服务组合算法的实验与仿真环境

论文摘要

在SOA环境下,服务组合用以将多个服务构件组织到一起满足大粒度需求,被看作是服务计算领域的一个重要的热点理论问题。国内外研究者从不同角度设计并开发了大量的服务组合算法,这些算法面向不同的优化目标,采用的求解策略亦有所不同,组合效果也存在差异。为此,算法设计者需要通过实验和仿真等手段对算法效率、结果优劣等方面进行验证。但由于目前尚无统一的服务组合实验与仿真环境,对此类算法的验证具有很大的难度。本文通过对服务组合算法的分类总结,设计一套关于服务组合算法的仿真实验方法,并开发一个基于该实验方法的仿真实验环境,用来模拟服务流程的产生、服务需求的产生、候选服务构件的管理、服务组合算法的执行、服务组合方案的执行,最终得到一系列与算法性能相关的数据,用于帮助服务组合算法开发者进行算法质量的分析。首先,对服务组合仿真实验环境进行需求分析。对目前主流的服务组合方法进行分类总结,归纳出服务组合对实验环境的要求。设计出仿真实验方案,在该实验方案的基础进行仿真实验环境的整体功能和各个模块功能的需求分析。其次,对仿真实验环境进行详细设计。包括系统体系结构的设计以及系统各个子模块的设计。系统将被分为抽象服务流程生成子系统、服务需求生成子系统、服务构件管理子系统、算法执行引擎、组合结果执行引擎、历史记录管理子系统六个模块系统分别进行设计。为抽象服务流程、服务需求、服务构件、历史记录设计出模型。重点解决服务组合算法和仿真实验环境之间的交互接口,以及组合结果的仿真执行方案。再次,详细介绍仿真实验环境的实现过程。分别介绍了六个功能模块系统的实现细节,包括所用技术的说明,使用的算法,功能实现的流程,及一些重要界面的展示。实现抽象服务流程、服务需求、服务构件、历史记录的生成、查询功能。服务组合算法程序能够读取实验环境提供的输入数据,运行并产生组合方案;组合方案按照服务流程仿真调用服务构件,并获得仿真数据。最后,开发了一个用以对该仿真实验环境进行验证的组合算法,验证该仿真实验环境的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究背景、目的及意义
• 1.2 与课题相关的国内外研究现状
• 1.2.1 服务组合的研究现状
• 1.2.2 服务组合实验方法的研究现状
• 1.3 本文研究内容与章节安排
• 第2章 服务组合仿真实验环境的需求分析
• 2.1 服务组合仿真实验环境的适用范围
• 2.2 服务组合仿真实验的流程
• 2.2.1 服务组合仿真实验的操作流程
• 2.2.2 服务组合仿真实验的数据流程
• 2.3 服务组合仿真实验环境的需求分析
• 2.3.1 服务组合实验整体功能的需求分析
• 2.3.2 抽象服务流程生成系统的需求分析
• 2.3.3 服务需求生成系统的需求分析
• 2.3.4 服务构件管理系统的需求分析
• 2.3.5 服务组合算法执行引擎的需求分析
• 2.3.6 组合结果仿真执行引擎的需求分析
• 2.3.7 历史记录管理系统的需求分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 服务组合仿真实验环境设计
• 3.1 服务组合仿真实验环境的体系结构
• 3.2 抽象服务流程生成系统的设计
• 3.2.1 抽象服务流程展示功能的设计
• 3.2.2 抽象服务流程手动添加功能的设计
• 3.2.3 抽象服务流程生成功能的设计
• 3.3 服务需求生成系统的设计
• 3.3.1 服务需求模型的设计
• 3.3.2 服务需求手动添加功能的设计
• 3.3.3 服务需求自动生成功能的设计
• 3.4 服务构件管理系统的设计
• 3.4.1 服务构件模型的设计
• 3.4.2 服务构件生成功能的设计
• 3.4.3 服务构件查询功能的设计
• 3.4.4 服务构件仿真调用功能的设计
• 3.5 服务组合算法执行引擎的设计
• 3.5.1 服务组合算法执行引擎结构的设计
• 3.5.2 算法程序启动功能的设计
• 3.5.3 正确运行服务组合算法程序功能的设计
• 3.5.4 向服务组合算法程序提供实验数据功能的设计
• 3.6 组合结果仿真执行引擎的设计
• 3.6.1 组合结果仿真执行引擎结构的设计
• 3.6.2 组合结果BPEL 仿真执行流程的设计
• 3.6.3 生成功能数据功能的设计
• 3.6.4 生成QoS 数据功能的设计
• 3.6.5 输出执行结果功能的设计
• 3.7 历史记录管理系统的设计
• 3.7.1 历史记录模型的设计
• 3.7.2 历史记录添加功能的设计
• 3.7.3 历史记录查询功能的设计
• 3.8 本章小结
• 第4章 服务组合仿真实验环境的实现
• 4.1 抽象服务流程生成系统的实现
• 4.1.1 抽象服务流程展示功能的实现
• 4.1.2 抽象服务流程手动添加功能的实现
• 4.1.3 抽象服务流程自动生成功能的实现
• 4.2 服务需求生成系统的实现
• 4.2.1 服务需求手动添加功能的实现
• 4.2.2 服务需求自动生成功能的实现
• 4.3 服务构件管理系统的实现
• 4.3.1 服务构件生成功能的实现
• 4.3.2 服务构件查询功能的实现
• 4.3.3 服务构件的仿真调用功能的实现
• 4.4 服务组合算法执行引擎的实现
• 4.4.1 算法程序启动功能的实现
• 4.4.2 正确运行服务组合算法程序功能的实现
• 4.4.3 向服务组合算法程序提供实验数据功能的实现
• 4.5 组合结果仿真执行引擎的开发
• 4.5.1 组合结果BPEL 仿真执行功能的实现
• 4.5.2 生成功能数据的实现
• 4.5.3 生成QoS 数据的实现
• 4.6 历史记录管理系统的开发
• 4.6.1 历史记录添加功能的实现
• 4.6.2 历史记录查询功能的实现
• 4.7 本章总结
• 第5章 案例分析
• 5.1 实验设计
• 5.1.1 实验场景的设计
• 5.1.2 服务组合的介绍
• 5.2 实验过程及实验数据的展示
• 5.3 仿真实验环境实用性的分析
• 5.5 本章总结
• 结论
• 参考文献
• 致谢