（计算机科学与技术专业论文）基于agent的web服务组合技术研究及应用.pdf

删| l f f mr,liiff|ru!,llrlil。ll y 1 8 8 0 0 3 。9 。 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签名： 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位 论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认 可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会 公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：红g 导师( 签 摘要 随着面向服务计算理论和技术的发展，面向服务的关键技术- w 曲服务 组合方法和技术成为理论及应用研究的热点。由于功能的局限性，单个w e b 服 务已无法满足实际的需求，因而必须对w 曲服务进行组合以构成新的组合服 务。对已有的w e b 服务组合方法进行分析可知，现有w e b 服务组合方法大多 采用一种集中式的处理机制，无法适应分布式环境的需求，同时，w e b 服务的 被动性也使得w e b 服务组合大多处于一种静态的w e b 服务组合，无法实现自 主的动态组合。这都给w e b 服务组合的实际应用带来了挑战。 本文从减轻w e b 服务被查询的压力，以达到提高服务利用率的目的出发， 结合a g e n t 技术，实现w e b 服务的被动调用向主动发现需求转变，达到提高 w e b 服务的自主性和智能性的目的。本文的主要研究内容和创新点如下： ( 1 )提出了一种w e b 服务复合调用模型 与传统的w e b 服务模型相比，w e b 服务复合调用模型增加了需求注册中心， 它是主动服务a g e n t 搜索用户需求的基础。w e b 服务复合调用模型不仅提供了 用户需求在服务注册中心查询服务的功能，而且提供了主动服务a g e n t 主动搜 索用户需求的功能。从而实现了需求与服务之间的主动和被动的双向选择。更 能满足服务需求者与服务提供者之间的交互和协商。 ( 2 ) 提出了一种需求注册中心的a g e n t 建模方法 在基于a g e n t 的需求注册中心模型基础上，对需求注册中心的关键元素： 用户需求和主动服务采用a g e n t 思想进行建模，并对建立的需求a g e n t 与主动 服务a g e n t 模型中的关键问题进行论述，尤其针对需求a g e n t 的需求分解及主 动服务a g e n t 的服务能力进行了深入的讨论。其中用户需求与服务能力匹配机 制是实现主动服务a g e n t 发现需求的关键，是完成服务组合的基础。 ( 3 ) 建立了一种主动服务a g e n t 发现需求a g e n t 的方法 在需求a g e n t 与主动服务a g e n t 模型的基础上，针对主动服务a g e n t 搜索 需求过程中所需解决的关键问题，提出了相应的解决方法。首要任务是解决用 户需求与服务能力匹配问题。本文在描述用户需求与服务能力匹配机制基础上， 设计了用户需求与服务能力匹配策略。 ( 4 ) 实现了基于粒子群优化的组合服务动态选择算法 在主动服务a g e n t 匹配用户需求和主动服务a g e n t 进行服务登记的基础上， 为了更好满足用户需求的非功能需求，提出了基于粒子群优化的组合服务动态 选择算法。不仅对服务动态选择优化过程进行描述，而且通过实验验证了该算 法的有效性。 本文在对上述四个方面展开研究的基础上，以“钢铁物流的银行质押业务” 为应用背景，运用本文的方法和技术，设计开发了实现该业务功能的原型系统， 验证了本文提出的模型的可行性和算法的有效性。 关键词：w 曲服务、w 曲服务组合、a g e n t 、w e b 服务复合调用模型 i i a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs e r v i c e - o r i e n t e dc o m p u t i n gt h e o r ya n dt e c h n o l o g y , t h e k e yt e c h n o l o g i e st ot h es e r v i c e s - w e bs e r v i c e sc o m p o s i t i o n ( w s c ) h a s b e c o m ea h e a tp o i n to ft h et h e o r ya n da p p l i c a t i o ns t u d y a si t sf u n c t i o n sa r el i m i t e d ，as i n g l e w e bs e r v i c e ( w s ) i su n a b l et om e e tt h ea c t u a ld e m a n d ，w h i c hm e a n st h a ti ti s n e c e s s a r yt oc o m p o s em u l t i p l ew s st op r o v i d em o r ep o w e r f u lf u n c t i o n s a f t e