CN100492369C - 扩展uddi实现语义及个性化查询的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法及系统，扩展现有的UDDI注册结构的方案，完成资源和服务统一描述和发现的问题。通过资源和服务统一描述，使用户结合本地网络条件合适的选择其需要的内容。同时本发明改进原有的UDDI注册信息查询仅能基于关键字和简单分类法的缺点，提出了一种交互式查询的过程。该过程改变了原有仅从用户端一次发送服务查询即返回结果的策略，而采用与用户交互的方式实现。从用户原有的注册信息、用户本地文档和用户的历史记录等信息中能更加有效的收集用户喜好，准确和合理的返回查询的结果。另外相对关键字搜索而言，OWL本体描述语言能够更有效描述各服务之间的关系。本发明也在服务端提供了基于本体模型的语义查询方式。

Description

扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法及系统

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，涉及扩展现有的UDDI注册中心并提供包含语义及个性化的查询，尤其涉及一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法及系统。

背景技术

网络服务是一项比较复杂的技术，它建立在其它多项相关技术基础上。首先，网络服务使用了XML作为最底层的数据传输格式，这样使得它具有XML的一切优点。其次，在应用层上，网络服务使用了简单对象访问协议(SOAP-Simple Object Access Protocol)，该协议以XML为基础，解决了网络服务的远程调用的问题。最后，网络服务采用网络服务描述语言(WSDL-Web Service Description Language)进行统一的服务描述。为了实现一个现成的网络服务能被所需要的企业或者合作伙伴发现并利用，技术领域和商业领域的领导者组成的开发小组开发了统一描述、发现与集成(UDDI-Universal Description Discover and Integration)标准。通过UDDI，全球的企业能够使用一个全球性的商业注册中心，通过网络交互，很容易发现彼此，以实现信息的共享。

UDDI是一个公共的注册表，旨在以一种结构化的方式来保存有关各公司及其服务的信息。通过UDDI，人们可以发布和发现有关某个公司及其网络服务的信息。这些数据使用标准的分类法进行分类，因此可以按分类来查询信息。最重要的是，UDDI包含有关公司服务的技术接口信息，用户通过关键字匹配来检索相对应的信息，这种检索机制取决于先前定义的关键字分类。

WSDL是一个建设性的标准，用于描述网络服务的技术调用语法。WSDL文档是一个XML文档，遵循XML中一些语法规则。WSDL文档并不是完整的服务描述，它描述了在抽象的服务描述和特定实现之间的绑定策略。因此，它只是包括了服务描述任务的较低层次，即服务接口的原始技术描述。WSDL文档包含输入输出的类型，但是它并不支持采用语义的描述。

整个调用网络服务的过程包括三个实体：服务注册中心，服务提供者和服务使用者。服务注册中心用于服务的注册和查询。服务提供者提供各种服务供服务使用者使用。网络服务三种实体及所采用的技术的关系如图1所示。当服务提供者想要提供一个服务时，首先，服务提供者编写一个服务，提供一个服务基于SOAP协议的调用，并根据编写一个调用方法的WSDL文档。其次，服务提供者向UDDI注册中心注册这个服务。当服务请求者想要获取一个需要服务时，他首先向UDDI注册中心进行查询，当查询到所需要的服务时UDDI中心包含了WSDL文档，根据指定的位置获取WSDL文档，这样就得到了调用服务的位置、方法和接口，再通过这个WSDL文档生成SOAP客户程序。利用所生成的SOAP客户程序，服务请求者便可以调用服务提供者提供的服务。

网络本体描述语言(OWL-Web Ontology Language)是W3C开发的一种网络本体语言，用于对本体进行语义描述。由于OWL是针对各方面的需求在DAML+OIL的基础上改进而开发的，一方面要保持对DAML+OIL/RDFS的兼容性，另一方面又要保证更加强大的语义表达能力，同时还要保证描述逻辑的可判定推理，因此，W3C的设计人员针对各类特征的需求制定了三种相应的OWL的子语言，即OWL Lite、OWLDL和OWL Full。OWL Lite是表达能力最弱的子语言，是OWL DL的一个子集，但它通过降低OWL DL中的公理约束，保证了迅速高效的推理。OWL DL将可判定推理能力和较强表达能力作为首要目标，而忽略了对RDFS的兼容性。OWL DL包括了OWL语言的所有语言成分，但使用时必须符合一定的约束，受到一定的限制。OWL DL提供了描述逻辑的推理功能，描述逻辑是OWL的形式化基础。OWL Full包含OWL的全部语言成分并取消了OWL DL中的限制，它将RDFS扩展为一个完备的本体语言，支持那些不需要可计算性保证但需要最强表达能力和完全自由的RDFS用户。

