CN101931654A - 基于本体的异构服务匹配系统 - Google Patents

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Abstract

一种互联网技术领域的基于本体的异构服务匹配系统，包括：应用层、语义化模块、本体系统、注册模块、匹配模块、统一接口服务池和数据库，应用层分别与语义化模块和本体系统相连接并传输WSDL文档信息和关键字信息，语义化模块和注册模块相连接并传输OWL-S/SBWS文档信息，注册模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输关键字信息和查找信息，统一接口服务池和数据库相连接并传输服务信息，匹配模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输实例信息和发布信息，匹配模块将实例信息中的关键字、语义、服务质量信息记录下来进行匹配，使RESTful服务和SOAP服务能共享语义信息，保证查到的服务的准确度。

Description

基于本体的异构服务匹配系统
技术领域
本发明涉及的是一种互联网技术领域的系统，具体是一种基于本体的融合RESTful和SOAP服务的异构服务匹配系统。
背景技术
越来越多企业的IT架构转向面向服务架构SOA，它的主要技术是XML、SOAP、WSDL和UDDI。SOA是一个组件模型，它将应用程序的服务通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。Web服务作为SOA的组成部分扮演着重要角色。
REST架构风格是近几年兴起的新型架构风格，它首次出现在2000年Roy Fielding的博士论文中。REST定义了一系列的原则来确定如何界定资源和配置网络环境。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是RESTful。REST架构风格提倡使用简单的操作(PUT，GET，POST andDELETE)在网络中传输资源，然后通过调用本地操作改变资源状态，这与SOAP刚好相反。REST和SOAP各有所长。REST简单、易用，与互联网思想一脉相承，核心思想是资源共享、面向资源的Web Services。而SOAP是广为接受的标准，在互操作性方面，解决复杂的系统集成方面优势明显，其核心思想是面向活动的服务。
如何复用、集成分散于网络的Web服务，实现各类信息系统集成，避免信息孤岛现象，是摆在计算机工作者面前急需解决的难题。为解决这一问题，相关国际组织陆续提出了一系列相关协议与规范，如UDDI约定了如何描述、注册及发现Web服务。企业用户通过Web服务注册中心，注册自己的信息，发布与Web服务相关的信息或查找自己所需的Web服务，方便地实现各类信息系统的集成，扩展潜在的伙伴关系。Web服务使用者也可通过Web服务注册中心搜索Web服务提供者的信息、服务的功能、服务的访问方式、服务的价格、服务的使用方式、服务的接口信息、服务的技术规范等信息，促进Web服务在更广泛的范围内应用。如何进行Web服务的注册、发布和查找成为了注册服务模块的关键。
对于现在出现的RESTful服务，传统的注册中心显得有些力不从心。REST以资源为中心，认为Web是由一系列的抽象资源组成，这些抽象的资源具有不同的具体表现形式，外界可以通过URI定位，修改，删除资源。通过REST架构，Web应用程序可以用一致的接口(URI)暴露资源给外部世界，并对资源提供语义一致的操作服务。在网络中有很多资源，而用一致的动作去访问他们。如何将RESTful服务集成到现有的注册中心中，使RESTful服务和SOAP服务很好的融合，消除它们之间的异构性，从而方便服务请求者的查找是目前急需解决的一大难题。
经过对现有技术的检索发现，W.T.Tsai，Qian Huang，Jingjing Xu，Yinong Chen和RayPaul所著的“Ontology-based Dynamic Process Collaboration in Service-OrientedArchitecture”，但是该技术提出的服务注册中心只针对SOAP服务。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于本体的异构服务匹配系统，使得RESTful服务和SOAP服务能共享语义信息，屏蔽它们之间的异构性，用以支持匹配方法。这种方式无需限制服务请求者在查询服务时具体要提供SOAP式的接口信息还是提供REST式的资源信息，都能准确的找到功能符合的服务。同时，增强QoS语义信息，从质量上进一步保证查到的服务的准确度。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：应用层、语义化模块、本体系统、注册模块、匹配模块、统一接口服务池和数据库，其中：应用层分别与语义化模块和本体系统相连接并传输WSDL文档信息和关键字信息，语义化模块和注册模块相连接并传输OWL-S/SBWS文档信息，注册模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输关键字信息和查找信息，统一接口服务池和数据库相连接并传输服务信息，匹配模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输实例信息和发布信息，匹配模块将实例信息中的关键字、语义、服务质量信息记录下来进行匹配。
所述的本体系统包括：概念本体模型、操作本体模型和关联本体模型，其中：概念本体模型由一系列的名词组成，每一个名词代表一个实际的资源，用一个类表示；操作本体模型由一系列的动词组成，每一个动词代表对对应概念的一个操作，用一个类表示。
所述的概念本体模型有两种组织形式，一种形式是在同一应用领域中涉及到的概念的集合，称为概念模版。另一种是同类资源的集合；
