一種本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法

楊 健，朱 斌，劉 寧，李冠宇

(大連海事大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116026)

一種本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法

楊 健，朱 斌，劉 寧，李冠宇

(大連海事大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116026)

現(xiàn)有的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法是基于關(guān)鍵字搜索，且手動(dòng)地查詢用戶需求的云服務(wù)，其查詢結(jié)果中會(huì)包含不相關(guān)的信息，容易遺漏相關(guān)的服務(wù)，增加用戶工作量且不能滿足用戶的一些高級(jí)個(gè)性化查詢要求。為了解決現(xiàn)有云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法中的這些問題，提出了一種語義物聯(lián)網(wǎng)中本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。該方法利用云本體的概念匹配技術(shù)，借助推理機(jī)對(duì)云服務(wù)的描述信息和用戶需求的描述信息進(jìn)行相似性推理，增強(qiáng)了用戶需求與云服務(wù)之間的匹配精度。通過對(duì)本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)框架與算法的描述以及實(shí)驗(yàn)后的性能分析表明，該方法可以為服務(wù)請(qǐng)求者提供更加準(zhǔn)確的服務(wù)，提高了服務(wù)發(fā)現(xiàn)的成功率并高效地發(fā)現(xiàn)滿足用戶需求的云服務(wù)。

云計(jì)算；云服務(wù)；云本體；本體增強(qiáng)；云服務(wù)發(fā)現(xiàn)

0 引 言

隨著云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，云服務(wù)資源的種類隨之不斷增加，云服務(wù)提供者以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)媒介向云服務(wù)使用者提供云資源及服務(wù)，但是云服務(wù)使用者卻很難有效地使用[1]。這是因?yàn)榈侥壳盀橹梗€沒有一個(gè)明確的方法可以有效地從多種多樣的云服務(wù)中發(fā)現(xiàn)最符合用戶需求的云服務(wù)。

現(xiàn)有的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法是基于關(guān)鍵字搜索，以傳統(tǒng)的搜索引擎作為查詢機(jī)制。用戶查找到云服務(wù)后，還需要手動(dòng)查看關(guān)于云服務(wù)的描述信息[2]，既而找到最滿足需求的云服務(wù)。該方法不僅增加了用戶的工作量，而且很容易遺留與需求相關(guān)的云服務(wù)。因此，用戶需要一種能夠更加快速、高效地查找出滿足需求的新方法。

針對(duì)上述問題，文中提出了語義物聯(lián)網(wǎng)中本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。該方法在云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程中，創(chuàng)建云本體，將本體、概念之間的關(guān)系應(yīng)用于云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程中，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)的推理與重用，使計(jì)算機(jī)更好地解析概念和屬性所表達(dá)的真實(shí)含義。

云服務(wù)的描述信息與用戶需求的描述信息借助推理機(jī)進(jìn)行相似性推理與匹配后，可以提高兩者之間的相似程度，有效地為用戶提供滿足個(gè)性化需求的云服務(wù)。

1 基本概念

1.1 云計(jì)算

云計(jì)算(Cloud Computing)[3]是一種新型的計(jì)算模式，以互聯(lián)網(wǎng)作為工具提供動(dòng)態(tài)的，且容易擴(kuò)展的虛擬化資源，同時(shí)可以對(duì)相關(guān)服務(wù)進(jìn)行增加、使用和交付等操作。云計(jì)算[4]對(duì)云外的用戶提供不同層次與級(jí)別的多種服務(wù)，并且可按需動(dòng)態(tài)配置服務(wù)。云計(jì)算特有的以“一切資源即服務(wù)”為中心的服務(wù)方式，即一切資源都是以服務(wù)的形式提供給用戶選擇和使用，使得云計(jì)算成為繼語義網(wǎng)之后的又一流行詞。

云計(jì)算的服務(wù)模式[5]主要有：

(1)軟件即服務(wù)(Software as a Service,SaaS)：服務(wù)使用者通過Internet訪問服務(wù)提供者開發(fā)的，且以服務(wù)模式提供的軟件功能，使用者不需要關(guān)心軟件所在主機(jī)的底層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具體是什么形式。

