一種面向Ｓｅｓｓｉｏｎ的Ｗｅｂ ＱｏＳ控制模型

摘要：服務質量（QoS）是Web服務在商業應用中是否能夠取得成功的關鍵因素，現有的一視同仁的Web服務機制無法為不同的用戶提供區分的QoS支持。該文根據會話（Session）的特點提出一種面向Session的Web QoS控制模型，利用該模型可對Web請求進行身份識別、階段識別、訪問控制等，能夠有效地實現Web服務區分。

關鍵詞：Session；區分服務；服務質量（QoS）

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)31-0794-01

A Web QoS Control Model Oriented Session

CHEN Hong-hong

(College of Distance Learning Northwest Normal University， Lanzhou 730070， China)

Abstract: Quality of Service(QoS) is the key factors in the commercial application of Web services， the existing non-discriminatory mechanism for Web services is not possible to provide specific QoS support for different users. This paper presents a control model of Web QoS oriented session according to the characteristics of conversation Session， the model can be used on the Web requests identification， stage recognition， access control Etc. can effectively achieve web differentiated service.

Key words: session; web differentiated service; QoS

1 研究現狀

會話（Session）是實現在互不相關、無狀態的Web頁面之間信息交互的有效方法，它將來自同一個用戶的一系列請求標志為同一個Session，不同Web頁面之間的信息就通過Session值來傳遞。Session被廣泛用來支持電子商務與在線銀行等網站的網上交易，為保證網上業務的順利開展，人們對面向Session的Web服務質量控制研究已經重視起來。

然而在接收到Session的第一個請求時，系統并不能確定用戶到底需要什么樣的服務，用戶的Session是否執行交易，用戶的Session會占用多少資源等等，而這些因素在服務質量控制中卻是至關重要的。

在無法確定Session具體會怎么表現的情況下，最為簡單的控制方法就是以主機當前Session數表示主機負荷，基于訪問控制策略來控制新Session的接收，例如文獻[1]中的Web服務器為不同長度的所有Session提供公平的機會。系統訪問控制按周期進行，在每個時間周期測量服務器利用率。如果在一個周期內觀測到的利用率超過特定的閾值，則在下一個周期內，所有新會話都被拒絕而只有已接入會話的請求可以得到繼續服務；一旦觀測到利用率降低到給定的閾值，服務器將改變策略，在下一個周期繼續接收和處理新會話。該方法主要針對準入點進行訪問控制，接收Session以后則沒有提供進一步策略，認為所有接收的請求都能夠得到執行，然而Viogt等通過實驗證明，即使系統不接收新Session，也不能保證系統的性能能夠滿足原有用戶Session的性能需求，這從Session的特點來看也不難理解，因為Session對應的用戶請求率是不穩定的，每個請求對資源的需求也是不確定的。在這種情況下，如何來進一步取舍正在執行中的Session來保證系統穩定是一個比較棘手的問題。文獻[2]提出根據Session生命周期來設置Session的優先級，例如當用戶Session在購物車中放置一些貨品以后優先級變高，但文中沒有進一步給出具體的解決辦法。文獻[3，4]都從應用感知的角度提出訪問控制策略，基本思想都是將Session分成幾個階段，例如主菜單、空籃狀態瀏覽、實籃（非空籃）狀態瀏覽、結帳等四個階段，每個到訪的請求都對應到一個階段，然后根據構成Session的請求之間的靜態依賴關系，評估出每個階段要保證的所有排隊等候的請求能夠在預期時間之內處理完成所需的資源，當資源不能滿足時，則由訪問控制進行請求拒絕。

2 關鍵問題

提供區分服務，首先要為用戶Session分類并設置服務等級。用戶之間的區分服務，從Web hosting角度來說，是內容服務商之間的區分服務；從電子商務站點的角度來說，則是購買者之間的區分服務。由于執行商務應用的網站都具有較高的安全性，同時對業務運行環境都有特定的要求，典型的運行平臺如J2EE、Net、Domino等，這種情況下，對應Webhosting用戶，更多的是采用主機專用方式。因此這里討論的區分服務主要考慮電子商務用戶之間的區分服務。

