CN101146113B - 面向网络服务性能的动态配置系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于网络服务配置技术领域的一种面向网络服务性能的动态配置系统和方法。所述系统包括：一个信息提取装置，一个预处理装置，及一个网络服务智能配置装置。所述方法工作在B2B的模式下具体包括两种工作模式：模式A. 在保证网络服务功能完全满足用户需求的情况下，搜索得到具有最优网络服务性能的网络服务配置；模式B. 在保证网络服务功能完全满足用户需求的情况下，同时在网络服务使用者设置了对网络服务性能的具体需求之后，获得达到网络服务使用者的网络服务性能的要求的网络服务配置。本发明应用一种网络服务动态配置技术设计了面向网络服务性能的动态配置系统，能够评价，分析和确定具有最优性能的网络服务配置。

Description

面向网络服务性能的动态配置系统和方法

技术领域

本发明属于网络服务配置技术领域，尤其涉及一种面向网络服务性能的动态配置系统和方法。具体说该方法通过一种动态配置技术设计一个能满足用户对网络服务功能需求以及收集网络服务性能的系统，并能够评价，分析和确定具有最优性能的网络服务配置。

背景技术

通常，网络服务被定义为能够实现远程数据交互的一个技术和协议，通过超文本传输协议(HTML)进行通讯。网络服务实现了不同系统平台，不同开发语言和开发技术实现的软件个体之间的通讯。从表面上看，网络服务就是一个应用程序，它向外界暴露出一组能够通过网络进行调用的应用程序接口(API)。

典型的网络服务描述，注册和调用过程包括网络服务提供者、统一描述，发现与集成方(UDDI)和网络服务使用者三个实体。图1对网络服务描述，注册和调用过程进行详细解释。整个过程具有连续的步骤，即网络服务描述，网络服务注册和网络服务调用。首先，网络服务提供者运用网络服务描述语言(WSDL)来描述他们提供的网络服务以及如何调用，然后他们通过UDDI将网络服务注册到公共注册表内。网络服务使用者在注册表内发现服务并获得服务的描述，然后通过简单对象访问协议(SOAP)来调用服务。

典型的网络服务配置是在服务组件架构(SCA)下进行的。服务组件架构是一种简化面向服务架构(SOA)中的应用程序开发和实现的新技术，通过组装异构环境下的网络服务实现业务功能。SCA的基本组成部分是服务模块。服务模块的基本组成部分是网络服务组件和它们提供的接口，服务模块也对外提供接口。一个网络服务组件和另一个网络服务组件通过接口的匹配，例如输入接口和输出接口的匹配而互相连接(wire)。一个网络服务组件调用另一个网络服务组件以完成相关的功能表示为功能依赖(dependency)。服务模块配置成为整个功能结构的方式和网络服务组件配置成为服务模块的方式类似。

典型的销售管理网络服务配置有订单管理网络服务收集订单，客户付款网络服务收取费用，物流网络服务管理运输货物。图2所示，客户付款网络服务有两种配置方案，一种是汇款方式，另一种是银行转帐方式。在汇款方式下，需要的配置有汇款网络服务和信用证实网络服务。在银行转帐方式下，需要的配置有银行帐户网络服务和信用证实网络服务。更进一步，银行帐户网络服务又有三种配置方案，即银行甲帐户网络服务、银行乙帐户网络服务和银行丙帐户网络服务。

网络服务提供者尽量的为网络服务使用者提供满意的服务。网络服务使用者主要关注网络服务的两个方面。一方面是网络服务提供者所提供的功能能满足网络服务使用者的要求。这方面的要求通过检查网络服务配置中的各个网络服务组件是否能满足服务使用者的功能需求和网络服务组件之间的接口连接和功能依赖是否匹配来完成；另一方面是网络服务提供者所提供的网络服务性能和费用等也能满足网络服务使用者的要求。网络服务性能(QoS)一般包括可靠性，稳定性，扩展性，柔性，鲁棒性，吞吐量，响应时间，延迟时间等。

目前的网络服务描述，注册和调用过程仅局限于满足网络服务使用者对网络服务功能需求方面，结果出现了有多种网络服务配置以不同的网络服务性能满足服务功能需求。而且，由于网络服务的动态性，易变性，网络服务性能会波动。因此，出现了对网络服务的配置分析方法的强烈要求，本发明通过对网络服务配置模型进行有效分析来产生具有最优网络服务性能的网络服务配置结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供帮助网络服务提供者向用户提供服务的一种面向网络服务性能的动态配置系统和方法，所述面向网络服务性能的动态配置系统，该系统为一个安装在网络服务提供者端的智能系统，用于根据网络服务性能进行动态配置，包括：

