【摘要】：云計(jì)算作為一種新型的計(jì)算模式與商業(yè)模式,以動(dòng)態(tài)的彈性擴(kuò)展與靈活的服務(wù)合約為基礎(chǔ),通過匹配用戶需求與服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)云計(jì)算平臺(tái)中服務(wù)的重用、組合及驗(yàn)證,從而構(gòu)成能隨著大眾需求即時(shí)應(yīng)變的松耦合云應(yīng)用。近年來,隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展與商業(yè)模式日臻的成熟,云計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)組合問題也逐漸呈現(xiàn)出用戶需求個(gè)性化、候選服務(wù)海量化、服務(wù)調(diào)度跨云化、組合環(huán)境動(dòng)態(tài)化等特征。在上述背景下,如何根據(jù)用戶需求,有效地發(fā)現(xiàn)、組合分布于不同云計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)的云服務(wù),并保證云服務(wù)組合的穩(wěn)定運(yùn)行,已成為云計(jì)算環(huán)境下服務(wù)應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵。近年來,基于QoS的服務(wù)組合作為Web環(huán)境下構(gòu)建分布式應(yīng)用的主流方法,受到了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的廣泛關(guān)注,也取得了較多研究成果。但云計(jì)算作為一種全新的商業(yè)模式,為實(shí)現(xiàn)高效、健壯、個(gè)性化服務(wù)組合應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。如,1)云計(jì)算環(huán)境下,云平臺(tái)間具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,一個(gè)云平臺(tái)往往無法實(shí)現(xiàn)對(duì)其它平臺(tái)云服務(wù)的一站式查詢,為實(shí)現(xiàn)跨云平臺(tái)服務(wù)組合帶來困難。2)具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的云平臺(tái)往往發(fā)布眾多功能相似、QoS不同的云服務(wù),為向用戶提供個(gè)性化的服務(wù)組合應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。3)為提升用戶體驗(yàn),云服務(wù)提供商往往將眾多封裝好、具有多重功能的大粒度服務(wù)對(duì)外發(fā)布,但現(xiàn)有的服務(wù)評(píng)估方法往往只針對(duì)用戶特定的服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估,而忽略了大粒度服務(wù)中其它功能對(duì)服務(wù)性能的影響。4)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,跨云平臺(tái)服務(wù)組合往往具有不穩(wěn)定性,容易出現(xiàn)因某個(gè)成員服務(wù)失效或超時(shí)而引起的服務(wù)組合異常。針對(duì)上述挑戰(zhàn),本文的主要工作如下:1)為構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)組合應(yīng)用,本文提出了一個(gè)云計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)組合系統(tǒng)框架�？蚣芊譃樗膫�(gè)層次,自下而上分別為云服務(wù)層、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)發(fā)現(xiàn)層及服務(wù)組合層。具體而言,云服務(wù)層以分布式的服務(wù)代理架構(gòu)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)不同云計(jì)算平臺(tái)上服務(wù)信息的收集:進(jìn)而,服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層基于服務(wù)的描述信息與服務(wù)間的組合記錄信息,構(gòu)建云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)層則利用社區(qū)劃分理論,在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)相似服務(wù)與協(xié)同服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。最后,服務(wù)組合層以用戶的組合需求為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)云服務(wù)的選擇、評(píng)估及組合過程,并對(duì)運(yùn)行過程中檢測(cè)到的服務(wù)組合異常進(jìn)行處理。2)為實(shí)現(xiàn)對(duì)不同云計(jì)算平臺(tái)上服務(wù)的一站式查詢,本文對(duì)組合框架中的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層與服務(wù)發(fā)現(xiàn)層進(jìn)行了細(xì)化,提出了一個(gè)用于跨云平臺(tái)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用框架�？蚣芤栽破脚_(tái)的獨(dú)立性為基礎(chǔ),通過抽取各平臺(tái)的服務(wù)信息,構(gòu)建獨(dú)立于特定云平臺(tái)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而提出了一個(gè)基于相似度的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)劃分方法。具體而言,我們將服務(wù)的描述信息作為結(jié)點(diǎn)屬性,將服務(wù)間的組合記錄(包括QoS信息)作為鏈接屬性,基于不同服務(wù)間兩種屬性的加權(quán)相似度,實(shí)現(xiàn)服務(wù)社區(qū)劃分。通過調(diào)節(jié)結(jié)點(diǎn)屬性與鏈接屬性的計(jì)算權(quán)重實(shí)現(xiàn)相似服務(wù)與協(xié)同服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。最后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)方法性能進(jìn)行了驗(yàn)證。3)為解決面臨大量功能相似、QoS不同的云服務(wù)時(shí)現(xiàn)有個(gè)性化服務(wù)組合算法效率較低的問題,本文提出了一個(gè)用戶偏好感知的Skyline服務(wù)模型(User Preference-aware skyline Service, UPS)。模型以用戶偏好的QoS屬性為基礎(chǔ),將傳統(tǒng)基于所有QoS屬性的Skyline服務(wù)計(jì)算方式,轉(zhuǎn)變到重點(diǎn)關(guān)注用戶感知的QoS屬性的Skyline服務(wù)(也稱為UPS服務(wù))計(jì)算。然后基于UPS模型,提出了一種Top-K服務(wù)選擇方法。具體而言,我們提出了基于多索引的局部服務(wù)選擇方法與基于組合服務(wù)格的Top-K服務(wù)全局優(yōu)化算法,在實(shí)現(xiàn)UPS服務(wù)高效計(jì)算的基礎(chǔ)上,對(duì)Top-K組合服務(wù)的選擇進(jìn)行優(yōu)化。最后,通過兩個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)方法的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。4)為解決現(xiàn)有服務(wù)組合方法中服務(wù)評(píng)估只針對(duì)特定功能進(jìn)行而忽略了大粒度云服務(wù)中其它功能對(duì)服務(wù)整體QoS影響的問題,本文提出了一個(gè)面向大粒度云服務(wù)的多功能描述模型(Multi-Functional Specification model of service, MFS模型以服務(wù)的多功能描述為基礎(chǔ),給出了大粒度服務(wù)的QoS與效用值計(jì)算公式。然后基于MFS模型,提出了一個(gè)大粒度服務(wù)的評(píng)估方法。具體而言,方法以用戶全局約束的分解為基礎(chǔ),在獲得每個(gè)任務(wù)結(jié)點(diǎn)局部約束的基礎(chǔ)上,針對(duì)每個(gè)候選服務(wù)池,進(jìn)行服務(wù)通用功能的抽取與其權(quán)重的計(jì)算。并以此為基礎(chǔ)計(jì)算服務(wù)的效用值,實(shí)現(xiàn)大粒度云服務(wù)的評(píng)估與排序。最后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)方法的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。5)為解決云計(jì)算環(huán)境下由于網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的跨平臺(tái)服務(wù)組合異常問題,本文在對(duì)云服務(wù)進(jìn)行形式化定義的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法。方法以服務(wù)的部分匹配及完全匹配為基礎(chǔ),以服務(wù)的歷史組合記錄為依據(jù),實(shí)現(xiàn)服務(wù)結(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。然后以服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ),提出了一個(gè)基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的跨云平臺(tái)服務(wù)組合異常處理方法,對(duì)云計(jì)算環(huán)境下兩種常見的異常問題進(jìn)行了研究。具體而言,方法對(duì)跨云平臺(tái)組合服務(wù)運(yùn)行時(shí),單個(gè)服務(wù)失效與多個(gè)相鄰服務(wù)同時(shí)失效的情況進(jìn)行了分析,并基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提出了相應(yīng)的異常處理算法。最后,對(duì)方法性能進(jìn)行了分析,并與相關(guān)工作進(jìn)行了對(duì)比。
【圖文】：