r a n a l y s i so ft h ee x i s t i n gm e t h o d so fw s c ，m o s t o fw s c a p p r o a c h e sa r ec e n t r a l i z e d ， w h i c hc a nn o ta d a p tt ot l l en e e d so fad i s t r i b u t e de n v i r o n m e n t b e s i d e s ，w s ci s m o s t l yas t a t i cw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o nb e c a u s eo ft h ep a s s i v i t y o ft h ew s t h e r e f o r e t h ed y n a m i ca n ds o v e r e i g nc o m b i n a t i o nc a nn o tb ea c h i e v e d t h e s ea l l b r i n gc h a l l e n g e st ot h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fw s c i no r d e rt or e d u c et h ep r e s s u r eo fw sb e i n gq u e r i e da n di m p r o v ei t ss e r v i c e u t i l i z a t i o n ，t h i sp a p e rr e a l i z e dt h ec o n v e r s i o no fw sf r o mb e i n gc a l l e dt os e a r c h i n g t h er e q u i r e m e n tb yc o m b i n i n gt h ea g e n tt e c h n o l o g y , a n dm e tt h en e e do fi m p r o v i n g t h ea u t o n o m ya n di n t e l l i g e n c eo fi t t h ec o n t e n t sa n di n n o v a t i o n so ft h ep a p e ra r e h i g h l i g h t e da sf o l l o w s ： ( 1 ) w e bs e r v i c ec o m p o u n d c a l l e dm o d e l ( w s c c m ) c o m p a r e dw i t h t h et r a d i t i o n a lm o d e lo fw s s ，w s c c mh a sa d d e do n e c o m p o n e n t ，w h i c hi sd e m a n dr e g i s t r y ( d r ) i ti st h eb a s i so fa c t i v es e r v i c ea g e n t s e a r c h i n gf o ru s e r s r e q u i r e m e n t w s c c mn o to n l yp r o v i d e st h ef u n c t i o no fs e r v i c e r e q u e s t e rq u e r y i n gw s si nt h es e r v i c er e g i s t r y , b u ta l s op r o v i d e st h ef u n c t i o no f a c t i v es e r v i c ea g e n ts e a r c h i n gf o ru s e r s r e q u i r e m e n ta c t i v e l y a c c o r d i n g l y , i t i m p l e m e n t st h et w o - w a ya l t e m a t i v e s ( t h e a c t i v ea n dp a s s i v e ) b e t w e e nt h e r e q u i r e m e n t sa n dw s s a n d i tm e e t st h ei n t e r a c t i o n sa n dc o n s u l t a t i o n sb e t w e e nt h e s e r v i c er e q u e s t e ra n ds e r v i c ep r o v i d e rb e t t e r ( 2 ) a g e n t - b a s e dm o d e l i n go f d e m a n dr e g i s t r y ( d r ) t h ek e ye l e m e n t si nt h ed ra r eb s e r s r e q u i r e m e n ta n da c t i v es e r v i c e w e a d o p t e da g e n tt om