具合成數(shù)值：價(jià)格對(duì)應(yīng)的Y（pi）、響應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)的Y（ri）和可用性對(duì)應(yīng)的Y（ai）。根據(jù)各QoS與綜合評(píng)估結(jié)果的正負(fù)變化關(guān)系，可得出將服務(wù)WSi的QoS綜合評(píng)價(jià)值：

3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

3.1 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的計(jì)算方法的是否可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，借助服務(wù)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)方法：將模擬數(shù)據(jù)利用第2章所述計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，分別得到服務(wù)WS0～WS5的3個(gè)QoS屬性的合成值和綜合評(píng)價(jià)值。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所列。其中，Y和I分別代表合成值和綜合評(píng)價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析如下：

服務(wù)WS1的可用性中的SP值比PT、CE值的偏高較多，而WS1的Y值，僅比PT和CE的平均值稍高，調(diào)低了SP的比重，抑制了其的不合理取值，說明動(dòng)態(tài)合成處理計(jì)算方法已實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

WS2、WS3與WS0相比，僅價(jià)格或響應(yīng)時(shí)間偏高，而二者I值與WS0相比降低了；WS4、WS5與WS0相比僅可用性降低了，而二者的I值也降低了；這說明多屬性綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算方法達(dá)到了預(yù)期效果。

本文提出的Web服務(wù)的QoS統(tǒng)一評(píng)估方法，對(duì)來自多個(gè)數(shù)據(jù)源的QoS屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)合成后，將多個(gè)QoS屬性再生成統(tǒng)一的綜合評(píng)價(jià)值，抑制非合理數(shù)據(jù)的影響，保證了QoS評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和整體性，為基于QoS的服務(wù)發(fā)現(xiàn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)目前Web服務(wù)QoS的計(jì)算方法普遍缺乏客觀性和全面性等問題，提出了一種新的基于QoS動(dòng)態(tài)合成的Web服務(wù)的QoS統(tǒng)一評(píng)估方法。

通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該計(jì)算方法的有效性，圓滿解決了以往計(jì)算方面存在的缺陷。但該方法選取的3項(xiàng)QoS屬性尚不夠全面，若要進(jìn)行更精確的QoS評(píng)估值計(jì)算，在計(jì)算公式中需增加QoS屬性個(gè)數(shù)，擴(kuò)展計(jì)算模型。

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作者簡(jiǎn)介

張亞光（1983-），男，內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市人。在讀碩士研究生。主要研究方向?yàn)橹悄苘浖?wù)技術(shù)。

王積鵬（1959-），男，研究員。中國(guó)電子科技集團(tuán)公司首席科學(xué)家。主要研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)和軟件總體技術(shù)。

王源（1968-），男，博士。研究員。主要研究方向?yàn)橹悄苘浖取?/p>

作者單位

中國(guó)電子科學(xué)研究院 北京市 100041