(2)平臺(tái)即服務(wù)(Platform as a Service，PaaS)：指將開發(fā)軟件所使用的平臺(tái)作為一種服務(wù)資源，以SaaS的模式交給服務(wù)使用者進(jìn)行使用。

(3)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a Service，IaaS)：服務(wù)使用者以Internet作為基礎(chǔ)從完整的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施中獲得服務(wù)。

1.2 云服務(wù)

云計(jì)算以互聯(lián)網(wǎng)為媒介提供動(dòng)態(tài)的，易于擴(kuò)展的虛擬化服務(wù)資源。將網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)比喻成“云”，抽象地表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施。云服務(wù)指以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以按照需求的方式來獲取自身所需要的服務(wù),特點(diǎn)是按照需求進(jìn)行分配且容易進(jìn)行擴(kuò)展[6-7]。它意味著可以通過互聯(lián)網(wǎng)將計(jì)算和存儲(chǔ)能力以商品的形式進(jìn)行流通。

簡(jiǎn)單地說，云服務(wù)將企業(yè)發(fā)展所需要的軟硬件和資料都存放在網(wǎng)絡(luò)上，無論什么時(shí)間、地點(diǎn)，只要使用設(shè)備都能互相連接，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、獲取、運(yùn)算等目的。

到目前為止，使用較多的云服務(wù)有公有云(Public Cloud) 和私有云(Private Cloud)兩種，見表1。

表1 公有云與私有云的區(qū)別

1.3 本體與云本體

1.3.1 本 體

本體，又被稱為本體論[8]，被知識(shí)工程學(xué)者當(dāng)成一種能夠在語義和知識(shí)層面上描述信息系統(tǒng)的概念建模的工具。

1993年，Gruber給出了一個(gè)最為流行的定義：本體是概念模型的明確的規(guī)范說明。這個(gè)定義包含的四層含義如表2所示。

表2 本體定義的四層含義

概括地說，本體即為概念以及概念之間的關(guān)系[9]。

1.3.2 云本體

云計(jì)算作為一種新型的計(jì)算模式，允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)使用各種計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施。云計(jì)算的提供商將這些基礎(chǔ)設(shè)施抽象成一個(gè)或多個(gè)抽象層，每層提供一種服務(wù)。軟件應(yīng)用程序、編程平臺(tái)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、基礎(chǔ)設(shè)施和硬件都被抽象成一種服務(wù)，這些服務(wù)被看作是云計(jì)算服務(wù)的核心，但是其內(nèi)部關(guān)系十分模糊復(fù)雜導(dǎo)致內(nèi)部互操作非常困難。而且云計(jì)算領(lǐng)域也缺少對(duì)內(nèi)部依賴關(guān)系的理解，阻礙了云計(jì)算領(lǐng)域研究的進(jìn)一步發(fā)展。因此，Youseff[10-11]等嘗試著為“云”建立一個(gè)詳細(xì)的本體，并提出了介紹云計(jì)算領(lǐng)域的知識(shí)、組件及其之間關(guān)系的新概念。

文中所提出的云本體，是為了查找基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)中提供的服務(wù)而創(chuàng)建的云計(jì)算領(lǐng)域本體。建立云本體可以幫助用戶更好地理解云計(jì)算模型中各個(gè)組件之間的內(nèi)部關(guān)系，以及如何利用其他的云組件重新組合現(xiàn)有的系統(tǒng)來滿足某種新的需求[12]。

圖1為云本體中云概念之間的層次化關(guān)系。云本體包括軟件應(yīng)用層、編程平臺(tái)層、硬件層以及云系統(tǒng)層。其中，云系統(tǒng)層為主要層次，包括平臺(tái)即服務(wù)層、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層、數(shù)據(jù)即服務(wù)層、軟件即服務(wù)層以及通信即服務(wù)層。

2 本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)