而對電子商務企業來說，通常根據用戶的信用度和購買力來劃分用戶群，如將具有很強購買力和良好信用度的用戶定義為金牌用戶，購買力稍弱的用戶群定義為銀牌用戶，其他用戶則定義為銅牌用戶。劃分用戶群之后，在同時為不同用戶群提供服務時，就可以有針對性地實施服務區分策略。不同用戶群用戶之間的差異性是Session優先級設置的一個重要依據。Session除了識別用戶身份外，還具有事務邏輯相關性。這說明在同一個用戶群的用戶服務之間，根據Session執行事務的重要性，也需要為Session設置優先級。以電子商務網站為例，Session事務的重要性主要體現在事務的執行階段，如結帳階段的重要性顯然比貨品瀏覽要高。設置Session優先級的主要目的是在系統資源不能滿足現有Session事務處理的需求時，仍可以保證更多將帶來經濟效益的Session的完成，從而最大限度地提高服務供應商的經濟效益。另外，重要性更高的Session一般都消耗了較多的系統資源，考慮重要性也有利于減少因無效Session執行的資源浪費。因此我們對優先級的控制策略是先按過程階段對Session進行分類，然后再對同一個過程階段的Session按用戶優先級進行分類。因此設計區分服務策略要滿足以下2個基本目的：

1) 按用戶優先級提供區分服務，即能夠使金牌用戶相對其他用戶得到更優先的服務，體現在更小的響應失敗率和響應等待時延。

2) 按Session階段優先級提供區分服務，使進入到更重要階段的Session能夠有更多的機會被執行完成，減少因Session被拒絕引起的資源消耗。

3 面向Session的Web QoS控制模型

該模型由身份識別、階段識別、訪問控制、請求調度等功能模塊組成，由于不同狀態階段請求處理所需的資源需求具有很大的差別，模型中對不同狀態階段分別設置隊列。模型對應請求的處理過程可以按以下步驟描述：收到請求以后，首先對請求按Session進行身份識別。如果請求對應著要創建一個新Session，則按發出請求的用戶身份為Session設置初始優先級，此時Session將對應著金牌、銀牌和銅牌，新Session請求跟Session的優先級對應。Session識別后就進入階段識別操作，根據網站業務的定義確定請求屬于Session的階段，然后進入訪問控制過程，由系統根據當前負荷決定是否接收請求。如果請求被拒絕，則對應的Session過程結束，否則請求按對應的狀態隊列排隊等候處理。請求調度模塊用來從不同隊列讀取正在等侯處理的請求，并把請求提交給Web服務器進行處理。

4 結束語

該文在分析面向Session的Web QoS研究現狀的基礎上，提出了一種面向Session的Web QoS控制模型，與傳統請求處理模式相比，該模型將用戶請求截取并進行身份識別、階段識別，訪問控制及請求調度，最后提交至Web服務器處理。通過此類控制能夠有效地實現Web服務區分。希望通過以上工作對今后的研究工作提供一定的借鑒和參考。

參考文獻：

[1] Ludmila Cherkasova and Peter Phaal.Session based admission control-a Mechanism for Improving Performance of Commercial Web Sites.In Proccedings of the International Workshop on Quality of Service，London，England，June 1999.

[2] T.Voigt and Per Gunningberg.Kernel based control of persistent web server connections In Proceedings of the Performance and Architecture of Web Servers Workshop，Cambridge MA，June 2001.

[3] Jakob Carlstrom and Raphael Rom.Application-aware Admiddion Control and Scheduling in Web Servers.In Proceedings of the IEEE Infocom 2002 Conference，New York City，June 2002，IEEE.http://www.ieee-infocom.org/2002/papers/560.pdf.

[4] Huamin Chen and Prasant Mohapatra.Session-Based Overload Control in QoS-Aware Web Servers.In Proceedings of the IEEE Infocom 2002 Conference，New York City，June 2002.IEEE.