所述的操作本体模型有两种组织形式，一种形式对应于上面一定应用领域中的概念所涉及到的所有操作，称为操作模版。
所述的关联本体是继承自概念类和操作类的一个子类，连接了概念本体和操作本体，它的实例是RESTful服务或者SOAP服务。
所述的语义化模块将没有语义的WSDL和WADL文档添加语义，转化成统一的OWL-S或者SBWS有语义信息的文档来描述服务。
所述的注册模块内设有注册引擎以存储含有语义信息的服务，该服务包括：关键词、语义信息和Qos信息，注册模块将上述信息提供给服务请求者进行查找。
所述的匹配模块内设有匹配引擎以分析服务请求者的请求，在本体系统中进行查找，并且进行匹配度计算，查找出匹配度最高的服务；
所述的匹配度计算具体是采用Ganjisaffar，Y.的论文《A similarity measure for OWL-Sannotated web services》中所描述的基本计算方法再加入概念操作的因素实现的，匹配度公式为：
Simservice-matching(S，Q)＝αconceptSimconcept-pattern-matching(S，Q)+βoperationSimoperation- pattern-matching(S，Q)
其中：Q为定义服务请求，S为Web服务，αconcept和βoperation必须满足：αconcept+βoperation＝1，0＜αconcept＜1，0＜βoperation＜1。αconcept和βoperation的默认值都是0.5，当本体模型中强调概念时，系数αconcept会相应增加，同时βoperation会相应减小，当本体模型中强调操作时，则相反。
本发明无论对SOAP服务还是RESTful服务，都使用概念本体、操作本体和关联本体进行服务匹配，并且在添加语义和QOS信息后，大幅提高了匹配精度。
附图说明
图1为本体系统结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，为本体系统结构示意图，其中1为概念本体，每一个圈代表一个具体的概念，连线表示概念之间的联系，2为操作本体，每一个圈代表一个具体的操作，连线表示操作之间的联系，3为指关联本体，表示概念本体与关联本体之间的联系。
如图2所示，本实施例包括：应用层、语义化模块、本体系统、注册模块、匹配模块、统一接口服务池和数据库，其中：应用层分别与语义化模块和本体系统相连接并传输WSDL文档信息和关键字信息，语义化模块和注册模块相连接并传输OWL-S/SBWS文档信息，注册模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输关键字信息和查找信息，统一接口服务池和数据库相连接并传输服务信息，匹配模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输实例信息和发布信息，匹配模块将实例信息中的关键字、语义、服务质量信息记录下来进行匹配。
所述的本体系统包括：概念本体模型、操作本体模型和关联本体模型，其中：概念本体模型由一系列的名词组成，每一个名词代表一个实际的资源，用一个类表示；操作本体模型由一系列的动词组成，每一个动词代表对对应概念的一个操作，用一个类表示。
所述的概念本体模型有两种组织形式，一种形式是在同一应用领域中涉及到的概念的集合，称为概念模版。另一种是同类资源的集合；
所述的操作本体模型有两种组织形式，一种形式对应于上面一定应用领域中的概念所涉及到的所有操作，称为操作模版。
所述的关联本体是继承自概念类和操作类的一个子类，连接了概念本体和操作本体，它的实例是RESTful服务或者SOAP服务。
所述的语义化模块将没有语义的WSDL和WADL文档添加语义，转化成统一的OWL-S或者SBWS有语义信息的文档来描述服务。
所述的注册模块内设有注册引擎以存储含有语义信息的服务，该服务包括：关键词、语义信息和Qos信息，注册模块将上述信息提供给服务请求者进行查找。
所述的匹配模块内设有匹配引擎以分析服务请求者的请求，在本体系统中进行查找，并且进行匹配度计算，查找出匹配度最高的服务；
所述的匹配度计算具体是采用Ganjisaffar，Y.的论文《A similarity measure for OWL-Sannotated web services》中所描述的基本计算方法再加入概念操作的因素实现的，匹配度公式为：
Simservice-matching(S，Q)＝αconceptSimconcept-pattern-matching(S，Q)+βoperationSimoperation- pattern-matching(S，Q)
其中：Q为定义服务请求，S为Web服务，αconcept和βoperation必须满足：αconcept+βoperation＝1，0＜αconcept＜1，0＜βoperation＜1。αconcept和βoperation的默认值都是0.5，当本体模型中强调概念时，也就是在本体系统中名词所占的比重大于0.5时，系数αconcept会相应增加，同时βoperation会相应减小；当本体模型中强调操作时，也就是在本体系统中动词所占的比重大于0.5时，则相反。
本系统具体通过SOA、XML、SOAP、WSDL、UDDI以及REST、WADL等方式实现，无论对SOAP服务还是RESTful服务，都使用概念本体、操作本体和关联本体进行服务匹配，并且在添加语义和QOS信息后，大幅提高了匹配精度。
在服务池中有10个服务，5个SOAP服务，5个RESTful服务的环境下进行模拟，现有服务匹配模式通过服务查找匹配虽然找到2个候选的SOAP服务却无法处理服务池中QOS最高且同样匹配请求者服务的RESTful服务，而本系统通过服务查找匹配找到2个候选的SOAP服务和1个候选的REST服务，通过对QOS的比较，返回QOS最高的REST服务。