2.1 本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)的總體框架

云服務(wù)提供者通過注冊(cè)中心注冊(cè)發(fā)布自己所提供的云服務(wù)，并在注冊(cè)服務(wù)的同時(shí)提供關(guān)于云服務(wù)的描述信息。另一方面，云服務(wù)需求者通過Web界面提交自己的請(qǐng)求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)收到該請(qǐng)求信息后，首先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，處理成系統(tǒng)可以識(shí)別的需求格式，并將處理結(jié)果發(fā)送到推理及匹配模塊。當(dāng)推理匹配模塊收到經(jīng)過預(yù)處理的需求信息后，便與發(fā)布在注冊(cè)中心的云服務(wù)描述信息進(jìn)行推理與匹配。在匹配過程中參考云本體，借助語義推理機(jī)對(duì)兩者進(jìn)行相似性推理，獲得概念之間的相似程度，增強(qiáng)服務(wù)匹配精度。經(jīng)過需求信息預(yù)處理，需求信息與服務(wù)信息的匹配，服務(wù)過濾與評(píng)分，選出滿足用戶請(qǐng)求的服務(wù)，將結(jié)果通過Web界面返回給用戶參考。

圖1 云本體中概念之間的層次化關(guān)系圖

由此，圖2提出了本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)框架這一概念性模型。該框架的核心功能主要包括Web界面、注冊(cè)中心、信息預(yù)處理、服務(wù)匹配以及服務(wù)的評(píng)估與過濾。

(1)Web界面。

是用戶和系統(tǒng)交互的接口。云服務(wù)提供者以標(biāo)準(zhǔn)的屬性規(guī)格注冊(cè)自己的云服務(wù)，云服務(wù)需求者通過Web界面以標(biāo)準(zhǔn)的屬性規(guī)格向系統(tǒng)提交自己的服務(wù)請(qǐng)求。例如，用戶需要選擇自己所需的操作系統(tǒng)、CPU等一系列信息。系統(tǒng)收到用戶的請(qǐng)求后，請(qǐng)求將被發(fā)送到預(yù)處理模塊進(jìn)行處理。當(dāng)云服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程完成時(shí)，若該服務(wù)與用戶的請(qǐng)求一致，則通過Web接口返回給用戶，供用戶選擇和使用。

(2)注冊(cè)中心。

注冊(cè)中心包含已注冊(cè)服務(wù)的提供者及其所提供的服務(wù)，同時(shí)也包含了云服務(wù)提供者和需求者制定的每一種服務(wù)方案的價(jià)格效用、時(shí)隙效用和平均效用的基本信息。這些基本信息用于計(jì)算PTN(Price and Timeslot Negotiation)效用，精確決定云服務(wù)的保留。

(3)預(yù)處理。

收到Web界面發(fā)送過來的用戶需求信息后，預(yù)處理階段將服務(wù)請(qǐng)求信息進(jìn)行分詞處理，并將服務(wù)請(qǐng)求信息轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)可以識(shí)別的向量格式，稱之為請(qǐng)求服務(wù)(RS)，發(fā)送到服務(wù)匹配模塊，與云服務(wù)提供者在注冊(cè)中心注冊(cè)發(fā)布的服務(wù)即目標(biāo)服務(wù)(OS)進(jìn)行匹配。在預(yù)處理的過程中，需要進(jìn)行詞法分析、停用詞刪除等操作。主要目的是提取用戶查詢請(qǐng)求中有用的服務(wù)信息，使得經(jīng)過該模塊處理后的服務(wù)請(qǐng)求信息更能精確地表達(dá)用戶的需求。

預(yù)處理階段的執(zhí)行過程主要包括四個(gè)步驟：

·Web界面收到用戶提交的需求信息后將查詢請(qǐng)求信息發(fā)送至推理機(jī)。

·推理機(jī)分別對(duì)每個(gè)查詢請(qǐng)求信息查詢?cè)票倔w，判定查詢請(qǐng)求信息是否存在于云本體中，把不存在于云本體中的查詢條件或參數(shù)剔除掉。

·將收到的查詢請(qǐng)求信息進(jìn)行詞法分析、分詞等操作，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以達(dá)到本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可以識(shí)別的統(tǒng)一表現(xiàn)形式的目的。

·規(guī)范化、可以識(shí)別的服務(wù)請(qǐng)求描述發(fā)送給語義服務(wù)匹配引擎。

(4)服務(wù)匹配。

語義推理機(jī)根據(jù)服務(wù)信息和已發(fā)布注冊(cè)的服務(wù)信息，運(yùn)用本體中的概念，概念間所包含的各種關(guān)系，以及推理機(jī)的推理功能來計(jì)算二者的匹配程度，最后將匹配結(jié)果返回給服務(wù)匹配引擎。文中設(shè)計(jì)了針對(duì)三種不同情況的云服務(wù)匹配方法，計(jì)算兩個(gè)服務(wù)之間的相似程度。

