基于语义的Web服务发布及发现机制研究

论文摘要

随着面向服务架构（SOA）的发展和应用,Web上出现了越来越多的跨平台的、跨语言的、可扩展的、可靠及安全的服务。当用户提出服务请求后,如何根据请求快速自动发现并执行分布在Web上的相关服务,是语义Web被提出的动机所在。语义Web的目标是使机器自动化存取并处理Web上的数据。语义Web服务就是具有了语义支持的Web服务,能够实现Web服务的自动发现、自动调用和自动组合。本文首先在分析了WSDL和OWL-S的基础上,提出一种基于语义的二维Web服务描述模型,分别从语法和语义两个层面来描述Web服务的属性。该模型弥补了WSDL的语义缺乏,增强了OWL-S的语义内容,为Web服务基于语义的发布及发现提供了良好的语义基础。其次借鉴了具有分布式查找及路由算法的Chord协议和Paolucci的动态发现算法,提出一种分布式的Web服务发布机制。该机制使得服务在发布时不仅可以构建具有类别层次的服务目录系统,而且服务发布图中的任何两个服务之间都通过语义关联连接起来,为服务的动态发现及组合服务的发现奠定了良好的语义基础,并有效的克服了集中式UDDI的性能瓶颈和单点失败等问题。作为服务发布的相反过程——服务发现的关键是服务的匹配,本文给出了基于语义的二级匹配发现过程。第一级匹配是针对Web服务的第一维语法层面信息,方法是对其文本信息进行向量空间模型表示,然后通过计算向量之间的夹角的余弦值来作为请求服务文本与发布服务文本的匹配度。第二级是Web服务的IOPE匹配,即功能属性匹配。在IO匹配过程中,通过计算输入/输出集合中各项对应本体类的语义距离来计算请求服务与发布服务之间的输入/输出匹配度;在PE匹配过程中,P匹配度是通过将P表示成一阶谓词的形式进行逻辑匹配实现的,E匹配度为请求服务效果集合与发布服务效果集合并集的大小与请求服务效果集合大小的商。功能匹配度为IO匹配度和PE匹配度的二者的平均值。最终按照Borda排序算法综合一级和二级匹配度,得到一个匹配度递减序列,并设计了一个匹配搜索引擎验证了所给的主要匹配算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外基于语义的Web 服务发布及发现研究概况
• 1.3 问题提出及研究方法
• 1.3.1 问题提出
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 面向服务架构及Web 服务
• 2.1 引言
• 2.2 面向服务架构
• 2.2.1 SOA 定义及其逻辑参考体系结构
• 2.2.2 SOA 的基本特征
• 2.2.3 SOA 的核心技术
• 2.3 SOA 与Web 服务的关系
• 2.4 Web 服务
• 2.4.1 Web 服务定义及其体系结构
• 2.4.2 Web 服务的技术支持
• 2.4.3 Web 服务的软件支持
• 2.5 本章小结
• 第三章 语义Web 及语义Web 服务
• 3.1 引言
• 3.2 语义Web 定义及其体系结构
• 3.3 语义Web 关键技术
• 3.3.1 RDF
• 3.3.2 Ontology
• 3.3.3 本体语言OWL
• 3.4 语义Web 服务
• 3.5 语义Web 服务描述语言OWL-S[9]
• 3.5.1 OWL-S 概述
• 3.5.2 OWL-S 组成
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于语义Web 服务描述模型的设计
• 4.1 引言
• 4.2 当前Web 服务描述模型
• 4.2.1 WSDL 描述模型的简介
• 4.2.2 OWL-S 描述模型的简介
• 4.3 OWL-S 在语义Web服务发现中的作用
• 4.4 基于语义的二维Web 服务描述模型
• 4.4.1 二维具有语义的Web 服务描述模型
• 4.4.2 二维具有语义的Web 服务描述过程
• 4.4.3 一个实例分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于语义的Web 服务发布及发现模型的设计
• 5.1 引言
• 5.2 基于语义的Web 服务发布及发现过程系统架构设计
• 5.3 基于语义的分布式Web 服务发布过程
• 5.3.1 构建结合了类别本体的层次式Web 服务目录系统框架
• 5.3.2 Web 服务发布过程
• 5.4 基于语义的Web 服务二级匹配发现过程
• 5.4.1 文本匹配算法
• 5.4.2 功能匹配算法
• 5.4.3 匹配结果进行排序
• 5.4.4 基于语义的Web 服务发现过程
• 5.5 实验验证及结果
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 攻读硕士期间发表论文