动态服务流进化及其关键技术研究

论文摘要

当今世界快步进入信息社会,基于Internet的应用改变着人们的生活方式。目前,Internet从信息发布平台逐渐演变为一个开放的云计算环境,越来越多的数据资源、计算资源与应用资源被组织在一个庞大的资源池中,获得资源和添加新资源的行为均基于这个虚拟的资源池动态地发生着。在此环境下,人们已经不满足于单个服务的应用,研究开始着眼于将分散在云环境下的单个服务集成为一个功能更强大服务,这就是服务集成。服务集成的方法目前基本分为以下三类:(1)以多Agent系统来解决服务协同,在系统内部构造统一本体解释,通过Agent间交互实现Web服务组合;(2)结合传统工作流的管理经验,扩展原工作流定义,使其适应Web服务动态、分布、松散耦合的特点,从而实现服务流的动态部署以满足用户需求和适应环境变化;(3)将语义引入Web服务,用其描述Web服务的功能、接口等数据,并运用逻辑推理实现服务合成。上述三类服务集成并不能保证其实时地适应不断变化的环境和用户喜好,故论文提出了动态服务流的进化方案,以求服务流的性能价格比实时保持最优。首先,论文基于“局部自治,集中管理”的理念,构造了基于自治区域的动态服务流模型,给出了动态服务流网(Dynamic Web Service Nets, DWSF_net)定义。接着,论文从任务时间、任务开销、任务可靠性以及公平性四方面建立支撑实例挖掘度量,构造兼顾公平性的QoS评价模型,运用数据挖掘技术对XML标准的服务流日志进行在线应用挖掘,在服务流中发现服务短缺、服务过剩以及服务趋于短缺或过剩的关键自治区域,并给出替换、分裂及归并等服务流进化规则,在流等效变形基础上,运用公平性选择算法(Equitable Selecter,EQSELECT)选择符合用户意愿和环境条件的各个候选服务,再通过管理Agent对服务流同步器的配置,实现关键自治区域替换、分裂和归并计算,以提高服务质量,降低运营代价,达到平衡服务流QoS和代价目的,从而向用户提供高性价比服务。最后,讨论了结构信息明码传输的局限,设计依赖表达式属性分离算法,以保证流中敏感信息安全,维护Web服务运营的公平性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 服务流的基本概念
• 1.1.1 工作流及其管理系统
• 1.1.2 Web 服务技术
• 1.1.3 服务流
• 1.2 动态服务流
• 1.2.1 服务流的动态特征
• 1.2.2 动态服务流
• 1.2.3 服务流进化
• 1.2.4 动态服务流的研究现状
• 1.2.4.1 工作流
• 1.2.4.2 语义Web
• 1.2.4.3 Web 组件
• 1.2.4.4 进程代数
• 1.2.4.5 Petri 网
• 1.2.4.6 有限自动机
• 1.3 论文主要内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 动态服务流模型
• 2.1 工作流模型
• 2.1.1 Petri 网
• 2.1.2 工作流模型
• 2.1.3 传统工作流与动态服务流比较
• 2.2 动态服务流定义
• 2.2.1 动态服务流的特点
• 2.2.2 可行替换集
• 2.2.3 动态服务流定义
• 2.3 基于 Agent 的动态服务流模型
• 2.3.1 动态服务流管理框架
• 2.3.2 同步智能体
• 2.3.2.1 环境感知
• 2.3.2.2 知识管理
• 2.3.2.3 策略下载
• 2.3.2.4 同步决策
• 2.4 小结
• 第三章 兼顾公平性的 QoS 评价模型
• 3.1 Web 服务质量的度量
• 3.1.1 任务时间
• 3.1.2 任务开销
• 3.1.3 任务可靠性
• 3.2 兼顾公平性的 QoS 评价模型
• 3.2.1 一般服务度量
• 3.2.2 公平性因子
• 3.2.3 服务度量的规格化
• 3.3 服务流的评价矩阵
• 3.4 可调配的综合评价模型
• 3.5 小结
• 第四章 基于过程挖掘的关键区域发现算法
• 4.1 过程挖掘
• 4.2 关键区域
• 4.3 发现算法
• 4.3.1 PRAF 算法
• 4.3.2 PRAF 算法的局部优化
• 4.4 小结
• 第五章 基于公平性 QoS 的服务流进化策略及算法
• 5.1 服务进化策略
• 5.1.1 替换
• 5.1.2 分裂
• 5.1.3 归并
• 5.2 公平性选择算法
• 5.2.1 遗传算法
• 5.2.2 服务流网的等效变形
• 5.2.3 公平性选择算法
• 5.3 服务流进化算法及其正确性
• 5.3.1 服务流进化算法
• 5.3.2 正确性
• 5.4 小结
• 第六章 基于安全的敏感属性分离算法
• 6.1 问题分析
• 6.2 依赖表达式
• 6.2.1 依赖表达式
• 6.2.2 敏感量与非敏感量
• 6.3 依赖表达式的管理
• 6.3.1 依赖树
• 6.3.2 非敏感量依赖树
• 6.3.3 敏感量依赖树
• 6.3.4 依赖表达式的预处理
• 6.4 运行机制
• 6.5 案例
• 6.6 小结
• 第七章 动态服务流的实现
• 7.1 动态服务流的创建
• 7.1.1 总控端的功能分析
• 7.1.2 自治区域管理器的功能分析
• 7.1.3 服务绑定与发布
• 7.2 应用
• 7.2.1 Center 的使用
• Agent'>7.2.2 自治区域服务器M_Agent
• 7.2.3 子服务提交客户端
• 7.3 小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文