o d e lt h e m ，a n dd i s c u s s e dt h ek e yi s s u e si nt h ea g e n t b a s e dd r m o d e l ，e s p e c i a l l y , t h en e e d sd e c o m p o s i t i o no ft h en e e da g e n ta n ds e r v i c ec a p a c i t y o fa c t i v es e r v i c ea g e n t t h em a t c h i n gm e c h a n i s mo fu s e rn e e d sa n ds e r v i c ec a p a c i t y i i i i st h ek e yt h a ta c t i v es e r v i c ea g e n tf i n d sn e e d s ，w h i c hi st h eb a s i so fc o m p l e t i n g s e r v i c ec o m p o s i t i o n ( 3 ) a na p p r o a c ho fa c t i v es e r v i c ea g e n tf i n d i n gd e m a n da g e n t b a s e do nt h ed e m a n da g e n ta n da c t i v es e r v i c ea g e n tm o d e l ，a c c o r d i n gt ot h e k e yi s s u e si nt h ep r o c e s so fa c t i v es e r v i c ea g e n tf i n d i n gd e m a n da g e n t , t h e c o r r e s p o n d i n gs o l u t i o nh a sb e e np r o p o s e d t h ef i r s tt a s ki st os o l v et h em a t c h i n g b e t w e e nt h eu s e rn e e d sa n ds e r v i c ec a p a c i t y o nt h eb a s i so fd e s c r i b i n gt h em a t c h i n g m e c h a n i s mo fu s e rn e e d sa n ds e r v i c ec a p a c i t y , t h ep a p e rd e s i g n st h em a t c h i n g s t r a t e g yo fu s e rn e e d sa n ds e r v i c ec a p a c i t y ( 4 ) ( p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n ) p s o b a s e dd y n a m i cc o m p o s i t i o ns e r v i c e s e l e c t i o na l g o r i t h m b a s e do nt h ea c t i v es e r v i c ea g e n tm a t c h i n gt h eu s e rn e e d sa n dt h er e g i s t r a t i o n o fs e r v i c e ，i no r d e rt om e e tt h en o n - f u n c t i o n a ln e e d so fu s e r s ，t h ep s o - b a s e d d y n a m i cc o m p o s i t i o ns e r v i c es e l e c t i o na l g o r i t h mh a sb e e np r o p o s e d t h i sp a p e rn o t o n l yd e s c r i b e st h eo p t i m i z a t i o np r o c e s so fd y n a m i cs e r v i c e ss e l e c t i o n ，b u ta l s o v e r i f i e st h ev a l i d i t yo ft h ea l g o r i t h mb ye x p e r i m e n t b a s e do nt h ea b o v ec o n t e n t s ，c o n s i d e r i n g “t h eb a n kp l e d g eb u s i n e s so fs t e e l l o g i s t i c s ”a st h ea p p l i c a t i o nb a c k g r o u n d ，t h i sp a p e ru s e st h ea b o v ep r o p o s e dm e t h o d a n dt e c h n o l o g yt od e s i g na n dd e v e l o pt h ep r o t o t y