网络服务一般采用http协议进行传输，在TCP层使用80端口号。UDP和TCP都使用与应用层接口处的端口与上层的应用进程进行通信。端口的作用是让应用层的各种应用都能将其数据通过端口向下交付给运输层，以及让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。而网络服务采用单一的端口号也造成了提供服务手段过于单一的缺陷。

现有的UDDI注册中心采用的三级的结构信息如图2所示，包括商业实体信息结构，商业服务信息结构、绑定信息结构和元数据结构。商业实体信息结构提供服务发布方的实体信息；商业服务信息结构是关于一个特殊服务的描述信息；绑定信息结构提供对决定技术入口点的支持，或者可选的支持远端主机宿主的服务；元数据结构：描述特定服务或者分类法，提供规范和概念的描述能力。用户可以通过UDDI的应用程序编程接口(API-Application Programming Interface)向注册中心注册这些信息。查询时，UDDI支持多种查询方式，可以通过传统的商业实体的标识进行查询，也可以使用工业分类法进行查询。identifierBag元素和categoryBag元素就是为这样的查询提供的统一支持。

绑定信息结构提供了服务技术入口点的支持，并通过与此相对应的技术模型结构指定对应服务的WSDL文档存放的位置。UDDI注册中心的这种结构只描述了资源的内容，缺少获取此资源可采用的服务方式和所需的网络条件等。

现有UDDI注册中心的查询只是一种基于关键字搜索的查询方案。用户通过向注册中心提供查询服务的关键字，服务器采用字符匹配的方式从数据库中提取信息返回给用户。这种方法主要有两方面缺陷：一方面，单一采用关键字搜索的方式只是根据关键字作为查询的输入，查询信息较少；另一方面，基于关键字的搜索方式不包含信息之间的关系。

现有的Web服务通过UDDI注册中心存放注册信息，用户通过注册中心查询想要得到的服务。但由于UDDI注册中心只提供了关键字匹配的查询方式，缺乏对于语义查询的服务支持，造成了一些信息的丢失。同时它也只基于用户提供的关键字的查询模式，无法根据用户的喜好来提取相对应的服务信息。在服务的提供方式上，UDDI注册中心只包含了注册信息资源的查找，并不提供服务方式的选择。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法及系统，对于现有UDDI注册中心扩展，使得UDDI注册中心不仅可以查询和注册资源，并且可将服务提供的方式和属性注册进去。用户在查询资源的同时，也可查询服务提供的模式。服务的提供模式采用以用户为中心的方式，整个查询过程包括三个部分：用户输入一系列参数查询服务，查询系统提供一系列服务供用户选择，用户调用选定的服务。在选择用户输入查询的数据参数后，查询系统根据用户相关信息及相关领域本体的知识提供服务，使服务的可用性更高。查询系统与大型的本体数据库相连，整个查询过程添加对语义本体的支持。

本发明的技术方案如下：

一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的系统，包含商业实体信息结构、商业服务信息结构、绑定信息结构及元数据结构，进一步包含：服务信息结构，提供服务的信息描述，包含提供服务所需的最小带宽、服务的传输协议、端口号；服务信息结构在商业服务信息结构之下，作为绑定信息的附加信息。

资源的描述主要包含资源存放的位置，资源的内容信息等。服务的描述主要包括提供资源所采用的传输方式，获取资源必须提供的网络性能参数等。本发明中，对资源的描述仍旧采用原有UDDI注册中心的绑定信息结构来实现，而对于服务的描述则使用与绑定信息结构并行的服务信息结构来实现。

一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法，包含：

步骤1：查询系统通过服务请求获取服务请求的模式及用户模式；

步骤2：根据服务请求的模式，用户的模式以及用户提供的参数，查询系统进行查询；如果查询结果为空，则扩大服务请求模式类型，再次进行查询；

步骤3：对查询结果进行参数匹配，保留符合要求的服务；

步骤4：利用用户提供的参数、用户信息中心及相关领域本体库提供的参数和服务信息结构的信息，再次进行服务查询；

步骤5：如果用户对查询结果满意，执行此结果；如果用户不满意查询结果，则重新确定用户模式进行服务查询。

一种查询方法，其中步骤1进一步包含：查询系统将服务请求映射到本体分类，获取此类服务请求的模式；将用户提供的参数类型，各参数的值与各种使用模式的传统值进行比较，确定用户的模式。