一个信息提取装置，用于从当前网络上的网络服务中提取必要的网络服务功能信息和性能信息；

一个预处理装置，用于在所提取的功能信息基础上去除不需要的网络服务功能，并将网络服务功能之间的配置关系转换成为服务配置网；

以及一个网络服务智能配置装置，用于分析网络服务功能之间的配置关系，并智能选取具有最优网络服务性能或者满足网络服务使用者性能需求的配置。

所述信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过万维网从UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能。

所述网络服务的功能通过网络服务描述语言WSDL来描述，所述网络服务的性能通过描述网络服务能完成的功能和网络服务性能的tModel数据表来表示。

所述预处理装置将网络服务功能和性能信息的信息提取装置中各种网络服务功能之间的连接、调用和选择关系转换成为网络服务功能配置网。

所述网络服务智能配置装置设置预处理装置中获得的网络服务功能配置网的变迁触发规则和托肯转移规则，按照步骤进行变迁触发、托肯转移和标识变化，同时计算服务配置性能数据。网络服务智能配置装置将能够搜索所有可能的配置组合情况。

所述搜索为同步搜索策略，该策略能适用于多处理器的情况，即多个处理器并行同步搜索网络服务功能配置网中多个网络服务可能的配置情况，从而更加迅速的返回在网络服务功能需求完全满足的情况下，网络服务性能最优的网络服务配置。

所述面向网络服务性能的动态配置的方法，该方法基于收集得到的网络服务功能信息和性能信息以及网络服务功能配置网进行智能选取最优网络服务性能的方法，本发明工作在B2B的模式下。B2B模式指的是，网络服务的使用者只调用单一网络服务提供商提供的网络服务，由网络服务再去调用其他网络服务。该方法有两种工作模式，包括：

模式A：在保证网络服务功能完全满足用户需求的情况下，搜索得到具有最优网络服务性能的网络服务配置。

模式B：在网络服务使用者设置了对网络服务性能的具体需求之后，获得达到网络服务使用者的网络服务性能要求的网络服务配置。为了提高方法的使用性能，两种模式还能被使用在多处理器的并行模式之下。

在模式A下的步骤如下。

步骤1：初始化，UDDI的模式定义了4种数据实体，分别是businessEntity，businessService，bindingTemplate和tModel。其中，businessEntity描述网络服务的提供者，businessService表示网络服务的提供者提供的网络服务，bindingTemplate表示提供服务的连接接口，tModel描述网络服务能完成的功能和网络服务性能。

步骤1.1：网络服务的使用者提供对网络服务的功能和性能需求。网络服务功能和性能信息的信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能。

步骤1.2：设定网络服务配置性能的聚集函数。由于网络服务配置由多个网络服务组成，网络服务配置的性能是组成该网络服务配置的网络服务性能的函数，该函数定义为网络服务配置性能的聚集函数。例如，网络服务配置费用的聚集函数定义为组成该网络服务配置的网络服务的费用之和。网络服务配置可靠性的聚集函数定义为组成该网络服务配置的网络服务的可靠性之积。

步骤2：构造网络服务功能配置网：所述网络服务功能配置网是一种佩特里网(Petri nets)：佩特里网是一种有向图，由圆圈表示的库所，矩形表示的变迁，和箭头表示的弧组成；弧连接从库所到变迁，或者从变迁到库所，不存在从库所到库所和从变迁到变迁的弧；若弧连接从库所到变迁，则该库所属于变迁的入集，若弧连接从变迁到库所，则该库所属于变迁的出集；相应可以定义库所的入集和出集；库所中的实心圆表示该库所拥有的托肯，各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识；佩特里网的触发规则是：如果变迁入集中的所有库所均含有托肯(token)各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识)，属于该库所出集的变迁处于使能状态，使能状态下的变迁能触发；变迁触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯，而属于该变迁入集库所都失去一个托肯。由于佩特里网是一种状态转移自动机，在设置各个库所含有的初始托肯情况之后，这种自动机会按照设置的变迁触发规则进行变迁的触发，从而转移托肯，网络服务功能配置网中变迁的不同触发过程对应了不同的配置；

步骤2.1：将每个网络服务用一个库所表示：在SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构；

步骤2.2：设定所有变迁都是非标志的；设定变量Find表示是否找到一种配置，若Find为false表示没找到，若Find为true表示找到，变量Find初始为false；设定标识堆栈MS，初始存储初始标识，即网络服务使用者调用的网络服务对应的库所含有一个托肯而其他库所没有托肯；设定OptQoS表示最优QoS值变量，初始为-∞；设定已经被配置的网络服务堆栈为CS，初始为空。堆栈是一种数据结构，其存取方式按照先进后出的方式进行，堆栈的存储称为入栈，堆栈的读取称为出栈，最后入栈的数据位置称为堆栈的顶。

