Quality of service for workflows and web service processes

Workflow management systems (WfMSs) have been used to support various types of business processes for more than a decade now. In workflows or Web processes for e-commerce and Web service applications, suppliers and customers define a binding agreement or contract between the two parties, specifying quality of service (QoS) items such as products or services to be delivered, deadlines, quality of products, and cost of services. The management of QoS metrics directly impacts the success of organizations participating in e-commerce. Therefore, when services or products are created or managed using workflows or Web processes, the underlying workflow engine must accept the specifications and be able to estimate, monitor, and control the QoS rendered to customers. In this paper, we present a predictive QoS model that makes it possible to compute the quality of service for workflows automatically based on atomic task QoS attributes. We also present the implementation of our QoS model for the METEOR workflow system. We describe the components that have been changed or added, and discuss how they interact to enable the management of QoS.     

基于随机良构工作流网的工作流进程性能分析

工作流进程中的QoS受很多非功能性因素的影响,例如性能、可靠性以及安全性等等。对QoS度量的管理直接影响到参与工作流具体应用的服务能否顺利完成。因此,当服务被工作流或Web进程创建或管理时,底层的工作流引擎必须估计、检测并控制用户的QoS。基于已有的工作流模型分解算法,利用随机良构工作流网的数值分析,给出了分析工作流进程QoS的一种新方法,并结合实例加以验证。     

QoS全局最优的多目标Web服务选择算法*

针对现有方法的不足,提出一种基于QoS全局最优的多目标动态Web服务选择算法。在给出动态服务组合模型的基础上,以“抽象服务规划”为输入,以用户的非功能性需求为全局约束,将动态服务选择问题转换为一个带QoS约束的多目标服务组合优化问题;利用多目标蚁群算法,多个目标函数被同时优化并产生一组满足约束条件的Pareto优化解。通过运用实验与基于多目标遗传算法的Web服务选择算法进行对比,证明了该方法的可行性和有效性。     

基于QoS的语义Web服务发现研究

将QoS引入到语义Web服务中,分析了QoS本体的描述方法、Web服务的发现方法和语义Web服务发现方法,建立了一个通用的QoS模型,模型中的参数属性基本能描述QoS的衡量标准。提出了基于QoS语义Web服务发现框架,第一步通过功能来发现Web服务,第二步通过建立的QoS模型来评价发现的Web服务集合,找到QoS最佳的Web服务。最后通过实例建立了语义功能本体和QoS本体。     

支持QoS的Web服务选择模型的研究与实现

提出一种新的支持服务质量(QoS)的Web服务选择模型(WSSM-Q)。该模型定义了一组描述Web服务QoS指标的分类tModel,用QoS量化值描述服务提供者的QoS通告,用约束型需求和偏好型需求描述服务消费者的QoS需求,采用四阶段选择算法选择满足消费者需求的Web服务。实验结果表明该模型是可行的和有效的。     

基于二维QoS模型的Web服务组合

在实际应用中,单个Web服务通常无法满足复杂应用的需求,如何组合已有的服务,从而提供更强大更完整的商业功能已成为此领域的研究热点。然而现行的SOA架构中,Web服务组合方法中很少考虑Web服务质量（QoS）问题,或者对Qos考虑得不够全面,这样,组合出的服务不能确保能够满足用户的QoS需求。针对这一问题,提出了Web服务的二维QoS模型,并使用了改进的UDDI规范,在此基础上给出了基于QoS的Web服务组合的有色Petri网组合策略。在满足用户组合服务的功能需求的同时,也满足了用户对服务质量QoS的需求,实现了需求服务的优化。     

基于BPEL4WS的Web服务整合研究

业务流程执行语言（BPEL4WS）是整合Web 服务的标准，其作用是将一组现有的服务整合起来，从而定义一个新的 Web 服务。首先介绍了业务流、工作流、以及BPEL4WS在Web服务建模方面的基本概念，建立了BPEL4WS整合Web服务模型，提出了组合服务的方法和过程。最后通过实例证明了BPEL4WS服务整合的实用性。     

基于任务依赖信息的Web服务自动合成

随着Web服务的大量出现,Web服务的合成成为当前的一个研究热点.然而,目前大多数的合成语言规范,例如BPEL4WS和WSCI,都需要人工预先设计一个固定的执行流程,难以充分发挥Web服务自适应的特点.通过形式化描述单一的Web服务,建立了通过任务间依赖规范实施合成的方法,提出了一种具有柔性和自适应能力的工作流模型,实现Web服务的自动合成.同时,设计了合成的正确性验证算法以及动态补偿机制使提出的模型易于实用.     