一种查询方法，进一步包含：查询系统应用本体概念模型将服务请求映射到本体分类，映射本体的过程通过调用大型的本体库实现，映射采用OWL语言。

一种查询方法，其中步骤2进一步包含：将服务请求的类型根据OWL语言中允许的推理模式方法扩大。

一种查询方法，其中步骤3进一步包含：将查询结果中各个服务所要求的输入参数与用户提供的参数进行比较，保留服务所要求的输入参数包含用户提供参数的服务。

一种查询方法，其中步骤3进一步包含：对于服务中提供而用户没有输入的参数，从用户信息中心和相关领域的本体知识库填充；同时填充服务信息结构的信息。

本发明的优点在于，信息网络将成为信息社会的主要传播媒介和推动社会向前发展的巨大动力。网络服务作为一种新的编程模型，提供了可缩放的，松耦合和跨平台的交换信息的能力。本发明从现有的网络服务结构出发，提出了一种改进的UDDI注册中心的方案，完成资源和服务统一的问题。改进的服务发现过程采用与用户交互的方式实现，能够更加有效的收集用户喜好，合理返回搜索的结果。新的查询系统改进了原有UDDI注册中心只包含关键字搜索的方式，提供基于本体模型的语义查询方式。

附图说明

图1为Web Service服务模型的总体结构图；

图2为现有的UDDI注册中心模型结构图；

图3为本发明的扩展UDDI实现语义及个性化查询的系统模型结构图；

图4为本发明的扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法流程图。

具体实施方式

有关本发明的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下：

图3为本发明的扩展UDDI实现语义及个性化查询的系统模型结构图。为了将资源和服务统一描述，本发明的扩展UDDI实现语义及个性化查询的系统添加了服务信息结构，提供服务的信息描述。服务信息结构在商业服务信息结构之下，作为绑定信息的附加信息。商业服务信息可以包括提供服务所需的最小带宽、服务的传输协议、端口号等。服务信息结构中的信息可以由用户确定，用户采用元数据的方式向查询系统注册服务信息所采用的提供服务的方式。这些服务方式定义了用户可以采用哪种方调用服务提供者提供的信息。用户可以通过向添加的服务信息结构查询资源提供的服务信息。

原有的UDDI注册中心的查询方式只提供基于关键字的匹配方式。本发明提出一种交互的查询方法，在查询中也同时提供语义上信息匹配的特征以及根据用户喜好来查询所需信息。图4为本发明的扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法流程图，具体过程可分为以下步骤：

服务提供方向UDDI查询系统注册提供服务的注册信息，注册信息的元数据结构包含统一资源定位符(URL-Uniform Resource Locator)概况，给出了提供此服务的WSDL文档的通用资源标志符(URI-UniversalResource Identifier)，以及描述服务信息的服务信息结构。服务信息结构的内容包括服务所需的最小带宽、服务采用的传输协议和提供的端口号等。

首先，用户提供服务请求到查询系统(步骤S101)，查询系统应用本体概念模型将服务请求映射到本体分类(步骤S102)，映射采用网络本体描述语言(OWL-Web Ontology Language)实现。映射本体的过程通过调用大型的本体库实现，本体库中包含了关于查询此类服务的各类属性，及所查询服务所属范围领域等。查询系统获取此类服务请求中使用的模式(步骤102)。模式提供了服务的方法，特征等。通过模式可以提供个性化查询的信息特征。模式为服务请求进行分类，便于进行参数值的匹配。查询系统查询用户的历史记录，将用户提供的参数类型，各参数的值与各种使用模式的传统值进行比较，确定用户的模式(步骤S103)。根据采用OWL语言发现服务的本体分类，用户采用的模式以及用户提供的参数向查询系统查询(步骤S104)。然后，判断查询结果是否为空(步骤S105)，如果发现查询所得服务的结果集合为空，则可以将服务请求的类型根据OWL语言中允许的推理模式方法合理扩大，从而扩大查询服务的范围，然后再次查询。