p es y s t e m i no r d e rt oa c h i e v et h e b u s i n e s sf u n c t i o n a l i t y , a n dv e r i f i e st h ef e a s i b i l i t yo ft h ep r o p o s e dm o d e la n d e f f e c t i v e n e s so ft h ep r o p o s e da l g o r i t h m k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ，a g e n t ，w e bs e r v i c e c o m p o u n dc a l l e dm o d e l i v 目录 第l 章绪论1 1 1 课题的背景和意义1 1 1 1 课题的背景1 1 1 2 问题的提出。1 1 1 3 课题的研究目的及意义2 1 2w e b 服务组合研究现状3 1 3w e b 服务组合研究存在的问题4 1 4 论文的主要内容与组织结构4 1 4 1 论文的主要内容4 1 4 2 论文的组织结构5 第2 章相关理论与技术7 2 1w e b 服务概述7 2 1 1 w 曲服务定义及特点j 7 2 1 2 w 曲服务技术规范及研究现状8 2 1 3 w 曲服务体系结构1o 2 1 4 w e b 服务主动性1 1 2 2w e b 服务组合技术1 2 2 2 1 w 曲服务组合定义及特点1 2 2 2 2 w 曲服务组合方法13 2 3a g e n t 技术1 4 2 3 1 a g e n t 定义及特点1 4 2 3 2b d i 模型1 5 2 3 2 a g e n t 研究及应用领域1 6 2 4 本章小结1 7 第3 章一种w e b 服务复合调用模型。1 8 3 1w e b 服务与a g e n t 的集成1 8 3 2w e b 服务复合调用模型1 8 3 2 1 w e b 服务复合调用模型1 8 v 3 2 2 建立w e b 服务复合调用模型的关键问题2 0 3 3 需求注册中心建模2 0 3 3 1 需求注册中心2 0 3 3 2 a g e n t 平台。2 l 3 3 3 基于a g e n t 平台的需求注册中心建模2 3 3 4 本章小结。2 4 第4 章需求a g e n t 与主动服务a g e n t 建模。2 5 4 1a g e n t 模型2 5 4 1 1 信念模型2 6 4 1 2 规划模型2 6 4 2 需求a g e n t 与主动服务a g e n t 的建模2 7 4 2 1 需求a g e n t 建模2 7 4 2 1 主动服务a g e n t 建模3 1 4 3 用户需求与服务能力匹配机制3 2 4 4 本章小结3 3 第5 章基于a g e n t 的w e b 服务组合算法3 4 5 1 主动服务a g e n t 发现需求a g e n t 的算法3 4 5 1 1 用户需求与服务能力匹配算法3 4 5 1 。2 主动服务a g e n t 的服务登记算法3 5 5 2 基于粒子群优化的组合服务动态选择算法。3 6 5 2 1 粒子群优化算法简介3 6 5 2 2w e b 服务及其组合的q o s 描述3 7 5 2 3 基于p s o 算法的组合服务动态选择3 9 5 2 4 实验分析4 3 5 3 本章小结4 6 第6 章基于a g e n t 的服务组合原型系统4 7 6 1 基于a g e n t 的服务组合原型系统总体设计框架4 7 6 2 原型系统的实现4 8 6 2 1 开发平台的选择4 8 6 2 2 用户界面的实现4 9 v i 6 2 3 需求注册中心的实现4 9 6 2 4w e b 服务及其组合的实现5 3 6 3 原型系统的应用5 5 6 3 1 应用案例：银行质押业务系统5 5 6 3 2 银行质押业务系统的设计与实现5 5 6 3 3 系统应用分析6 3 6 4 本章小结6 3 第7 章总结与展望6 4 7 1 论文总结“ 7 2 研究展望6 5 参考文献6 7 致谢一7 0 攻读硕士学位期间参与项目及发表的论文7 1 v i i 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 随着互联网的发展，许多新概念和新技术应运而生，如s a a s 、云计算等，这 些新兴计算模式的兴起给学科基础、产业和应用都带来了冲击和挑战。应对这 些挑战的核心理念和关键技术就是面向服务计算。而面向服务计算的一个关键 技术是w e b 服务组合技术。通过该技术，利用现有服务组合成新服务，以适应 新的需求。本章首先介绍w e b 服务组合的相关背景和意义，然后就w e b 服务 组合中存在的问题及本课题主要研究内容和结构进行介绍。 1 1 课题的背景和意义 1 1 1 课题的背景 网络环境下i t 资源的优化和跨域的资源共享和应用集成是近年来推动信息 技术发展的重要驱动力之一，使得s o a 、网格、s a a s 和云计算等新概念和新技 术层出不穷。这些新兴计算模式和技术的出现让“服务”思想更具有价值。同时， 由于功能的局限性，单个w e b 服务无法满足日益增长的用户需求。因此为了满 足用户的需求，往往需要将多个w e b 服务组合实现新的功能。 1 1 2 问题的提出 w e b 服务组合问题即如何将若干个w e b 服务组合起来形成新的w e b 服务， 达到提供增值服务的目的。