步骤3：若MS不为空，进行下面的步骤，否则转至步骤4。

步骤3.1：获取MS顶的标识，设为M。

步骤3.2：若在标识M的情况下，存在可以触发的变迁t，而该变迁没有被M标志过，则转到步骤3.2.1。若在标识M的情况下，存在可以触发的变迁t，而该变迁已经被M标志过，则转到步骤3.2.2。否则转步骤3.2.3

步骤3.2.1：用M标志变迁t。对在M下所有使能的变迁t’，若t’的入集和t的入集不同，则用M标志变迁t’。将t的入集压入堆栈CS。设触发变迁的结果是标识M’。若t的出集中的库所p已经存在于CS中，表示该库所表示的网络服务已经被配置，则移除该库所中的托肯，相应改变M’。将M’压入堆栈MS。若变量Find为true且MS对应的QoS结果比OptQoS差，则MS出栈，CS出栈。转到步骤3。

步骤3.2.2：MS出栈，CS出栈。转到步骤3。

步骤3.2.3：若MS对应的QoS结果比OptQoS要好，则设置变量Find为true，更新OptQoS为MS对应的QoS结果，MS对应的配置为最优配置。MS出栈，CS出栈。转到步骤3。

步骤4：结束。

所述模式A下，所述网络服务配置费用的聚集函数定义包括组成该网络服务配置的网络服务的费用之和，所述网络服务配置可靠性的聚集函数定义包括组成该网络服务配置的网络服务的可靠性之积。

在模式B下的步骤如下。

步骤1，步骤1.1，步骤1.2，步骤2，步骤2.1同模式A。

步骤1’：初始化；UDDI的模式定义了4种数据实体，分别是businessEntity，businessService，bindingTemplate和tModel：其中，businessEntity描述网络服务的提供者，businessService表示网络服务的提供者提供的网络服务，bindingTemplate表示提供服务的连接接口，tModel描述网络服务能完成的功能和网络服务性能；

步骤1’.1：网络服务的使用者提供对网络服务的功能和性能需求：网络服务功能和性能信息的信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能；

步骤1’.2：设定网络服务配置性能的聚集函数：由于网络服务配置由多个网络服务组成，网络服务配置的性能是组成该网络服务配置的网络服务性能的函数，该函数定义为网络服务配置性能的聚集函数；

步骤2’：构造网络服务功能配置网：所述网络服务功能配置网是一种佩特里网(Petri nets)：佩特里网是一种有向图，由圆圈表示的库所，矩形表示的变迁，和箭头表示的弧组成；弧连接从库所到变迁，或者从变迁到库所，不存在从库所到库所和从变迁到变迁的弧；若弧连接从库所到变迁，则该库所属于变迁的入集，若弧连接从变迁到库所，则该库所属于变迁的出集；相应可以定义库所的入集和出集；库所中的实心圆表示该库所拥有的托肯，各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识；佩特里网的触发规则是：如果变迁入集中的所有库所均含有托肯(token)，属于该库所出集的变迁处于使能状态，使能状态下的变迁能触发；变迁触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯，而属于该变迁入集库所都失去一个托肯，由于佩特里网是一种状态转移自动机，在设置各个库所含有的初始托肯情况之后，这种自动机会按照设置的变迁触发规则进行变迁的触发，从而转移托肯，网络服务功能配置网中变迁的不同触发过程对应了不同的配置；

步骤2’.1：将每个网络服务用一个库所表示：在SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构；

步骤2’.2：设定网络服务使用者需求的性能为ReqQoS：设定所有变迁都是非标志的，算法中用标识来标志变迁，标志的意思可以理解为做记号；设定变量Find表示是否找到满足网络服务使用者需求的配置，若Find为false表示没找到，若Find为true表示找到，变量Find初始为false；设定标识堆栈MS，初始存储初始标识，即网络服务使用者调用的网络服务对应的库所含有一个托肯而其他库所没有托肯；设定已经被配置的网络服务堆栈为CS，初始为空；堆栈是一种数据结构，其存取方式按照先进后出的方式进行，堆栈的存储称为入栈，堆栈的读取称为出栈，最后入栈的数据位置称为堆栈的顶；

步骤3’：若MS不为空，进行下面的步骤，否则转至步骤4’；

步骤3’.1：获取MS顶的标识，设为M；

步骤3’.2：若在标识M的情况下，在存在可以触发的变迁t，而该变迁没有被M标志过，则转到步骤3’.2.1；若在标识M的情况下，在存在可以触发的变迁t，而该变迁已经被M标志过，则转到步骤3’.2.2，否则转步骤3’.2.3