(5)PTN原理的服務(wù)評(píng)分與過濾。

對(duì)滿足用戶需求的云服務(wù)進(jìn)行評(píng)分與過濾，服務(wù)效用是決定服務(wù)評(píng)分的主要因素。PTN原理方便需求者和提供者之間進(jìn)行服務(wù)協(xié)商。云服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程參考查閱所構(gòu)建的云本體，以便找到最符合用戶個(gè)性化需求的服務(wù)。PTN原理提供給云服務(wù)的需求者多種依據(jù)價(jià)格和時(shí)間的服務(wù)方案。在云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程中，PTN原理和服務(wù)過濾一起被執(zhí)行，用戶可以看到不同服務(wù)的價(jià)格和時(shí)隙的效用，選出滿足自己偏好的最優(yōu)服務(wù)。

2.2 云服務(wù)發(fā)現(xiàn)的算法描述以及推理方法

云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程可以描述如下：用戶提交服務(wù)查詢請(qǐng)求信息，云服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)首先預(yù)處理用戶的需求信息，處理成系統(tǒng)可以識(shí)別的格式，并將其發(fā)送到服務(wù)匹配模塊。在接收到請(qǐng)求后，服務(wù)匹配模塊計(jì)算請(qǐng)求服務(wù)信息和已注冊(cè)的云服務(wù)信息之間的相似程度。經(jīng)過連續(xù)不斷地處理、匹配，提高了過濾效果，找到滿足用戶需求的服務(wù)。

云本體提供的元數(shù)據(jù)信息，描述了數(shù)據(jù)的語義，包括云概念和云個(gè)人及其之間的關(guān)系。云服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)接收到用戶提交的參數(shù)信息后，參考查詢構(gòu)建云本體來實(shí)現(xiàn)服務(wù)的推理和匹配。

對(duì)于服務(wù)之間的匹配，利用構(gòu)建的云本體，有以下三種情況[13-15]：相似性推理、等價(jià)性推理、數(shù)據(jù)類型屬性相似性推理。

(1)相似性推理。

通過統(tǒng)計(jì)兩個(gè)概念節(jié)點(diǎn)可達(dá)的共同節(jié)點(diǎn)來計(jì)算。概念的相似性代表了概念之間的共性。概念相似性的計(jì)算如式(1)所示：

(1)

其中，ρ為影響度，取值范圍為[0,1];α(x)是節(jié)點(diǎn)x向上可達(dá)的節(jié)點(diǎn)集合；α(x)∩α(y)是節(jié)點(diǎn)x,y向上可達(dá)的節(jié)點(diǎn)交集，是概念x和概念y共性的象征。

Simconp(x,y)=0表示概念x與y不相似，Simconp(x,y)=1則表示概念x和y相等。但是，相似性推理不能比較兩個(gè)兄弟節(jié)點(diǎn)之間的相似性。

(2)等價(jià)性推理。

等價(jià)性推理是基于標(biāo)簽值來決定兄弟節(jié)點(diǎn)概念之間的相似性。例如計(jì)算兩個(gè)軟件版本之間的兼容性，用兩個(gè)兄弟節(jié)點(diǎn)代表不同的軟件版本，經(jīng)過相似性推理會(huì)得到很高的相似度，但是依據(jù)兄弟節(jié)點(diǎn)代表時(shí)間先后順序的標(biāo)簽值來計(jì)算，就會(huì)得到不同的相似度。兩個(gè)兄弟節(jié)點(diǎn)概念之間的相似性如式(2)所示：

(2)

其中,c1,c2分別為概念x和概念y的標(biāo)簽值;Sim(x,y)為推理時(shí)得到的相似度值。

(3)數(shù)據(jù)類型屬性相似性推理。

數(shù)據(jù)類型的相似性推理用來決定兩個(gè)數(shù)據(jù)類型概念之間的相似性。相同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)類型相似性計(jì)算如式(3)所示：

(3)