Claims (7)

1.一种基于本体的异构服务匹配系统，其特征在于，包括：应用层、语义化模块、本体系统、注册模块、匹配模块、统一接口服务池和数据库，其中：应用层分别与语义化模块和本体系统相连接并传输WSDL文档信息和关键字信息，语义化模块和注册模块相连接并传输OWL-S/SBWS文档信息，注册模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输关键字信息和查找信息，统一接口服务池和数据库相连接并传输服务信息，匹配模块分别与本体系统和统一接口服务池相连接并传输实例信息和发布信息，匹配模块将实例信息中的关键字、语义、服务质量信息记录下来进行匹配。
2.根据权利要求1所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的本体系统包括：概念本体模型、操作本体模型和关联本体模型，其中：概念本体模型由一系列的名词组成，每一个名词代表一个实际的资源，用一个类表示；操作本体模型由一系列的动词组成，每一个动词代表对对应概念的一个操作，用一个类表示。
3.根据权利要求2所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的概念本体模型有两种组织形式，一种形式是在同一应用领域中涉及到的概念的集合，称为概念模版；另一种是同类资源的集合；所述的操作本体模型有两种组织形式，一种形式对应于上面一定应用领域中的概念所涉及到的所有操作，称为操作模版；所述的关联本体是继承自概念类和操作类的一个子类，连接了概念本体和操作本体，它的实例是RESTful服务或者SOAP服务。
4.根据权利要求1所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的语义化模块将没有语义的WSDL和WADL文档添加语义，转化成统一的OWL-S或者SBWS有语义信息的文档来描述服务。
5.根据权利要求1所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的注册模块内设有注册引擎以存储含有语义信息的服务，该服务包括：关键词、语义信息和Qos信息，注册模块将上述信息提供给服务请求者进行查找。
6.根据权利要求1所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的匹配模块内设有匹配引擎以分析服务请求者的请求，在本体系统中进行查找，并且进行匹配度计算，查找出匹配度最高的服务。
7.根据权利要求1所述的基于本体的异构服务匹配系统，其特征是，所述的匹配度计算的公式为：
Simservice-matching(S，Q)＝αconceptSimconcept-pattern-matching(S，Q)+βoperationSimoperation- pattern-matching(S，Q)
其中：Q为定义服务请求，S为Web服务，αconcept和βoperation必须满足：αconcept+βoperation＝1，0＜αconcept＜1，0＜βoperation＜1；αconcept和βoperation的默认值都是0.5，当本体模型中强调概念时，系数αconcept会相应增加，同时βoperation会相应减小，当本体模型中强调操作时，则相反。
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