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语义Web服务索引的构建和带有QoS的服务发现

作　者: 陈诚
导　师: 杨庚
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信息安全
关键词: 语义Web服务发现 Web服务QoS 语义Web服务索引本体
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
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内容摘要

Web服务经过多年的技术积淀产生了许多成熟的应用模型,期间伴随出现了大量的可用Web服务。随着语义网相关技术的加入,Web服务的描述具有了丰富的语义信息,成为了语义Web服务。本体关系推理工具开始广泛使用于语义Web服务发现过程中,虽然它极大地改善了服务发现算法的精度,但却影响了服务发现的速度。另一方面,由于Web服务数量的增长,服务的安全性问题开始凸显。用户越来越关注服务的可靠性、可信度等QoS因素,并且服务发现算法返回给用户的服务越来越多而且这些服务功能都是相同的,用户需要在这些服务中进一步选择,而Web服务的安全性也就成为他们选择的主要依据。QoS技术是保证Web服务安全性的一个重要手段,因此服务发现模型必须在Web服务安全性、可靠性等QoS参数的描述、匹配与选择方面给用户提供更多地支持,使得衡量广告服务和请求服务安全性、可靠性的QoS属性能够被精确地描述和匹配,力求发现的服务可靠、访问安全、过程可控。针对语义Web服务发现过程中,由于使用推理工具导致匹配速度较慢的问题,本文研究了一种基于索引的服务发现技术并将其应用于服务的功能匹配过程中。首先使用本体概念来描述服务的各项功能参数并利用本体概念间的包含关系来定义服务匹配的必要条件,而本体概念间的包含关系则依据其在本体概念树中的位置来确定。接着对这些本体概念进行区间编码然后建立索引(B+-树或R-树),通过在索引中进行范围查询就可以完成服务功能参数的语义匹配。讨论的最后给出了具体的服务功能匹配算法。对于用户关心的Web服务安全性和可靠性,本文先研究了Web服务QoS的特点并定义了一个QoS本体描述模型—QoSOL,用于对Web服务的安全性、可靠性、性能、网络环境等QoS参数进行精确的描述。在此基础上,本文给出了一个语义Web服务QoS参数的匹配模型。模型要求先从语义角度考察服务提供方和请求方QoS参数度量值是否匹配。只有语义匹配成功,才会使用约束规划方法考察各度量值的数值约束是否匹配,而且模型将对匹配结果进行详细的分类,能够给用户更多的反馈信息。另外,本文还讨论了服务质量评价函数的设计以及基于QoS的Web服务选择。最后通过实验表明,在大规模的语义Web服务发现过程中,使用索引来完成服务参数的语义匹配能够极大的减少搜索空间和比较次数,使得服务发现过程满足一定精度要求的同时更为快速,而使用QoSOL本体和相应的匹配模型对Web服务的安全性、可靠性、性能、网络环境等QoS参数进行语义描述与匹配也是可行的,从而使得Web服务的发现与使用更安全、可靠和灵活。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
插图  9-10
表格  10-11
算法  11-12
第1章绪论  12-20
  1.1 课题研究背景和意义  12-14
  1.2 相关工作  14-16
    1.2.1 语义Web 服务描述与发现技术的研究现状  14-15
    1.2.2 语义Web 服务QoS 技术的研究现状  15-16
  1.3 问题的提出及本文的主要工作  16-18
    1.3.1 问题的提出  16-17
    1.3.2 本文的主要工作  17-18
  1.4 本文的组织结构  18-20
第2章 Web 服务和语义网技术概述  20-31
  2.1 Web 服务技术  20-22
    2.1.1 Web 服务简介  20-21
    2.1.2 Web 服务的技术构成  21-22
  2.2 语义网技术  22-26
    2.2.1 语义网的层次结构  23-24
    2.2.2 语义网中的相关技术  24-26
  2.3 语义Web 服务  26-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章语义Web 服务索引的创建与功能匹配  31-44
  3.1 语义Web 服务的功能匹配  31-33
  3.2 本体概念树的编码  33-36
    3.2.1 编码策略的提出  33-35
    3.2.2 编码策略的改进  35-36
  3.3 语义Web 服务索引的建立  36-39
    3.3.1 服务功能参数B+-树索引的构建  36-38
    3.3.2 服务功能参数R-树索引的构建  38-39
  3.4 服务功能匹配算法  39-43
    3.4.1 基于B+-树索引的服务功能匹配算法  39-40
    3.4.2 基于R-树索引的服务功能匹配算法  40-41
    3.4.3 渐进式服务查询和排序算法  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章语义Web 服务的QoS 技术  44-63
  4.1 Web 服务的QoS  45-47
    4.1.1 Web 服务QoS 的定义  45-46
    4.1.2 Web 服务QoS 属性的选择  46-47
  4.2 Web 服务QoS 参数的本体建模  47-53
    4.2.1 QoSOL 本体  47-50
    4.2.2 QoSOL 本体的应用  50-53
  4.3 Web 服务QoS 参数的匹配和选择  53-62
    4.3.1 问题描述  53-54
    4.3.2 QoS 参数的语义匹配  54-56
    4.3.3 QoS 参数的数值约束匹配  56-60
    4.3.4 基于QoS 的服务评价与选择  60-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章实验评测与数据分析  63-79
  5.1 基于索引的服务功能匹配算法的评测  63-67
    5.1.1 实验数据集  63
    5.1.2 主要测试指标  63-64
    5.1.3 实验工具和环境  64
    5.1.4 实验步骤  64-65
    5.1.5 实验数据分析  65-67
  5.2 QoS 参数匹配算法的验证  67-74
    5.2.1 验证实例的创建  67-70
    5.2.2 算法验证  70-74
  5.3 QoS 参数数值约束匹配算法的评测  74-79
    5.3.1 算法输入的创建  74-76
    5.3.2 主要测试指标  76
    5.3.3 实验工具和环境  76
    5.3.4 实验步骤  76-77
    5.3.5 实验数据分析  77-79
第6章总结与展望  79-81
  6.1 本文工作总结  79
  6.2 未来工作展望  79-81
致谢  81-82
参考文献  82-86
作者在硕士研究生期间发表的论文  86

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