基于服務簇頭的Web服務發現策略研究

摘要：隨著信息技術的不斷發展，數字化信息技術應用不斷深化。Web服務作為網絡技術的重要內容，服務發現基數不斷擴大，傳統的Web服務發現策略已經不能滿足用戶需求，如何面向用戶需求進一步提高服務發現的精度和效率成為當前Web服務研究領域的重要課題。鑒于此，本文提出了一種基于服務簇頭的Web服務發現策略，對基于服務簇頭的Web服務發現環節進行了闡述，給出了模擬仿真實驗，實驗證明本文方法在Web服務發現數據預處理方面具有較為明顯的優勢，能夠在當前服務基數較大的環境下為Web服務發現工作提供優化策略。

關鍵詞：Web服務;服務簇頭;Petri網;服務發現;服務聚類

1 引言：隨著信息技術的不斷發展，數字化信息技術應用不斷深化。Web服務是基于網絡的應用程序接口，能夠實現遠端軟件程序的本地化調用。如信息查詢服務，網絡付費服務、事務預定服務等。Web服務基于XML（Extensible Markup Language）協議進行定義，利用SOAP（Simple Object Access Protocol）協議進行信息傳輸。實現了跨平臺的、非本地化的軟件程序網絡應用。利用Web服務可進行綜合軟件應用的Web服務搭建，可加快軟件應用的開發效率，提高軟件的集成水平。

Web服務作為網絡技術的重要內容，針對服務發現的文獻和研究成果較為豐富。典型的服務發現方法有如下幾類。一是基于關鍵字的服務發現方法。其主要思想是，系統接收到用戶輸入的查詢關鍵字后，在服務集中進行關鍵字匹配，通過關鍵字的相似度匹配實現Web服務的發現。此技術的優勢是，算法較為簡練，易于部署。二是基于聚類的服務發現方法。其主要思想是把Web服務集中功能或過程相似的Web服務整合為一個小規模的數據整體。在進行服務發現時，通過判斷用戶需求的特點，在已經聚類的服務簇中進行服務查詢。此方法的優勢在于，縮小了服務發現的基數，提高了服務發現效率。三是基于語義的Web服務發現方法。其主要思想是，通過構建基于語義的Web服務發現環境，提高服務發現的識別度，進而提高服務發現的精確度，最大化的滿足用戶需求。除了上述的三種服務發現方法外，還有基于Petri網的服務發現方法、基于服務代理的Web服務發現方法、基于服務簇的Web服務發現方法等。這些方法為提高服務發現效率和服務精度提供了智力支持。

近年來，隨著Web服務應用的不斷拓展，Web服務數量不斷增多，服務發現基數不斷擴大，Web服務信息數據集規模體現出了大數據的特點。在此背景下，傳統的Web服務發現策略已經不能滿足用戶需求。主要體現在服務發現的效率降低和服務發現精度不高等方面。如何面向用戶需求進一步提高服務發現的精度和效率成為當前Web服務研究領域的重要課題。鑒于此，本文提出了一種基于服務簇頭的Web服務發現策略，對基于服務簇頭的Web服務發現環節進行了闡述，給出了Web服務發現的數據預處理方法，對Web服務的聚類方法、Web服務簇頭構建方法、Web服務的Petri網建模方法、服務簇頭的組合方法、服務查找方法進行了詳細闡述。最后給出了模擬仿真實驗，實驗證明本文方法在Web服務發現數據預處理方面具有較為明顯的優勢。

2 服務發現總體設計

本節對基于服務簇頭的Web服務發現的系統架構設計思想進行闡述。為了提高服務發現的效率和精度，主要進行如圖1所示的工作流程及Web服務發現步驟。

由圖1可知，本文給出的服務發現數據處理流程主要包括七個步驟。第一步是Web服務形式化定義;第二步是Web服務語義標注;第三步是Web服務聚類;第四步是Web服務簇頭的Petri網建模;第五步是Web服務簇頭集的Petri網建模;第六步是基于Petri網模型的服務組合庫構建;第七步是面向用戶需求的服務發現策略。

本文所述的服務發現數據處理思想是，通過對Web服務進行形式化描述，實現對實際Web服務實物的抽象，為進行基于計算機技術的信息處理創造條件;通過對Web服務進行語義標注，實現了對Web服務描述的統一，為實現基于統一語義的服務檢索及發現創造條件，進而提高服務發現精度。通過對Web服務進行聚類，實現Web服務簇的構建。通過構建Web服務簇，實現了對功能相同或相似服務的服務聚集，能夠實現縮減服務發現基數，提高服務發現效率的效果。

2 實驗

鑒于目前還沒有統一的Web服務發現測試平臺與測試數據，本文利用Vs2010軟件構建了適合本文方法的Web服務發現實驗平臺。為了增強本文技術方法的優越性的展示力度，特引入文獻12中的方法。下面對平臺的搭建、實驗步驟的設計及實驗結果的獲取與分析進行闡述。

在Vs2010中按照定義1給出的Web服務形式化定義構建800個Web服務。然后利用算法1進行Web服務語義標注;按照算法2進行Web服務的聚類;按照算法3構建Web服務簇頭集合;按照算法4構建Web服務簇頭集的形式化模型;按照算法5 構建Web服務組合庫;按照定義8給出的用戶需求形式化定義構建80個用戶需求;按照算法6 給出的Web服務發現策略實現面向用戶需求的Web服務發現。VS2010的主要運行界面如圖2所示。

3 結語：鑒于目前Web服務成海量化發展的實際情況，為了提高Web服務的發現精度及效率。本文提出了一種基于Web服務簇頭的服務發現策略。本文綜合及優化了當前Web服務發現的先進理念及方法，形成了Web服務語義標注、Web服務聚類、Web服務簇頭構建、Web服務形式化建模、Web服務組合庫構建等環節的Web服務發現數據預處理過程。并給出了面向用戶需求的Web服務發現策略。本策略的特點是先基于服務簇進行服務發現，進而基于Web服務組合庫進行服務發現。實驗證明本文方法提高了服務發現的效率及發現精度，具有一定的技術優越性。下一步是對Web服務發現形式化建模進行拓展，利用形式化模型分析技術，實現對Web服務發現的深度優化。

參考文獻：

[1]顧志峰， 李涓子， 胡建強等. Web服務之間數據關聯的建模與應用[J]. 計算機學報， 2008， 31（8）：1309-1318.

[2]胡丹琴. 基于Web服務組合的商務流程管理系統的設計與實現[D]. 成都：電子科技大學， 2009.

作者簡介：趙淑芳（1979-），女，碩士，山東曲阜人，主要研究方向：數據挖掘、計算機網絡安全。

實驗室開放項目《基于安卓移動平臺的醫院門診預約掛號系統設計與實現》，項目編號：2018SYKF11。