从服务应用的角度来看，服务应用领域的确定性， 致使w e b 服务组合通常属于静态服务组合或半动态服务组合。从服务理论的建 模角度来看，w e b 服务组合一般都属于动态服务组合。本文从前者出发来研究 w e b 服务组合问题。 尽管目前关于w e b 服务组合问题的研究有了很大的进展，但仍然在动态性、 灵活性和智能性等方面存在着不足，尤其是在工业界现有方案的健壮性和容错 性差、网络流量过大和网络延迟等方面的缺陷明显。因此，对w e b 服务组合问 题尤其是动态性和智能性上的不足的研究显得尤为重要。 ， a g e n t 技术是新时代背景下网络发展的一种软件技术，它把人工智能技术和 武汉理工大学硕士学位论文 分布式计算有机地结合在了一起，它表现出的自治性、交互性、感知性、社会 性、能动性等特征能很好的和w e b 服务组合所实现的功能契合【1 1 。因此，本文 采用a g e n t 技术来弥补w e b 服务组合过程中的不足，提高w e b 服务组合的动 态性、灵活性和智能性。 1 1 3 课题的研究目的及意义 通信技术与互联网技术的飞速发展，使得互联网渐渐向以p v 6 为基础的下 一代互联网( n g i ) 演化。全球电信网络也开始向下一代网络( n o n ) 演化。不仅如 此，两者的融合趋势给企业的业务提供和业务开发带来了机遇与挑战。 在融合网络中，w e b 服务技术给各种网络的功能和应用程序提供了一种技 术手段，w e b 服务提供的接口采用中立的方式定义，与实现服务的硬件平台、 操作系统和编程语言无关。这使得服务能采用一种统一、通用的方式进行交互。 服务组合产生的新业务不再关心底层服务的具体实现方式，甚至当组成新业务 的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它都能够继续存在。从而， 许多领域的业务提供和业务开发都可以建立在这些w e b 服务的基础上，结合 i n t e m e t 、软件领域新技术的优势，更好的满足人们对新业务的需求。但是这同 样也给面向服务的体系结构( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 带来了巨大的 挑战。 第一，人们对业务提出了更高的要求，甚至希望能够定制、生成满足自身 需求的业务。 第二，与传统的组件系统不同，w e b 服务的分布式特性使得服务可能随时 升级和卸载。同时，基于分布式的w e b 服务组合模型为系统性能的提升提供了 可能。 因此本课题的研究目的：利用w e b 服务组合技术，将企业资源组合包装成 w e b 服务，实现企业资源整合，从而为用户提供一体化的服务。 研究意义：将a g e n t 技术引入w e b 服务，可以简化企业间的复杂业务协作 和灵活、快速地响应业务需求的变化，并能为用户请求提供个性化的服务，如 智能资源发现、业务自动化完成等。这既能满足企业发展和应用的需要又可以 为学术研究提供新的思路。 2 武汉理工大学硕士学位论文 1 2w e b 服务组合研究现状 在w e b 服务组合研究中，根据研究目的不同可分为两类：一类是从工业界 的角度出发，主要偏向应用，其目的是借助服务组合以实现企业资源的整合。 另一类是从学术界的角度出发，主要偏向理论研究，其目的是实现服务组合的 自动化，并能验证组合的正确性。 在工业界，主要采用面向工作流的方法研究w e b 服务组合。最早出现的面 向工作流的语言是m i c r o s o f t 提出的x l a n g 业务流程定义语言1 2 j ，它主要实现 供应链业务流程的整合；随后不久，i b m 推出了w s f l ( w e bs e r v i c ef l o w l a n g u a g e ) 业务流程定义语言【3 】，以实现业务流程的动态集成；此后，以 m i c r o s o f t 、i b m 和b e a 牵头的多家企业共同制定了b p e l 4 w s ( b u s i n e s sp r o c e s s e x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw 曲s e r v i c e s ) 【4 1 ，以达到实现业务流程自动组合的目的。 虽然现已出现基于工作流的w e b 服务组合建模工具，但由于缺乏形式化的验证 机制，使得无法对组合结果的好坏进行验证。因此，学术界的研究大多考虑了 w 曲服务组合正确性的验证。 在学术界，关于w e b 服务组合的研究包括【5 】：描述逻辑和线性逻辑、人工 智能规划、进程代数、p e t r i 网、约束满足、自动机和模型检验。描述逻辑和线 性逻辑作为知识表示的工具，用来解决语义w e b 服务组合问题，k e i t af u j i l 6 等 提出了一个基于语义的动态服务组合结构，该结构由一个语义敏感的构建模型 c o s m o s ，一个中间件c o r e 和一个基于语义的服务组合机制构成。其中，中间 件就是通过描述逻辑作为知识表示的工具。j i n g h a ir a o 7 等提出了用线性逻辑 定理证明来解决语义w e b 服务组合问题。人工智能规划是通过将服务的描述转 换到规划工具接受的表现形式，然后利用规划算法，得到可执行的规划。