李璐

摘要：隨著Internet的發(fā)展，Web服務(wù)得到廣泛應(yīng)用，如何選擇滿足用戶非功能性需求的Web服務(wù)是其中的一個重要問題。基于此，提出一種基于WSDL的Web服務(wù)QoS管理框架，引入多維QoS對Web服務(wù)的QoS需求進(jìn)行全面分析，定義Web服務(wù)的多維QoS屬性，并在此基礎(chǔ)上基于WSDL實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)的QoS管理框架。

關(guān)鍵詞： Web服務(wù)；服務(wù)質(zhì)量；多維QoS；WSDL

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）22-5189-03

1 概述

隨著Internet的發(fā)展，Web服務(wù)得到廣泛應(yīng)用，為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下在軟件間建立一種靈活多樣的協(xié)作關(guān)系創(chuàng)造了很好的條件。基于Simple Object Access Protocol（SOAP）， Universal Description， Discovery and Integration （UDDI）和 Web Service Description Language （WSDL） 等一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[1]，用戶可以有效地查找、使用和發(fā)布Web 服務(wù)，通過對Web服務(wù)進(jìn)行動態(tài)選擇和組裝，可以構(gòu)建出十分靈活的系統(tǒng)流程。

隨著Web服務(wù)的急劇增加，如何在眾多服務(wù)中選取符合用戶需求的服務(wù)成為Web服務(wù)領(lǐng)域的一個研究重點(diǎn)，作為Web服務(wù)管理中的一個重要考慮因素，服務(wù)質(zhì)量（QoS）倍受關(guān)注[2]。用戶的需求可以分為功能性需求和非功能性需求，功能性需求用于描述系統(tǒng)所應(yīng)提供的功能，非功能性需求則用于描述系統(tǒng)提供的服務(wù)或功能所受到的約束。服務(wù)質(zhì)量作為用戶的非功能性需求，描述了Web服務(wù)某些方面的質(zhì)量信息，對于組合Web服務(wù)和成功構(gòu)建符合用戶需求的Web應(yīng)用具有重要意義[3]，因而基于服務(wù)質(zhì)量的web服務(wù)管理越來越受到研究者的重視。

本文首先對Web服務(wù)和QoS的相關(guān)概念進(jìn)行了介紹，針對目前的Web服務(wù)管理往往只考慮功能性需求這一現(xiàn)狀，引入多維QoS定義Web 服務(wù)的QoS屬性，并在此基礎(chǔ)上基于WSDL實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)的多維QoS管理框架。

2 Web服務(wù)和QoS

2.1 Web服務(wù)

Web服務(wù)是一種面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，基于SOAP，WSDL 和UDDI 等一組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)的Web協(xié)議提供服務(wù)，目的是保證不同平臺的應(yīng)用服務(wù)可以互操作。Web服務(wù)的基本架構(gòu)包括參與者和基本操作。參與者分別是服務(wù)提供者、服務(wù)請求者和服務(wù)代理，基本操作分別為發(fā)布、綁定、查找[2]。隨著研究的不斷深入，越來越多的研究者認(rèn)識到Web服務(wù)管理不僅要考慮Web服務(wù)是否滿足用戶的功能性需求，同時，用戶的非功能性需求，即服務(wù)質(zhì)量，也應(yīng)被考慮在內(nèi)。作為Web服務(wù)管理中的重要考慮因素，服務(wù)質(zhì)量的研究倍受關(guān)注。

WSDL是Web Service的描述語言，是一種接口定義語言，用于描述Web Service的接口信息，是一種使用 XML 編寫的文檔。這種文檔可描述某個 Web service，它可規(guī)定服務(wù)的位置，以及此服務(wù)提供的操作（或方法）。

2.2 QoS

QoS的定義最初由CCITT在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中給出：QoS是一個綜合指標(biāo)，用于衡量使用一個服務(wù)的滿意程度，描述關(guān)于一個服務(wù)的某些性能特點(diǎn)。在不同領(lǐng)域，QoS的定義有所不同，在Web服務(wù)中的QoS屬性定義為：一系列影響到一個Web服務(wù)提供的質(zhì)量的非功能屬性[4]。QoS的屬性分為兩類：一類是服務(wù)層QoS屬性，也叫內(nèi)部QoS屬性，由服務(wù)提供者的操作機(jī)制決定，例如優(yōu)先級機(jī)制；另一類是網(wǎng)絡(luò)層QoS屬性，也叫外部QoS屬性，不受服務(wù)提供者的操作機(jī)制影響[5]。該文研究的QoS屬性主要涉及服務(wù)層QoS屬性。

