本文選題：運行環(huán)境敏感　切入點：動態(tài)服務選擇　出處：《東南大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：以計算機和互聯(lián)網(wǎng)為代表的當代信息技術發(fā)展迅猛,信息以前所未有的速度增長。服務計算較好地解決了分布式網(wǎng)絡環(huán)境下信息資源的利用問題,為滿足用戶需求提供了高質量的解決方案。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,存在著大量的服務資源,實現(xiàn)信息服務的有效選擇與組合成為當前的重要研究課題。當前,信息服務所依賴的運行環(huán)境日益復雜和多樣,給服務選擇與組合帶來了諸多挑戰(zhàn)。一方面,在動態(tài)且難以預知的運行環(huán)境中,服務QoS動態(tài)變化,會導致選擇的服務質量下降,甚至服務選擇失敗,大大降低了用戶體驗；另一方面,隨著綠色計算的興起,計算系統(tǒng)的能耗問題受到越來越多的關注,而運行環(huán)境與服務能耗密切相關,動態(tài)的運行環(huán)境可能會在服務組合過程中引發(fā)較高的服務能耗,造成能源的巨大浪費。傳統(tǒng)研究工作的重點大多在于解決服務選擇和組合方法中面向服務QoS優(yōu)化的問題,較少考慮服務運行環(huán)境對服務選擇與組合的影響。本論文首先考慮了運行環(huán)境相關的QoS建模方法,為了在動態(tài)環(huán)境中精簡候選服務,提出了服務評估方法,在此基礎上分別以優(yōu)化QoS和優(yōu)化能耗為目標,在感知運行環(huán)境狀態(tài)的基礎上提出了動態(tài)服務選擇方法與多路徑服務組合方法,具體包括以下幾個方面的工作。首先,建立運行環(huán)境敏感的QoS模型。對服務運行環(huán)境進行描述,建立服務運行環(huán)境狀態(tài)模型,提出運行環(huán)境敏感的QoS模型構建方法。其次,提出基于QoS歷史記錄的信息服務評估方法。采用服務QoS歷史記錄,根據(jù)優(yōu)化模型對服務進行初步過濾,然后根據(jù)混合整數(shù)規(guī)劃模型計算各服務的評估值,從而有效評估服務滿足用戶需求的能力,為服務選擇和組合提供篩選依據(jù)。第三,提出QoS感知的動態(tài)服務選擇方法。在前面兩方面工作的基礎上,以動態(tài)環(huán)境下優(yōu)化服務QoS為目標,在組合服務設計階段為各任務生成候選服務隊列,在服務執(zhí)行階段依據(jù)當前運行環(huán)境進行動態(tài)選擇。第四,提出能耗感知的多路徑信息服務組合方法。采用了與運行環(huán)境中負載相關的服務基本能耗模型,針對連續(xù)到達的用戶請求,提出以優(yōu)化組合服務總能耗為目標的多路徑服務組合模型,設計能耗感知的服務組合優(yōu)化求解算法,該算法發(fā)現(xiàn)可行服務組合路徑,并根據(jù)能耗模型合理分配請求流量。本論文考慮運行環(huán)境對服務選擇與組合的影響,提出了相關解決方案。仿真實驗以及原型系統(tǒng)的驗證結果表明,本論文所提出的方法能夠較好地適應動態(tài)的運行環(huán)境,解決動態(tài)運行環(huán)境下服務選擇與組合的有關優(yōu)化問題。本論文工作為構建高效的基于信息服務的應用系統(tǒng)提供了重要參考價值。
[Abstract]:Modern information technology, represented by computers and the Internet, is developing rapidly, and information is growing at an unprecedented speed. Service computing has solved the problem of using information resources in the distributed network environment. In the Internet environment, there are a large number of service resources, the effective selection and composition of information services has become an important research topic. The running environment on which information services depend is becoming more and more complex and diverse, which brings many challenges to service selection and composition. On the one hand, in the dynamic and unpredictable running environment, the dynamic change of service QoS will lead to the decline of service quality. On the other hand, with the rise of green computing, more and more attention is paid to the energy consumption of computing system, and the running environment is closely related to the energy consumption of service. The dynamic running environment may lead to high service energy consumption in the process of service composition, resulting in a huge waste of energy. The traditional research focuses on solving the problem of service-oriented QoS optimization in service selection and composition methods. The influence of service running environment on service selection and composition is less considered in this paper. Firstly, the QoS modeling method related to running environment is considered in this paper. In order to simplify candidate services in dynamic environment, a service evaluation method is proposed. On this basis, aiming at optimizing QoS and optimizing energy consumption, a dynamic service selection method and a multi-path service composition method are proposed based on the perception of the state of the running environment, including the following aspects of work. The QoS model of runtime environment is established, the service running environment is described, the state model of service running environment is established, and the method of constructing QoS model is put forward. This paper presents an information service evaluation method based on QoS history record. Using the service QoS history record, the service is preliminarily filtered according to the optimization model, and then the evaluation value of each service is calculated according to the mixed integer programming model. It can effectively evaluate the ability of service to meet the needs of users, and provide screening basis for service selection and composition. Thirdly, a dynamic service selection method based on QoS perception is proposed. Aiming at optimizing service QoS in dynamic environment, candidate service queue is generated for each task in composition service design stage, and dynamic selection is made according to current running environment in service execution stage. 4th, A multipath information service composition method based on energy consumption awareness is proposed, which adopts the service basic energy consumption model related to the load in the running environment, and aims at the continuous arrival of user requests. A multi-path service composition model with the goal of optimizing the total energy consumption of composite services is proposed to design an energy-aware service composition optimization algorithm. The algorithm finds feasible service composition paths. According to the energy consumption model, the request flow is allocated reasonably. In this paper, considering the influence of running environment on service selection and composition, the related solutions are proposed. The simulation results and the verification results of the prototype system show that, The method proposed in this paper can better adapt to the dynamic running environment. To solve the optimization problem of service selection and composition in dynamic running environment, this paper provides an important reference value for the construction of an efficient application system based on information services.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.09

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本文編號：1567064