型及其應(yīng)用流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。逡逑１．２．１云服務(wù)的模式逡逑云計(jì)算按照提供的服務(wù)類型從下至上可以分為三個(gè)層次［２］［６］［７］，如圖１－２所示，即基礎(chǔ)逡逑＞本文中，，服務(wù)、Ｗｅｂ服務(wù)、云服務(wù)與云計(jì)算服務(wù)通用。逡逑５逡逑

到服務(wù)列表后，選擇合適的服務(wù)并與服務(wù)提供者簽訂服務(wù)調(diào)用契約，按照契約調(diào)用服務(wù)。需逡逑要說明的是，ＳＯＡ作為一種邏輯的軟件設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，獨(dú)立于任何具體技術(shù)，基于逡逑ＳＯＡＰ的Ｗｅｂ服務(wù)只是ＳＯＡ架構(gòu)的一種較好的實(shí)現(xiàn)方式，其技術(shù)架構(gòu)［６２］［６３］，如圖１－３所示。逡逑服務(wù)編排（Ｓｅｒｖｉｃｅ邋Ｃｈｏｒｅｏｇｒａｐｈｙ）邋－ＷＳ＾ＣＤＬ逡逑■■邐邐業(yè)務(wù)流程逡逑服務(wù)編制（Ｓｅｒｖｉｃｅ邋Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｉｏｎ）邋－邋ＷＳ－ＢＰＥＬ逡逑事務(wù)（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ）逡逑網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可靠性邐網(wǎng)絡(luò)服務(wù)安全性邐ｎｒ；邐逡逑協(xié)調(diào)（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）邋

本文編號(hào)：2532211