MQM:一种用于Web服务查找的多维QoS模型

随着Web的发展,可供选择的功能相同或相似的Web服务越来越多,因此有必要为用户提供一种高效的基于服务质量(QoS)的Web服务查询机制.然而现有的Web服务QoS管理模型并不能很好的支持如动态查询等查询需求,其查询性能也有待提高.鉴于此,本文提出一种新的Web服务管理模型——多维QoS模型(MQM:Multi-dimensional QoS Model),并介绍了该模型的创建方法和相关算法.MQM通过多维模型来管理QoS数据,提供查询和OLAP操作.实验证明MQM能够使用户能更准确和快速的按QoS查询现有服务,很好地解决了传统查询方法无法确定查询条件、无法动态改变查询区间、查询性能不高等问题,进而改善了用户体验.     

一个面向语义服务发现的QoS本体

随着网络上服务数量的急剧增长，用户使用服务有了更多的选择。服务的QoS属性是用户实施服务选择的一个重要准则。为了实现支持QoS的语义服务匹配和服务选择，本文对语义QoS规范进行了深入研究，并根据QoS和应用的相关性提出了一种分层的QoS语义模型。该模型使得服务提供者可以基于SLA在不同的场景下为用户提供不同层次的QoS保障。在此模型基础上，本文对支持QoS的语义服务匹配与服务选择算法进行了详细讨论。此外，还给出了一个基于QoS本体的服务发现框架。     

基于QoS本体的Web服务描述和选择机制

随着Web服务数量的急剧增长,如何从大量功能相似的Web服务中选择具有最好的服务质量(Quality of Service,QoS)的Web服务成为研究的热点.提出了一种基于QoS本体支持QoS的服务选择方法,用QoS本体以及相应的词汇来描述QoS数据,基于以上的工作,提出了一种支持QoS的选择机制,将QoS参数的语义匹配度和数值匹配度相结合,利用归一化算法对不同类型的QoS参数取值进行标准化,最后提出了一个公平的,动态的选择机制和相关实验结论.     

Web服务工作流中基于信任关系的QoS调度

不确定或恶意欺骗的服务节点对服务工作流调度的影响常常是致命的,因此仪从性能QoS角度研究工作流调度存在片面性.针对当前工作流调度中存在信任机制与调度机制分离的缺陷,提出了基于信任关系的工作流QoS调度方法,通过建立信任调度模型,利用D-S理论进行信任度计算,同时阐述了工作流路径级信任关系的慨念及其传递、合并的计算方法,并将信任关系作为Qos调度的重要指标来综合考虑.该方法在保证工作流性能QoS要求的同时兼顾信任Qos的要求,大量实验结果表明:该算法较传统的基于性能QOS的调度而言,不仅具有更优的Qos性能,而且显著提高了调度的成功率.     

基于事例推理的Web服务QoS动态预测研究

随着面向服务计算技术的发展,网络上出现了大量功能相同而服务质量(QoS)有很大差别的Wcb服务,QoS逐渐成为评价和选择Web服务的重要依据。目前常用Web服务历史QoS的算术平均值来近似服务的QoS,这种度量方法没有考虑Wcb服务QoS的动态性,不能准确地度量Wcb服务的QoS,从而造成被选择的Wcb服务以较大概率不能满足用户的QoS需求。针对这一问题,提出了一种基于事例推理(C13R)的QoS动态预测方法,该方法将Web服务的QoS与服务的外界环境、所处理的任务类型、任务大小关联起来,利用事例推理技术预测Web服务处理新任务时的QoS。实验结果表明,该预测方法能有效地提高Wcb服务QoS的准确度。     

Semantic E-Workflow Composition

Systems and infrastructures are currently being developed to support Web services. The main idea is to encapsulate an organization's functionality within an appropriate interface and advertise it as Web services. While in some cases Web services may be utilized in an isolated form, it is normal to expect Web services to be integrated as part of workflow processes. The composition of workflow processes that model e-service applications differs from the design of traditional workflows, in terms of the number of tasks (Web services) available to the composition process, in their heterogeneity, and in their autonomy. Therefore, two problems need to be solved: how to efficiently discover Web services—based on functional and operational requirements—and how to facilitate the interoperability of heterogeneous Web services. In this paper, we present a solution within the context of the emerging Semantic Web that includes use of ontologies to overcome some of the problem. We describe a prototype that has been implemented to illustrate how discovery and interoperability functions are achieved more efficiently.     