步骤3.2.1：用M标志变迁t。对在M下所有使能的变迁t’，若t’的入集和t的入集不同，则用M标志变迁t’：将t的入集压入堆栈CS，设触发变迁的结果是标识M’；若t的出集中的库所p已经存在于CS中，表示该库所表示的网络服务已经被配置，则移除该库所中的托肯，相应改变M’，将M’压入堆栈MS；若MS对应的QoS结果比ReqQoS差，则MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3’.2.2：MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3’.2.3：若MS对应的QoS结果比ReqQoS要好，则设置变量Find为true，MS对应的配置为最优配置，转到步骤4’，MS出栈，CS出栈；

步骤4’：结束。

其中，步骤中提到的MS对应的QoS计算如下：

步骤1)：设定网络服务库所集合P_T为空；

步骤2)：将CS中的每个服务库所添加到P_T中；

步骤3)：将MS的栈顶标识M中拥有托肯的服务库所添加到P_T中；

步骤4)：通过网络服务配置性能的聚集函数计算网络服务库所集合P_T的QoS值，并返回值。

其中，步骤中提到的MS对应的配置计算如下：

步骤1’：设定网络服务配置集合P_C为空

步骤2’：将CS中的每个服务库所添加到P_C中

步骤3’：将MS的栈顶标识M中拥有托肯的服务库所添加到P_C中

步骤4’：返回网络服务配置集合P_C中非虚拟网络服务库所对应的所有网络服务，即为网络服务配置。非虚拟网络服务库所对应的是实际存在于UDDI中的网络服务，虚拟网络服务库所对应的是实际网络服务的组合或者选择。

本发明的有益效果：

本系统和方法通过对用户功能需求以及系统所收集的网络服务性能应用一种动态配置技术，能够评价，分析和确定具有最优性能的网络服务配置。相对于现有技术，本发明明显提高了网络使用者的满意率。

附图说明

参考附图可以更好地理解本发明，这些附图只是用于示例，而不是对本发明的限制，其中：

图1是一个描述了网络服务描述，注册和调用过程的视图；

图2是一个描述了根据本发明的网络服务动态配置的应用情况的视图；

图3是一个描述了网络服务动态配置系统的详细结构视图；

图4是一个描述了网络服务功能配置网中“与”结构和“或”结构的视图；

图5是一个描述了图2中根据本发明的网络服务动态配置系统的应用实例经过预处理后的网络服务功能配置网的视图；

图6是一个描述了本发明方法与另外2种目前常用的网络服务配置选择方法进行比较的网络服务使用者满意率比较结果；

图7是一个描述了根据本发明的网络服务动态配置方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本发明的网络服务动态配置系统及相应方法的一个优选实施例。

在结合实例前，先对佩特里网做个简要介绍：

图4是一个描述了网络服务功能配置网中“与”结构和“或”结构的视图。如图4所示。佩特里网是一种有向图，由圆圈表示的库所，例如p_1-5，矩形表示的变迁t_1-4，和箭头表示的弧组成。弧连接从库所到变迁，或者从变迁到库所，不存在从库所到库所和从变迁到变迁的弧；若弧连接从库所到变迁，则该库所属于变迁的入集，若弧连接从变迁到库所，则该库所属于变迁的出集；相应可以定义库所的入集和出集；库所中的实心圆表示该库所拥有的托肯，各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识；例如图4中仅p₁拥有1个托肯。所有含有托肯的库所组成的集合称为标识。佩特里网的触发规则是：如果变迁入集中的所有库所均含有托肯(token)，属于该库所出集的变迁处于使能状态，使能状态下的变迁能触发；变迁触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯，而属于该变迁入集库所都失去一个托肯。例如，如图4所示，p₁中含有托肯，属于该库所出集的变迁t₁处于使能状态。使能状态下的变迁能触发。触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯。例如，变迁t₁的触发结果是p_2-4都有一个托肯。由于佩特里网是一种状态转移自动机，在设置初始托肯之后，这种自动机会按照设置的变迁触发规则进行变迁的触发，从而转移托肯。网络服务功能配置网中变迁的不同触发过程对应了不同的配置。

每个网络服务用一个库所表示。在SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构。如图4所示，网络服务库所p₁对应的网络服务依赖于网络服务库所p_2-4对应的网络服务，由网络服务库所p_2-4输入接口和输出接口的匹配而互相连接而成。网络服务库所p₅用斜线充满的圆圈表示，表示虚拟网络服务，该网络服务由网络服务库所p_6-8对应的非虚拟网络服务实现。即网络服务库所p_6-8对应的非虚拟网络服务能完成p₅指定的同样的一类功能。

