多媒体服务覆盖网中的服务组合问题研究

摘要

随着Internet上Web服务的快速发展，越来越多的服务提供商以Web服务的形式为用户提供多媒体应用。但由于上述应用功能单一，服务能力有限，如何利用服务组合技术向用户提供综合、复杂的多媒体服务成为一个有实际应用价值的课题。为此，本文针对分布式多媒体应用中的服务组合问题，利用web服务间能够互联形成一个应用层服务覆盖网的特点，提出了基于多媒体服务覆盖网的服务组合框架，并围绕该框架中的服务发现、服务路由以及服务路径的失败恢复等问题展开研究，通过服务组合为用户提供智能的集成服务，满足用户动态、多变的功能及非功能性需求。主要工作如下：
　　 (1)提出了一个基于多媒体服务覆盖网的服务组合框架，满足Internet上大规模分布式多媒体应用需求。针对多媒体应用不能保证服务质量(QoS),缺乏灵活性和可扩展性等问题，提出了一个基于多媒体服务覆盖网的分层服务组合框架MSON。MSON从服务组合模式和多媒体服务组合模型出发，采用层次结构来简化复杂的服务组合问题，分离出其基本功能单元，建立层次化结构模型，为分布式多媒体应用提供一致的系统框架，实现应用的可扩展性和灵活性。
　　 (2)提出了一个分布式语义服务发现方法，解决MSON中服务发现问题。针对传统UDDI服务发现方法不能解决MSON面临的分布式查找和语义服务匹配问题，对MSON提出了相应的一个分布式服务发现方法。该方法在服务注册节点上发布语义服务广告，采用Bloom filter技术提高搜索效率，用预计算方法回避高耗时的推理操作，提高服务匹配效率。针对从众多功能相似的服务中选择最优服务问题，从信任和信誉管理的角度提出基于QoS的服务选择排序算法。该算法根据用户的反馈、服务提供者提供的数据以及可信代理的报告三方面的因素计算QoS预期值，并根据QoS预期值对服务选择和排序。
　　 (3)提出了QoS服务路由算法，解决MSON中服务路径选择问题。MSON是通过把多媒体应用需求映射为覆盖网路由的方式实现服务组合的，本文从平面覆盖拓扑和分层覆盖拓扑两个角度研究服务路由算法，提出满足QoS的平面服务路由算法KTA-LBSPSA和QoS感知的层次服务路由算法HQSRA。KTA-LBSPSA算法首先在建立的最小延迟服务树中分层查找满足QoS约束的服务路径，并从多个候选服务路径中选择有最大负载公平值的路径作为最终的服务路径，得到一个满足QoS约束、负载均衡的服务路径。HQSRA算法将服务路径选择过程分为簇间和簇内选择两个步骤，解决在大规模分层覆盖网中发现QoS满意的服务路径问题。
　　 (4)提出了一个最小干扰服务组合和恢复算法，解决MSON中服务路径稳定性问题。针对MSON覆盖网中的服务节点和链路存在失效的问题，提出一个优化的服务干扰模型来定量地描述服务中断对端用户的影响；并遵循优先使用可本地恢复的节点、选择可靠节点以及消极调整服务路径三个路由选择原则，设计了最小干扰服务组合和恢复启发式算法MISCR。仿真实验表明，相比传统的算法，MISCR降低了服务中断对端用户的影响，提高了系统的健壮性和稳定性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 多媒体应用需求

1.2 面向服务的计算与面向服务的体系架构

1.3 web服务技术

1.3.1 Web服务体系结构

1.3.2 Web服务特点

1.3.3 Web服务组合

1.4 覆盖网络

1.4.1 覆盖网络概述

1.4.2 基于覆盖网的服务组合的优势

1.5 论文研究的关键问题

1.6 论文内容

1.7 论文结构

第2章 基于多媒体服务覆盖网的分层服务组合框架

2.1 引言

2.2 服务组合模式

2.3 多媒体组合服务模型

2.4 分层服务组合框架

2.4.1 MSON分层软件结构

2.4.2 MSON覆盖网结构

2.4.3 MSON工作流程

2.5 相关工作

2.5.1 覆盖网络

2.5.2 服务组合

2.6 小结

第3章 分布式语义服务发现方法

3.1 引言

3.2 Web服务发现技术

3.3 分布式语义服务发现方法

3.3.1 MSON分布式服务发现框架

3.3.2 语义服务匹配算法

3.4 小结

第4章 基于QoS的服务选择算法

4.1 引言

4.2 欺骗模式

4.3 服务发现的信任和信誉管理模型

4.4 基于QoS的选择和排序算法

4.4.1 报告预处理

4.4.2 服务选择和排序

4.5 实验和分析

4.5.1 实验设置

4.5.2 实验和分析

4.6 小结

第5章 QoS服务路由算法

5.1 引言

5.2 QoS和服务路由

5.2.1 QoS参数

5.2.2 路由算法分类

5.2.3 相关工作

5.3 满足QoS的平面服务路由算法

5.3.1 服务路径的搜索-KTA算法

5.3.2 服务路径的选择-LBSPSA算法

5.3.3 KTA-LBSPSA算法仿真实验

5.4 QoS感知的层次服务路由算法

5.4.1 MSON覆盖网的分层结构

5.4.2 聚合代价函数W

5.4.3 服务路由信息分发

5.4.4 QoS感知的层次服务路由算法

5.4.5 HQSRA仿真实验

5.5 小结

第6章 最小干扰服务组合和恢复算法

6.1 引言

6.2 服务分发网络

6.3 服务干扰模型

6.3.1 干扰和干扰强度函数

6.3.2 MISCR优化算法

6.4 最小干扰服务路由

6.4.1 最小干扰服务路由策略

6.4.2 最小干扰启发式服务路由算法

6.5 仿真实验

6.5.1 延迟影响

6.5.2 服务路径长度影响

6.5.3 系统动态变化影响

6.6 小结

第7章 总结和展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论著及科研情况

致谢