其中,x為第一個(gè)數(shù)據(jù)類型的屬性值；y為第二個(gè)數(shù)據(jù)類型的屬性值；c為概念名；Maxc和Minc為數(shù)字屬性的取值范圍。

若提供服務(wù)與云服務(wù)之間的匹配滿足上述匹配方法之一，且得到的匹配度大于規(guī)定的閾值，則進(jìn)行下一個(gè)概念的比較，直到完成所有的概念和屬性的比較。若服務(wù)的所有概念和屬性都滿足用戶的需求，則將服務(wù)信息通過Web接口返回給用戶，由用戶來選擇最佳的服務(wù)。如果不滿足上述情況，則中止比較。

云服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法的偽代碼如下所示：

對(duì)所有經(jīng)過預(yù)處理后得到的請(qǐng)求服務(wù)結(jié)果集合:{R(1),R(2),…,R(N)}1.while(注冊(cè)中心目標(biāo)服務(wù)數(shù)量>0)計(jì)算目標(biāo)服務(wù)集合{s(1),s(2),…,s(N)}中s(1)和請(qǐng)求服務(wù)集合{R(1),R(2),…,R(N)}中R(1)的相似性: Step1:相似性推理 Step2:等價(jià)性推理 Step3:數(shù)據(jù)類型推理2.如果兩個(gè)概念經(jīng)過Step1得到相同的相似度,則它們是兄弟節(jié)點(diǎn)那么進(jìn)行Step23.如果兩個(gè)概念是數(shù)據(jù)類型的值那么進(jìn)行Step34.否則進(jìn)行Step15.經(jīng)過步驟2^4,計(jì)算所有目標(biāo)服務(wù)的服務(wù)效用:ServiceUtility=∑Ni=1term(i)×weight(k)term(i)=1N∑Ni=1Sim(userk,provideri)其中,weight=1/NPTNUtility=1/2(ConsumerUtility+ProviderUtility)6.根據(jù)服務(wù)效用對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)分7.選擇服務(wù)效用最高的結(jié)果作為最符合用戶需求的云服務(wù)8.如果用戶接受到多個(gè)服務(wù)方案,那么用戶選擇PTN效用最高的服務(wù)并且拒絕其他服務(wù)結(jié)束

2.3 本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的測(cè)試結(jié)果分析

為了驗(yàn)證本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的有效性，設(shè)定了系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)集，并將測(cè)試數(shù)據(jù)集合存儲(chǔ)在MySQL數(shù)據(jù)庫中，用來模擬云服務(wù)的注冊(cè)中心。實(shí)驗(yàn)中對(duì)160個(gè)云服務(wù)提供者提供的云服務(wù)分兩種情況進(jìn)行測(cè)試：(1)不使用云本體的傳統(tǒng)方法；(2)本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。

在第1種情況下，只有當(dāng)云服務(wù)提供者提供的服務(wù)信息與用戶的需求信息完全一致時(shí)才被認(rèn)定為查找成功，許多與用戶需求相關(guān)的信息被遺漏掉，降低了服務(wù)的利用率，增加了用戶的工作量。在第2種情況下，在本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法中，云本體提供云服務(wù)概念、屬性及其之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算領(lǐng)域知識(shí)的重用。利用云本體，使得從基于關(guān)鍵字的服務(wù)匹配模式變成了基于語義的服務(wù)匹配模式，只要云服務(wù)提供者提供的云服務(wù)與用戶的需求語義相似，相關(guān)的云服務(wù)就可以被查找出來，從而提升了檢索服務(wù)的精度，減輕了用戶的工作量，很大程度上滿足了用戶的需求。

實(shí)驗(yàn)從以下兩個(gè)方面對(duì)本體增強(qiáng)的云服務(wù)方法進(jìn)行評(píng)估：一方面是服務(wù)結(jié)果的查準(zhǔn)率；另一方面是服務(wù)結(jié)果的查全率。

定義1：設(shè)本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法所查找到的服務(wù)結(jié)果個(gè)數(shù)為R，其中滿足用戶需求的服務(wù)個(gè)數(shù)為T，則服務(wù)的查準(zhǔn)率如式(4)所示：

(4)