现结合实例对本发明提供的方法做详细的阐述：

图3是一个描述了网络服务动态配置系统的详细结构视图。参考图3，网络服务动态配置系统安装在一个网络服务配置服务器40上，并且网络服务配置服务40至少与一个网络服务使用者计算机10相连。这些系统可以通过一个万维网而互相访问。网络服务配置服务40也通过万维网连接到UDDIS0和其他网络服务20上。网络服务动态配置系统30包括一个网络服务功能和性能信息的信息提取装置31、一个预处理装置32和网络服务智能配置装置33。

网络服务功能和性能信息的信息提取装置31根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过万维网从UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能。其中，网络服务的功能通过网络服务描述语言(WSDL)来描述，网络服务的性能通过tModel中的数据表来表示。

预处理装置32将网络服务功能和性能信息的信息提取装置31中各种网络服务功能之间的连接、调用和选择关系转换成为网络服务功能配置网。

网络服务智能配置装置33按照发明方法中的步骤设置预处理装置32中获得的网络服务功能配置网的变迁触发规则和托肯转移规则，按照步骤进行变迁触发、托肯转移和标识变化，同时计算服务配置性能数据。网络服务智能配置装置将能够搜索所有可能的配置组合情况。

为了更加进一步提高搜索算法的快速性，本发明还采用了同步搜索策略，该策略能适用于多处理器的情况，即多个处理器并行同步搜索网络服务功能配置网中多个网络服务可能的配置情况，从而更加迅速的返回在网络服务功能需求完全满足的情况下，网络服务性能最优的网络服务配置。

改进效果对比

为了评估发明的实际使用效果，采用网络服务使用者满意率来衡量算法的有效性。观测并记录网络服务使用者在给定时间段K内调用网络服务的次数I(K)以及网络服务使用者对性能满意的次数S(K)，那么网络服务使用者满意率可计算为C(K)＝S(K)/I(K)。我们将算法与另外两种目前常用的网络服务配置选择方法进行比较。一种是固定配置算法，即选择第一个可行的网络服务配置而不再改变。另一种是随机配置算法，即随机选择可行的网络服务配置。

结合上述销售管理网络服务的动态配置优选实例，对使用本发明给网络服务使用者的满意率进行分析和评价。按照定义1得到相应的网络服务功能配置网如图5所示(图5是一个描述了图2中根据本发明的网络服务动态配置系统的应用实例经过预处理后的网络服务功能配置网的视图)

在图5中，网络服务库所p’表示在B2B的模式下网络服务使用者调用的网络服务。设置网络服务的费用作为考察的性能指标，网络服务配置的费用的聚集函数为所有网络服务的费用之和。

假设在动态的网络环境下单个网络服务的调用费用服从正态分布。网络服务库所p’和p_1-15所对应的网络服务和它们的费用分布参数如表1所示。仿真网络服务使用者能满意的费用服从平均值为360到500且标准偏差为20的正态分布下，网络服务使用者对各种算法返回的销售管理网络服务的满意率，得到的仿真结果如图6所示(图6是一个描述了本发明方法与另外2种目前常用的网络服务配置选择方法进行比较的网络服务使用者满意率比较结果)。

表.1.网络服务库所p’和p_1-15所对应的网络服务和它们的费用分布参数

库所	网络服务	费用均值	费用标准差
				p’p<sub>1</sub>p<sub>2</sub>p<sub>3</sub>p<sub>4</sub>p<sub>5</sub>p<sub>6</sub>p<sub>7</sub>	销售管理网络服务客户付款网络服务订单管理网络服务物流网络服务发票管理网络服务仓库管理网络服务运输管理网络服务汇款网络服务	1015205040603530	55610812810

p<sub>8</sub>p<sub>9</sub>p<sub>10</sub>p<sub>11</sub>p<sub>12</sub>p<sub>13</sub>p<sub>14</sub>p<sub>15</sub>

信用证实网络服务银行甲帐户网络服务银行乙帐户网络服务银行丙帐户网络服务产品查询网络服务(供应商索引)产品查询网络服务(领域索引)空运注册网络服务铁运注册网络服务

6025222820254030

108887777

从图中可以看出，通过本发明得到的网络服务使用者满意率曲线一直位于随机和固定配置方法得到的满意率曲线之上，显示出本发明方法的有效性。在严格的网络服务使用者要求下，例如平均值360，本发明方法仍能满足多于60％的网络服务使用者，而另外两种算法几乎失败。当网络服务使用者的需求被逐渐放松至500，本发明方法快速达到100％的满意率，而相比之下另外两种算法得到的曲线上升速率相对较慢。