3 Web服務(wù)的多維QoS屬性

3.1 多維QoS

Web服務(wù)的QoS屬性可以理解為一組可量化的參數(shù)集合，用來衡量服務(wù)請求者對所提供服務(wù)的滿意程度。由于用戶的QoS需求往往各不相同，單一的QoS參數(shù)難以系統(tǒng)描述用戶的QoS需求，為了更加準(zhǔn)確的描述Web服務(wù)的QoS屬性，引入多維QoS的概念。

隨著Web服務(wù)迅速發(fā)展，QoS參數(shù)的種類變得越來越豐富，涉及層面越來越多，為了更加深入地對QoS進(jìn)行研究，Carnegie Mellon大學(xué)提出了多維QoS的概念。

維的概念來自幾何學(xué)，在幾何學(xué)中，維是空間中點(diǎn)的坐標(biāo)，是構(gòu)成空間的基本元素。根據(jù)n維QoS的概念，一個應(yīng)用的QoS可以看作一個n維空間，每類QoS參數(shù)是構(gòu)成這個空間的一維。這樣，不同維QoS參數(shù)之間的關(guān)系可以通過各維間的限制條件來表示，有利于研究復(fù)雜的QoS結(jié)構(gòu)。

3.2 Web服務(wù)的多維QoS屬性

Web服務(wù)的QoS涉及Web服務(wù)的各個方面，其QoS屬性較為復(fù)雜，為了更好地描述Web服務(wù)的QoS屬性，將Web服務(wù)的QoS看作由時間維、空間維、可靠維、效益維構(gòu)成的一個四維QoS空間，如表1所示。

4 基于WSDL的Web服務(wù)QoS管理框架

在對Web服務(wù)的多維QoS屬性進(jìn)行定義的基礎(chǔ)上，該文基于WSDL實(shí)現(xiàn)了一個Web服務(wù)QoS管理框架，引入多維QoS對Web服務(wù)的QoS進(jìn)行管理。根據(jù)WSDL的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每維QoS用一個WSDL端口來表示，一個WSDL端口包含若干個request-response類型的方法，用于判斷QoS屬性是否符合要求，并將判斷結(jié)果返回，QoS屬性和判斷結(jié)果用WSDL消息表示。其中，根據(jù)QoS屬性的類型，可將其分為數(shù)值型和文字型兩類，數(shù)值型QoS屬性的值是一個數(shù)值范圍，文字型QoS屬性的值是一段描述文字。通過在一個Web服務(wù)中綁定多個WSDL端口，Web服務(wù)的QoS可以通過基于WSDL的多維QoS管理框架來管理，從而在滿足功能性需求的同時保障Web服務(wù)的非功能性需求。下面以時間維QoS和效益維QoS為例給出其WSDL描述片段。

對于時間維QoS，其WSDL描述片段為：

5 結(jié)論

本文首先對Web服務(wù)、WSDL和QoS的基本概念進(jìn)行了介紹，然后針對目前的Web服務(wù)管理往往只關(guān)注功能性需求而忽略非功能需求這一問題，提出了一種基于WSDL的Web服務(wù)QoS管理框架。該框架通過引入多維QoS對Web服務(wù)的非功能性需求進(jìn)行詳細(xì)分析，定義了Web服務(wù)的多維QoS屬性，并基于WSDL這一Web服務(wù)的通用描述語言實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)QoS管理框架，從而在滿足Web服務(wù)功能性需求的同時對Web服務(wù)的非功能性需求提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李研，周明輝，李瑞超，等. 一種考慮QoS數(shù)據(jù)可信性的服務(wù)選擇方法[J].軟件學(xué)報(bào)，2008，19（10）：2620-2627.

[2] 岳昆，王曉玲，周傲英.Web服務(wù)核心支撐技術(shù)：研究綜述[J].軟件學(xué)報(bào)， 2004，15（03）： 428-442.

[3] 肖芳雄，黃志球，曹子寧，等. Web 服務(wù)組合功能與QoS 的形式化統(tǒng)一建模和分析[J]，軟件學(xué)報(bào)， 2011，22（11）：2698-2715.

[4] Ran Shu-Ping. A model for Web service discovery with QoS[J]. ACM SIGeeom Exchanges，2003，4（1）：1-10.

[5] Tian M， Gramm A， Naumowicz T， et al. A concept for QoS integration in services[C]. Proceedings of the 4th International Conference on Web Information Systems Engineering Workshops， Rome，Italy，2003：140-148.