一种基于QoS的Web服务智能动态组合模型

针对当前Web服务数量剧增以及Web服务QoS综合评价不合理而导致Web服务组合效率和效用不高的问题,改进了Web服务组合中QoS计算模型,利用综合变权法动态调整每个Web服务多个属性的权值,并采用改进的粒子群算法来解决服务动态组合中QoS全局优化的问题.实验结果表明,该模型能够合理的选择和组合众多功能相同的服务,提高...     

一种支持服务关联的Web服务选择方法

目前存在的大多数基于QoS(quality of service)的Web服务选择方案都忽略了服务之间的关联关系, 认为服务之间是相互独立的, 使得组合服务的结果与实际有所偏差。为了提高组合Web服务QoS的精确性, 考虑到服务之间的关联关系对组合服务质量的影响, 分别对服务之间的接口关联、业务关联和统计关联三种关联关系进行研究, 提出了一种基于关联度的关联服务集合发现方法, 将支持服务关联的选择问题转换为混合整数规划模型进行求解。实验结果表明, 考虑服务之间的关联关系会提高组合Web服务的质量。     

基于QoS的Web服务发现方法

由于传统的基于关键字和简单分类的Web服务发现机制较少考虑服务质量(QoS),因此不能很好地满足用户的需求。针对该问题,提出一种基于QoS的Web服务发现模型,通过引入QoS代理机制以支持基于QoS的Web服务发布与发现。在此基础上,根据不同用户的QoS需求,提出一种基于QoS的Web服务发现算法。实验结果表明,该算法具有较高的准确率。     

基于协同过滤的自适应Web服务QoS预测方法

随着Web服务越来越多,服务质量QoS作为描述Web服务的非功能性属性变得越来越重要。通常,一种服务的QoS对用户来说是未知的,因此对于基于Web服务的应用,精确预测其未知的QoS对于成功部署该服务具有重要的价值。基于协同过滤的WSRec算法是一种高精度的QoS预测方法,为进一步提升QoS的预测精度,提出了一种协同过滤的自适应Web服务QoS预测方法。该方法通过客户端首先发出QoS-Web服务请求;服务端接到请求后,根据已有数据,计算两两用户或服务间的相似度;并根据相似性找到对于目标用户的K个最接近用户或服务,生成该QoS值预测值A;同时在计算相似性时,采用改进皮尔逊相关系数得到预测值B;最后将预测值A和B以权值相结合得到目标用户或服务的QoS值。该算法改进了单一的协同过滤在数据稀疏的情况下,对相似性给予过高估计的不足,使得QoS预测值精度得以提高,取得了更好的实验结果。实验表明该方法预测精度优于WSRec算法。     

基于领域本体的制造网格服务自动组合技术研究

为实现制造网格应用的自动化，提出了一个基于领域本体（ontology）的服务自动组合体系结构及其相应的算法。领域本体基于TOVE、STEP、PSL三个成熟的制造本体和网格服务概念模型构建。体系结构以语义结构良好的用户目标作为输入，输出预约的可执行工作流；通过基于领域本体推理的反向递归组合算法，能够实现本地仓库中工作流的重用和网格范围内服务的新工作流组合；支持抽象、具体两个层面的松耦合工作流组合（对应于编排（Choreography）和编制（Orchestration））；支持面向服务质量的工作流优化选择和工作流预约。实现了一个原型系统，实例的实验结果证明了该体系结构和算法的有效性。     

基于QoS的语义Web服务选择框架

服务质量（QOS）成为动态选择满足用户需求的Web服务的关键因素。然而目前Web服务的QoS信息描述缺乏语义性,且Web服务的选择还不能做到完全自动化。文章提出一种Web服务的QoS本体结构,并在此QoS本体和原有的语义Web服务的基础上提出基于QoS的语义Web服务选择框架（QSF4SWS）。研究表明,该框架不仅增强了Web服务QoS描述的语义性,而且还能够实现Web服务的动态发现与自动选择。