图7示出了一个根据本发明的网络服务动态配置方法的流程图。

首先，当网络服务动态配置想满足一个特定的网络服务使用者的功能需求时，将生成一个对应的网络服务功能列表(S100)，该列表中的网络服务功能通过WSDL来描述。

当生成完网络服务功能列表后，预处理过程将作为最优配置的在先过程而执行(S110)。在预处理过程中，根据网络服务之间的功能配置关系构建出网络服务功能配置网。在预处理过程中，网络服务功能信息从网络服务功能列表中装载，网络服务功能之间的组合关系转换成“与”结构，具有相同功能的网络服务之间的关系转换成“或”结构。

此后，是一个用来收集网络服务功能配置网中各个网络服务性能的统计资料的过程(S120)。也就是，统计资料显示出了网络服务性能在最近一段时间内和该时刻的值，另外，如果有需要，可以以时间函数的形式表示出网络服务性能随时间变化的情况。这里，网络服务性能必须是数字变量，以便于计算机进行处理。

当预处理过程结束后，可以用本发明方法来搜索出在满足网络服务功能需求条件下的具有最优性能的网络服务配置(S130)或者搜索出达到网络服务使用者的网络服务性能的要求的网络服务配置(S140)。在选择完相关的工作模式之后，用于网络服务动态配置的本发明方法将被执行来生成结果(S150)。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本发明在不脱离其精神和本质特征前提下，可以有多种具体实施方式，应当理解上述实施例并不限于上述的任何细节，而应该在所附权利要求所定义的精神和范围内被广泛地解释，因此，所有落在权利要求的边界和范围内的或者与这些边界和范围等价的变化和修改都试图包含在附加权利要求内。

如前面所讨论的，根据本发明，网络服务动态配置系统和方法通过提取网络服务的功能和性能信息，采用网络服务功能配置网的描述方法以及智能优化算法，以确定在功能完全满足的条件下，具有最优性能或者满足网络服务使用者性能需求的网络服务配置。

Claims (10)

1.一种面向网络服务性能的动态配置系统，包括一个信息提取装置，其特征在于，所述配置系统还包括：

一个预处理装置，用于在所提取的功能信息基础上去除不需要的网络服务功能并将提取网络服务功能和性能信息的信息提取装置中各种网络服务功能之间的连接、调用和选择关系转换成为网络服务功能配置网；所述网络服务功能配置网是一种佩特里网(Petri nets)；所述转换成为网络服务功能配置网是将每个网络服务用一个库所表示，在服务组件结构SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构；

以及一个网络服务智能配置装置，用于设置预处理装置中获得的网络服务功能配置网的变迁触发规则和托肯Token转移规则，进行变迁触发、托肯转移和标识变化，同时根据变迁触发的结果计算服务配置性能数据；网络服务智能配置装置将能够搜索所有可能的配置组合情况，并选取具有最优网络服务性能或者满足网络服务使用者性能需求的配置。

2.根据权利要求1所述的面向网络服务性能的动态配置系统，其特征在于，所述信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过万维网从UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能。

3.根据权利要求2所述的面向网络服务性能的动态配置系统，其特征在于，所述网络服务的功能通过网络服务描述语言WSDL来描述，所述网络服务的性能通过描述网络服务能完成的功能和网络服务性能的tModel数据表来表示。

4.根据权利要求1所述的面向网络服务性能的动态配置系统，其特征在于，所述搜索为同步搜索策略，该策略能适用于多处理器的情况，即多个处理器并行同步搜索网络服务功能配置网中多个网络服务可能的配置情况，从而更加迅速的返回在网络服务功能需求完全满足的情况下，网络服务性能最优的网络服务配置。

5.一种实现权利要求1所述系统的面向网络服务性能的动态配置方法，其特征在于，所述方法工作在B2B的模式下，该方法有两种工作模式，包括：

模式A：在保证网络服务功能完全满足用户需求的情况下，搜索得到具有最优网络服务性能的网络服务配置；实现的步骤如下：

步骤1：初始化；UDDI的模式定义了4种数据实体，分别是businessEntity，businessService，bindingTemplate和tModel：其中，businessEntity描述网络服务的提供者，businessService表示网络服务的提供者提供的网络服务，bindingTemplate表示提供服务的连接接口，tModel描述网络服务能完成的功能和网络服务性能；

步骤1.1：网络服务的使用者提供对网络服务的功能和性能需求：网络服务功能和性能信息的信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能；

步骤1.2：设定网络服务配置性能的聚集函数：由于网络服务配置由多个网络服务组成，网络服务配置的性能是组成该网络服务配置的网络服务性能的函数，该函数定义为网络服务配置性能的聚集函数；