如 8 p a o l u c c i 等采用层次任务网规划系统s h o p 2 和o w s s 语义服务描述相结合 的方法，提出了一个将o w l - s 服务描述转换到s h o p 2 的算法，然后使用s h o p 2 进行规划，最后所得出的规划可在w e b 上执行。l u c c h i 9 】等采用p i 演算给出了 一个新的组合描述语言，基于此语言实现了一个组合引擎并将其用于组合服务 系统的设计。r a i n e rb e r b n e r t i o 等提出了用约束满足方法解决q o s 敏感的服务 组合。v i c t o r p a n k r a t i u s 1 1 】等提出了一种以面向p e t r i 网的工作流代数作为服务组 合的理论基础的思想。d b e r a r d i 掣1 2 】给出了一个服务组合框架，该框架是将每 个服务的输出行为先表示为可执行树，然后将可执行树表示为一个有限状态自 动机。上述所列的方法除约束满足、自动机和模型检验和人工智能规划具有自 武汉理工大学硕士学位论文 动化组合服务的能力外，其余都不具备，而且大多数方法缺乏非功能属性的描 述。 1 3w e b 服务组合研究存在的问题 随着信息技术的发展，w e b 服务组合研究己取得骄人的成绩，各种各样的 研究方法开阔了思路，但仍然存在很多尚需解决的难题。一个是w e b 服务现有 技术本身存在的缺点无法满足特殊环境下应用的需求；另一个是现有的w e b 服 务组合方法处理机制的集中化程度太高，无法匹配分布式环境的w e b 服务组 合。总体来讲，它存在的问题有： ( 1 ) w e b 服务是基于语法的服务描述语言描述实现。现有w e b 服务都是采 用一种简单的分析w e b 服务提供的功能、输入参数和执行操作的方式为用户提 供服务。即使存在基于语义的服务描述语言，且能与她b 服务结合使用，但解 决实际问题还存在很多未解决的难点。 ( 2 ) w e b 服务的静态部署方法无法感知用户的需求变化，满足用户的按需 “服务”的需求。 ( 3 ) w 曲服务的被动调用增加了服务查询负担，无法提高服务的平均利用 率。 ( 4 ) w e b 服务组合的集中化处理机制使得系统存在单点故障，无法解决分 布式环境的w e b 服务组合。 1 4 论文的主要内容与组织结构 1 4 1 论文的主要内容 本文在详细分析现有w e b 服务技术的优缺点及w e b 服务组合方法的基础 上，将w e b 服务被动调用主动化，建立一种w e b 服务复合调用模型，使w e b 服务不仅具有被动的特性，而且赋予它主动化的属性。在此基础上，对复合模 型中的关键问题进行研究，具体包括： ( 1 ) 通过改进传统的w e b 服务模型，建立一种w e b 服务的复合调用模型； ( 2 ) 对建立的复合调用模型进行分析，提出实现该模型需解决的关键问题， 并针对关键问题提出解决方法； 4 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 针对建立w e b 服务调用模型提出的关键问题：需求注册中心建模， 研究a g e n t 技术，并初步建立基于a g e n t 平台的需求注册中心模型； ( 4 ) 深入研究实现基于a g e n t 的需求注册中心模型的关键问题：需求a g e n t 与主动服务a g e n t 的建模以及需求a g e n t 与主动服务a g e n t 的匹配机制； ( 5 ) 重点研究基于a g e n t 的w e b 服务组合算法，在主动服务a g e n t 匹配需 求a g e n t 的基础上，提出一种基于粒子群优化的组合服务动态选择算法，并通 过枚举法初步检验算法的有效性； ( 6 ) 通过一个应用案例的实现过程，分析了本文提出的复合调用模型的可 行性和算法的有效性。 1 4 2 论文的组织结构 本论文的组织结构图如图1 1 所示，其结构安排如下： 第一章绪论。在描述本课题的研究背景、研究目的和研究意义的基础上， 介绍了w e b 服务组合研究现状，分析了w e b 服务组合研究存在的问题。 第二章相关理论与技术。本章所述内容与本论文研究过程中涉及的理论与 技术密切相关。包括w e b 服务技术、w e b 组合技术、a g e n t 技术等。 第三章一种w e b 服务复合调用模型。本章主要针对传统w e b 服务模型的 不足，提出一种改进的w e b 服务模型：一种w e b 服务复合调用模型，并对其 关键问题需求注册中心的建立展开研究，提出一种基于a g e n t 平台的需求 注册中心模型。 第四章需求a g e n t 与主动服务a g e n t 的建模。本章主要针对基于a g e n t 平 台的需求注册中心模型中有关问题：需求、服务的建模及匹配机制展开研究。 第五章基于a g e n t 的w e b 服务组合算法。在实现主动服务a g e n t 发现需求 a g e n t 的基础上，提出一种基于粒子群优化的组合服务动态选择算法，通过此 算法来解决在服务选择多样性情况下，实现w e b 服务的最优化组合。 第六章基于a g e n t 的服务组合原型系统。本章首先详细介绍原型系统的总 体设计框架及实现技术，然后通过应用案例分析本原型系统的可行性，同时验 证提出的基于粒子群优化的组合服务动态选择算法的有效性。 第七章总结与展望。对本文进行总结，并介绍进一步的研究方向。 