从查询中心返回查询所得各服务的详细结果后，将发现的服务分别与各个服务所要求的输入参数与用户提供的参数进行比较，丢弃那些服务所要求的输入参数不包含用户提供参数的服务(步骤S106)。对于那些服务中提供而用户没有输入的参数，尽可能的从用户信息中心和相关领域的本体知识库来填充。同时，扩展UDDI查询系统所提供的服务信息结构的信息也在这里填充(步骤SS107)。利用用户提供的参数、用户信息中心及相关领域本体库提供的参数和服务信息结构的信息，再次进行服务查询(步骤S108)。对服务查询的结果按照匹配度的大小从高到低进行排列。用户判断是否对某个查询结果满意(步骤S109)，如果满意，就执行此结果(步骤S110)。如果用户不满意其中的某个结果。适当降低选择的本体的限制、服务的请求和处理，重新选择本体的分类。

本发明的实施例为一个在线学习英语的例子。首先利用元数据结构定义服务的参数——最小带宽。向UDDI查询系统注册时采用的元数据。类似再选取服务端口号，互动作为提供服务的参数。

首先，服务提供方向UDDI查询系统注册提供服务的注册信息，包括元数据信息中包括用来提供英语听力的WSDL文档的URI，以及描述服务信息的服务信息结构。服务信息结构的内容包括服务所需的最小带宽、服务端口号及互动信息。用户提供的参数包括英语听力学习、听力篇章名、听力语速、辅导习题数量。查询系统通过关键字将服务请求映射到英语学习本体。对于英语学习的本体，假设包括两种模式匹配：课程学习模式和课后学习模式。通过历史记录匹配例如以往搜索文章名，这里设定模式为课程学习模式。英语听力学习的本体可以分别在小学、初中、高中、大学中发现。通过各个服务的比较发现，大学的英语听力学习本体中不包含辅导习题数量参数。因此，丢弃大学提供的英语听力学习本体。对于一些未被用户直接提交而服务中又必须输入的参数，例如用户所在年级，通过用户信息中心的信息提供，查询系统可以根据用户在信息中心的资料来推理出要采用的服务类型。在这里用户的信息显示为二年级，相对应的本体为小学的英语学习。同时这里还要包括服务的方式信息，且其中服务信息包括最小带宽、服务端口号。然后，利用用户提供的参数、用户信息中心及相关领域本体库提供的参数和服务信息，再次进行服务查询。查询服务信息采用soap封装查询信息，这里可以在原有的查询服务结构内部添加‘查询带宽‘的信息查找带宽信息。返回结果后，对服务查询的结果按照匹配度的大小从高到低进行排列。如果用户对某个结果满意就选取这个服务。如果用户对某个结果不满意就重新查询，适当降低发现本体的参数，重新确定发现的本体。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施范围。即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (4)

1、一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法，其特征在于，包含：

步骤1：查询系统应用本体概念模型将服务请求映射到本体分类，查询系统获取此类服务请求中使用的模式；模式提供了服务的方法，特征；模式提供个性化查询的信息特征；模式为服务请求进行分类，进行参数值的匹配；查询系统查询用户的历史记录，将用户提供的参数类型，各参数的值与各种使用模式的传统值进行比较，确定用户的模式；

步骤2：根据服务请求的模式，用户的模式以及用户提供的参数，查询系统进行查询；如果查询结果为空，则扩大服务请求模式类型，再次进行查询；

步骤3：对查询结果进行参数匹配，保留符合要求的服务；

步骤4：利用用户提供的参数、用户信息中心及相关领域本体库提供的参数和服务信息结构的信息，再次进行服务查询；

步骤5：如果用户对查询结果满意，执行此结果；如果用户不满意查询结果，则重新确定用户模式进行服务查询。

2、根据权利要求1所述的一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法，其特征在于，其中步骤1包含：映射本体分类的过程通过调用大型的本体库实现，映射采用OWL语言。

3、根据权利要求1所述的一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法，其特征在于，其中步骤2包含：将服务请求的类型根据OWL语言中允许的推理模式方法扩大。

4、根据权利要求1所述的一种扩展UDDI实现语义及个性化查询的方法，其特征在于其中步骤3包含：对于服务中提供而用户没有输入的参数，从用户信息中心和相关领域的本体知识库填充；同时填充服务信息结构的信息。

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