步骤2：构造网络服务功能配置网：所述网络服务功能配置网是一种佩特里网(Petri nets)：佩特里网是一种有向图，由圆圈表示的库所，矩形表示的变迁，和箭头表示的弧组成；弧连接从库所到变迁，或者从变迁到库所，不存在从库所到库所和从变迁到变迁的弧；若弧连接从库所到变迁，则该库所属于变迁的入集，若弧连接从变迁到库所，则该库所属于变迁的出集；相应可以定义库所的入集和出集；库所中的实心圆表示该库所拥有的托肯，各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识；佩特里网的触发规则是：如果变迁入集中的所有库所均含有托肯(token)，属于该库所出集的变迁处于使能状态，使能状态下的变迁能触发；变迁触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯，而属于该变迁入集库所都失去一个托肯；由于佩特里网是一种状态转移自动机，在设置各个库所含有的初始托肯情况之后，这种自动机会按照设置的变迁触发规则进行变迁的触发，从而转移托肯，网络服务功能配置网中变迁的不同触发过程对应了不同的配置；

步骤2.1：将每个网络服务用一个库所表示：在服务组件结构SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构；

步骤2.2：设定所有变迁都是非标志的，算法中用标识来标志变迁，标志的意思为做记号；设定变量Find表示是否找到一种配置，若Find为false表示没找到，若Find为true表示找到，变量Find初始为false；设定标识堆栈MS，初始存储初始标识，即网络服务使用者调用的网络服务对应的库所含有一个托肯而其他库所没有托肯；设定OptQoS表示最优QoS值变量，初始为-∞；设定已经被配置的网络服务堆栈为CS，初始为空；堆栈是一种数据结构，其存取方式按照先进后出的方式进行，堆栈的存储称为入栈，堆栈的读取称为出栈，最后入栈的数据位置称为堆栈的顶；

步骤3：若MS不为空，进行下面的步骤，否则转至步骤4；

步骤3.1：获取MS顶的标识，设为M；

步骤3.2：若在标识M的情况下，存在可以触发的变迁t，而该变迁没有被M标志过，则转到步骤3.2.1；若在标识M的情况下，存在可以触发的变迁t，而该变迁已经被M标志过，则转到步骤3.2.2，否则转步骤3.2.3；

步骤3.2.1：用M标志变迁t，对在M下所有使能的变迁t’，若t’的入集和t的入集不同，则用M标志变迁t’；将t的入集压入堆栈CS，设触发变迁的结果是标识M’；若t的出集中的库所p已经存在于CS中，表示该库所表示的网络服务已经被配置，则移除该库所中的托肯，相应改变M’；将M’压入堆栈MS；若变量Find为true且MS对应的QoS结果比OptQoS差，则MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3.2.2：MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3.2.3：若MS对应的QoS结果比OptQoS要好，则设置变量Find为true，更新OptQoS为MS对应的QoS结果，MS对应的配置为最优配置；MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤4：结束；

模式B：在保证网络服务功能完全满足用户需求的情况下，同时在网络服务使用者设置了对网络服务性能的具体需求之后，获得达到网络服务使用者的网络服务性能的要求的网络服务配置；实现的步骤如下：

步骤1’：初始化；UDDI的模式定义了4种数据实体，分别是businessEntity，businessService，bindingTemplate和tModel：其中，businessEntity描述网络服务的提供者，businessService表示网络服务的提供者提供的网络服务，bindingTemplate表示提供服务的连接接口，tModel描述网络服务能完成的功能和网络服务性能；

步骤1’.1：网络服务的使用者提供对网络服务的功能和性能需求：网络服务功能和性能信息的信息提取装置根据网络服务使用者对网络服务的功能和性能需求，通过UDDI获得可能配置的网络服务功能和性能；

步骤1’.2：设定网络服务配置性能的聚集函数：由于网络服务配置由多个网络服务组成，网络服务配置的性能是组成该网络服务配置的网络服务性能的函数，该函数定义为网络服务配置性能的聚集函数；

步骤2’：构造网络服务功能配置网：所述网络服务功能配置网是一种佩特里网(Petri nets)：佩特里网是一种有向图，由圆圈表示的库所，矩形表示的变迁，和箭头表示的弧组成；弧连接从库所到变迁，或者从变迁到库所，不存在从库所到库所和从变迁到变迁的弧；若弧连接从库所到变迁，则该库所属于变迁的入集，若弧连接从变迁到库所，则该库所属于变迁的出集；相应可以定义库所的入集和出集；库所中的实心圆表示该库所拥有的托肯，各个库所含有的托肯情况表示该佩特里网的不同的状态，该状态称为标识；佩特里网的触发规则是：如果变迁入集中的所有库所均含有托肯(token)，属于该库所出集的变迁处于使能状态，使能状态下的变迁能触发；变迁触发的结果是属于该变迁出集的库所都拥有一个托肯，而属于该变迁入集库所都失去一个托肯，由于佩特里网是一种状态转移自动机，在设置各个库所含有的初始托肯情况之后，这种自动机会按照设置的变迁触发规则进行变迁的触发，从而转移托肯，网络服务功能配置网中变迁的不同触发过程对应了不同的配置；