5 武汉理工大学硕士学位论文 图1 1 论文组织结构图 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章相关理论与技术 w e b 服务是面向服务架构实现的一种技术手段。它因跨平台、与程序语言 无关和松耦合等特点迅速地渗入到整个因特网，颠覆了企业传统的运营模式， 使得面向服务计算等新兴技术得到快速发展。 本章首先描述w e b 服务相关技术及工作的研究情况，然后重点介绍w e b 服务研究的热点问题，尤其是w e b 服务组合的研究内容。除此之外，还对w e b 服务的体系结构、技术规范、a g e n t 的相关技术等进行介绍。 2 1w e b 服务概述 2 1 1 w e b 服务定义及特点 w 曲服务( w e bs e r v i c e ) 是正在发展的系列标准，它是w e b 技术和组件技术的 一种逻辑延伸，是分布式计算技术在i n t e m e t 时代发展的结果。然而，关于w e b 服务的定义不同组织和部门给出的都不尽相同，如表2 1 所示。 总的来讲，其特点包括【1 3 】： ( 1 ) 强自治 w 曲服务是可以重用的软件模块，与结构体、对象等软件模块相比，w 曲服 务是一个典型的“黑盒模型”，它可以被多次使用而不用关心此服务的实现细节。 ( 2 ) 松耦合 传统的软件设计模式要求各个单元之间紧密连接，这种连接形式的复杂性要 求开发者必须对两端元素有完全的了解和控制能力。而w 曲服务是松散耦合的， 它只需要简单的协调，并允许更自由的配置。 ( 3 ) 粗粒度 与对象、构件相比，w 曲服务强调功能上的粗粒度。从语义上看，w 曲服务 封装了离散的功能，一个w e b 服务就是个自包含的“小程序”，完成单个的任务。 ( 4 ) 开放性 w e b 服务所有协议完全使用开放的标准协议进行描述、传输和交换。 7 武汉理工大学硕士学位论文 表2 1w 曲服务定义及特点 组织或部门w e b 服务定义w e b 服务特点 一种自包含、自解释、模块化的应用程 i b m 序，能够被发布、定位、并且从w e b 上的任 意位置调用f 1 4 1 。 为其它应用程序提供数据和服务的应 m i c r o s o f l 用逻辑单元，应用程序通过标准的w e b 协议 和数据格式，如h t t p 、x m l 和s o a p 等获 得w 曲服务【1 5 l 。 一种应用软件，可在w e b ( 或i n t e n l 曲上 分布式、被发布、被 通过一个u r l 来访问它们【1 6 1 。客户端需要通 定位、被调用等 s u n 过接口和绑定访问w 曲服务应用程序，接口 和绑定都是使周基于x m l 定义的组件( 如 w s d l 文档) 。 一个通过u r l 识别的软件应用程序，其 界面及绑定能用x i v i l 文档来定义、描述和 w 3 c发现，使用基于i n t e m e t 协议上的消息传递方 式与其它应用程序进行直接交互【1 7 1 。 2 1 2 w e b 服务技术规范及研究现状 w 曲服务技术提供了一种不同软件系统之间进行通信和集成的互操作机制， w 曲服务的相关协议标准则承诺了提供用于在异构系统间进行互操作集成的公 共标准机制，这些协议标准组成的w 曲服务协议栈如图2 1 所示。w 曲服务协议栈 共包括五层：从低到高分别为：传输层：h t t p 、s m t p 、f t p 。消息层：s i m p l e o b j e c t a c c e s sp r o t o c o l ( s o a p ) 。服务描述层：w e bs e r v i c e d e s c r i p t i o n l a n g u a g e ( w s d l ) 。服务发现、集成层：u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ( u d d i ) 。路由、可靠性及事务层：w s a d d r e s s i n g , w s s e c u r i t y , w s - r e l i a b i l i t y , w s r e l i a b l em e s s a g i n g , w s - t r a n s a c t i o n s 等。 w s d l 文档主要描述w 曲服务做什么，它在哪里以及如何调用它。w 曲服务 所发送和接收的消息等信息也在w s d l 文档中描述。通过使用这些信息，w 曲服 务请求者可以对w s d l 文档进行分析，从而调用所需的服务。 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ) 又称统一描述、发现和 武汉理工大学硕士学位论文 集成协议。它是种对分布式w 曲服务进行信息注册的规范。w 曲服务可以根据 这一规范进行注册，以便被需要该服务的其它用户发现。通过这些规范，一个 业务实体将其自身提供的w 曲服务的信息进行发布，使得其他业务实体能够发现 这些信息。 s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议) 是一个基于x m l 的、在分布式的环境中交换信息的简单协议。它为在一个松散和分布式环境中 使用x m l ，对等地交换结构化和类型化的信息提供了一个简单并且轻量级的机 制【1 8 1 。 x m l 是一种能够在i n t e m e t 环境下描述数据和交换数据的标准方式。x m l 是 由s g m l 演化而来。它继承了s g m l 的强大功能并消除了s g