定義2:設(shè)本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法未被查找到的隱含服務(wù)結(jié)果的總數(shù)為K，其中與用戶需求相關(guān)的服務(wù)結(jié)果個(gè)數(shù)為T，則服務(wù)結(jié)果的查全率RP如式(5)所示:

(5)

當(dāng)對(duì)云服務(wù)進(jìn)行精確檢索時(shí)，未利用云本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，網(wǎng)頁中的服務(wù)信息被隨機(jī)抽取。如果抽取到的云服務(wù)與用戶的需求相關(guān)，則該云服務(wù)的查準(zhǔn)率不為零且值唯一。反之，該云服務(wù)的查準(zhǔn)率為零且查全率也為零。本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法對(duì)云服務(wù)的描述和用戶需求進(jìn)行相似性匹配，增強(qiáng)了匹配精度，提高了查準(zhǔn)率和查全率。

同未利用云本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法相比，本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法檢索到的服務(wù)在更大程度上滿足了用戶的需求。這是因?yàn)楸倔w增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法具有較強(qiáng)的過濾和推理功能。對(duì)未利用云本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法和本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的查準(zhǔn)率和查全率進(jìn)行分析，得到的相關(guān)數(shù)據(jù)如表3和表4所示。

表3 基于云服務(wù)提供者數(shù)量的E值比較

圖3為兩種方法在不同提供者數(shù)量下的E值。當(dāng)云服務(wù)提供者數(shù)量相同時(shí)，未利用云本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的查準(zhǔn)率低于本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。

表4 基于云服務(wù)提供者數(shù)量的RP值的比較

圖3 基于云服務(wù)提供者數(shù)量的E值對(duì)比圖

圖4展示了基于云服務(wù)提供者數(shù)量的查全率。當(dāng)云服務(wù)提供者數(shù)量相同時(shí)，本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的查全率高于未利用云本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。

圖4 基于云服務(wù)提供者數(shù)量的RP值對(duì)比圖

以上分析結(jié)果表明,本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法與傳統(tǒng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法相比，提高了服務(wù)發(fā)現(xiàn)的查準(zhǔn)率和查全率，更適合運(yùn)用于云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

針對(duì)如何高效地查詢滿足用戶需求的云服務(wù)的問題，文中嘗試性地提出了本體增強(qiáng)的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。在云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程中利用構(gòu)建的云本體及本體間的概念和屬性關(guān)系，對(duì)云服務(wù)的描述信息和用戶需求信息進(jìn)行相似性推理，獲得概念之間的相似程度，增強(qiáng)服務(wù)的匹配精度，有效地查找到滿足用戶需求的云服務(wù)。

但文中對(duì)云環(huán)境中服務(wù)的發(fā)現(xiàn)方法的研究?jī)H處于一個(gè)初級(jí)階段，還要做更多的工作。例如，如何對(duì)云服務(wù)的描述進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定，怎樣從更深的層次構(gòu)建云本體，等等。

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A Method of Ontology-enhanced Cloud Services Discovery

YANG Jian，ZHU Bin，LIU Ning，LI Guan-yu

(College of Information Science & Technology,Dalian Maritime University,Dalian 116026,China)

Existing cloud service discovery method is based on keyword searching,and the cloud services need to be checked by the user manually.Query results in this method contain irrelevant information,which leads to miss the relevant services.At the same time,it cannot satisfy the user high-grade demand and increase in the workload of the user.In order to solve these problems,a method of ontology-enhanced cloud services discovery is proposed,which takes advantage of concepts matching technology of cloud ontology.With the help of inference engine,the similarity between cloud ontology descriptions and user demands is calculated.Description of framework,algorithm and experimental performance analysis show that the new method can provide more accurate services for service requesters.Moreover,it can efficiently discovery some cloud services which meet the demands of users.

cloud computing;cloud service;cloud ontology;ontology-enhanced;cloud service discovery

2015-11-19

2016-03-03

時(shí)間：2016-08-01

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61371090)

楊 健(1990-),女,碩士研究生,CCF會(huì)員，研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚恚恢?斌，副教授，碩士，研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚恚粍?寧，教授,碩士,研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚恚焕罟谟?教授,博士,研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚怼?/p>

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160801.0904.022.html

TP18

A

1673-629X(2016)08-0001-06

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.08.001