步骤2’.1：将每个网络服务用一个库所表示：在SCA的框架下将网络服务配置的功能耦合关系表示为佩特里网中的“与”结构，将网络服务配置的功能选择关系表示为佩特里网中的“或”结构；

步骤2’.2：设定网络服务使用者需求的性能为ReqQoS：设定所有变迁都是非标志的，算法中用标识来标志变迁，标志的意思为做记号；设定变量Find表示是否找到满足网络服务使用者需求的配置，若Find为false表示没找到，若Find为true表示找到，变量Find初始为false；设定标识堆栈MS，初始存储初始标识，即网络服务使用者调用的网络服务对应的库所含有一个托肯而其他库所没有托肯；设定已经被配置的网络服务堆栈为CS，初始为空；堆栈是一种数据结构，其存取方式按照先进后出的方式进行，堆栈的存储称为入栈，堆栈的读取称为出栈，最后入栈的数据位置称为堆栈的顶；

步骤3’：若MS不为空，进行下面的步骤，否则转至步骤4’；

步骤3’.1：获取MS顶的标识，设为M；

步骤3’.2：若在标识M的情况下，在存在可以触发的变迁t，而该变迁没有被M标志过，则转到步骤3’.2.1；若在标识M的情况下，在存在可以触发的变迁t，而该变迁已经被M标志过，则转到步骤3’.2.2，否则转步骤3’.2.3

步骤3’.2.1：用M标志变迁t；对在M下所有使能的变迁t’，若t’的入集和t的入集不同，则用M标志变迁t’：将t的入集压入堆栈CS，设触发变迁的结果是标识M’；若t的出集中的库所p已经存在于CS中，表示该库所表示的网络服务已经被配置，则移除该库所中的托肯，相应改变M’，将M’压入堆栈MS；若MS对应的QoS结果比ReqQoS差，则MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3’.2.2：MS出栈，CS出栈，转到步骤3；

步骤3’.2.3：若MS对应的QoS结果比ReqQoS要好，则设置变量Find为true，MS对应的配置为最优配置，转到步骤4’，MS出栈，CS出栈；

步骤4’：结束。

6.根据权利要求5所述的面向网络服务性能的动态配置方法，其特征在于，所述B2B模式指的是，网络服务的使用者只调用单一网络服务提供商提供的网络服务，由网络服务再去调用其他网络服务。

7.根据权利要求5所述的面向网络服务性能的动态配置方法，其特征在于，所述两种工作模式(模式A、模式B)还能被使用在多处理器的并行模式之下，以提高所述方法的使用性能。

8.根据权利要求5所述的面向网络服务性能的动态配 置方法，其特征在于，所述设定网络服务配置性能的聚集函数具体包括定义网络服务配置费用的聚集函数和定义网络服务配置可靠性的聚集函数，所述网络服务配置费用的聚集函数定义包括组成该网络服务配置的网络服务的费用之和，所述网络服务配置可靠性的聚集函数定义包括组成该网络服务配置的网络服务的可靠性之积。

9.根据权利要求5所述的面向网络服务性能的动态配置方法，其特征在于，所述MS对应的QoS计算如下：

步骤1)：设定网络服务库所集合P_T为空；

步骤2)：将CS中的每个服务库所添加到P_T中；

步骤3)：将MS的栈顶标识M中拥有托肯的服务库所添加到P_T中；

步骤4)：通过网络服务配置性能的聚集函数计算网络服务库所集合P_T的QoS值，并返回值。

10.根据权利要求5所述的面向网络服务性能的动态配置方法，其特征在于，所述MS对应的配置计算如下：

步骤1’：设定网络服务配置集合P_C为空

步骤2’：将CS中的每个服务库所添加到P_C中

步骤3’：将MS的栈顶标识M中拥有托肯的服务库所添加到P_C中

步骤4’：返回网络服务配置集合P_C中非虚拟网络服务库所对应的所有网络服务，即为网络服务配置；非虚拟网络服务库所对应的是实际存在于UDDI中的网络服务，虚拟网络服务库所对应的是实际网络服务的组合或者选择。

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