CN105530312B - 网络服务路径选择系统及其选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络服务路径选择系统及其选择方法，该方法包括：对服务请求进行归纳分析，并得到服务请求链；查询网络服务拓扑图，构建服务承载网；查询目标节点，生成查询探针，向服务承载网中满足服务请求链需求的邻接节点扩散转发；服务承载网中间节点对查询探针选择处理；依据探针存储信息，满足路径搜索后将探针转发至服务请求节点；服务请求节点对服务路径发送确认探针并进行资源预留；将各节点服务资源进行分配和组合，构建元服务集合；检测服务需求变更和评估服务资源剩余情况，标记关键节点；对服务路径依据重构准则进行重组和重构，释放占用资源。本发明能够满足多服务请求共存时对网络资源的需求，并提高网络资源的利用效率。

Description

网络服务路径选择系统及其选择方法

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种网络服务路径选择系统及其选择方法。

背景技术

众所周知，当前互联网由于体系结构的“僵化”问题在核心网络中增加新的功能和服务非常困难。传统的基于端到端设计的互联网几乎将所有网络智能放在端主机上，而核心网络仅提供简单的存储转发服务。这种“边缘智能，核心简单”的设计构成了互联网体系结构的简单性，是与当时的网络应用场景相适应的。然而，互联网的商业化、无所不在和异构的应用环境、新兴的通信模式以及面临的安全和管理挑战都要求互联网能够提供多样化的服务，而不仅仅是存储转发服务。针对新的需求和现有网络存在的不足，以服务为中心的网络逐渐兴起并成为研究的热点。在以服务为中心的网络中，服务通常可以分解为细粒度的功能单元，称为元服务，元服务可以根据需要部署于网络的任意节点之上，业务需求的复杂服务是由元服务组合而成的，通过不同元服务之间的组合实现对多样化业务的灵活支持和适应。为满足业务的多样化服务需求，网络必须对位于多个不同节点上的元服务进行组合，并选择能够到达目的的一条最优路径，且路径上的节点必须具备满足业务需求的元服务，这种跨越全网。满足特定业务传送需求的“节点-链路”序列就称为服务路径。

目前以服务为中心的网络研究大多侧重于概念和架构、测试床中的应用协议原型以及应用前景等，而对于服务组合和路径选择问题，研究成果相对较少。在分布式系统领域，服务路径选择问题的研究取得了一定的成果。然而，这些成果大多是基于组合规则或人工智能进行服务组合和路径选择，而且这些方法仅仅是针对单一功能需求以及单一服务请求而设计的，没有考虑各个服务实例之间的依赖关系，无法满足多目标约束多服务请求情况下的服务路径选择需求。因此，迫切需要针对多目标约束多服务请求的服务路径选择问题设计新的服务路径构建方法。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种网络服务路径选择系统及其选择方法，在满足功能和性能约束的条件下，有效地为业务服务请求选择一条最优的服务路径，有利于建立与业务需求相匹配的服务网络，增强服务网络的灵活性和可扩展性。

按照本发明所提供的设计方案，一种网络服务路径选择系统，包含服务解析模块，网络构建模块，路径探测模块、服务组合模块，网络重构模块，

服务解析模块，包含需求分析代理单元、网络元服务数据库和特征分析单元，需求分析代理单元用于负责查询网络元服务数据库，分析业务服务请求所需的元服务种类及数量，特征分析单元用于负责分析元服务之间的先后次序及依赖关系，构建服务请求链；

网络构建模块，包括节点发现代理单元、可重构服务节点数据库和承载网构建代理单元，节点发现代理单元用于负责根据服务请求链要求在可重构服务节点数据库中查询满足要求的可重构服务节点集合，承载网构建代理单元依据节点间的连接关系以及构建准则建立对应的服务承载网；

路径探测模块，包括探针构建代理单元、探针处理代理单元和路径构建代理单元，探针构建代理单元用于负责在服务请求目标节点构建查询探针，以及在服务请求源节点构建确认探针，探针处理代理单元用于负责在可行服务承载网中服务节点上依据探针信息以及服务路径评价标准对探针进行选择性处理，路径构建代理单元用于负责记录探针搜索路径，以及相应节点上的资源预留；

服务组合模块，包含资源分配代理单元和元服务组合代理单元，资源分配代理单元用于负责在构建服务路径上的节点依据资源分配函数将自身预留的服务资源分配给对应的元服务集合，元服务组合代理单元用于负责根据分配的服务资源以及相应元服务的前后依赖关系在节点上构建相应的元服务集合；

网络重构模块，包含标记代理单元和重构代理单元，标记代理单元用于找出网络中关键节点并将占用关键节点的网络服务路径标记为待重构路径，重构代理单元用于依据重构准则及重构算法对服务路径或节点实时重构。

上述的，服务路径评价标准是指利用服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)，依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价；对探针进行选择性处理具体指：节点接收到路径查询探针，依据探针信息，执行如下操作：当前搜索服务路径是否满足服务请求链要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，取代其余针对同一服务请求的探针，依据邻接节点的信任关系、功能代价、资源可用性指标，节点转发探针至邻接节点。

上述的，资源分配函数公式R＝f_assi(S)，为该服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则；S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；重构准则包含以下内容：有限度的局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择的全局重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构。

一种网络服务路径选择方法，包含如下步骤：

步骤1.对业务服务请求进行特征归纳和需求分析，查询网络元服务数据库，得到对应的服务请求链；

步骤2.查询网络服务拓扑图，根据服务请求链中的资源以及元服务要求对可重构服务节点数据库进行基于关键字的服务节点检索，得到网络中满足服务请求链需求的候选节点集合；

步骤3.根据候选节点集合的连接关系和构建准则，建立针对服务请求的服务承载网；

步骤4.依据分布式选择探测机制，服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针，中间节点根据服务需求以及节点服务资源对查询探针进行选择性处理；

步骤5.查询探针完成针对服务请求链要求构建的服务路径后，节点转发探针至服务请求源节点，服务请求源节点构建确认探针并沿着服务路径反向发送至目标节点，服务路径中的沿路节点清除相应探针缓存，并进行对应元服务的资源预留；

步骤6.依据节点资源分配函数和资源组合函数，将服务路径中各节点的服务资源进行分配和组合，建立满足服务请求的元服务集合；

步骤7.检测服务请求的变更，评估网络节点中服务资源的剩余情况，若节点服务资源不能满足服务请求变更资源需求或多服务请求共存时的资源需求，则将其标记为关键节点；

步骤8.对包含关键节点的服务承载网，依据重构准则，进行节点中元服务的重组和服务路径的重构。

优选的，步骤1具体包含如下步骤：

步骤2.1对业务服务请求的功能要求以及性能要求进行特征归纳和需求分析，得到服务请求链S＝{R,f₁,f₂,…,(f_i,…,f_j)…,f_s}，f_i为第i个元服务，其中，R表示服务请求链的资源需求，(f_i,…,f_j)表示元服务f_i与f_j存在前后依赖关系，在路径构建过程中存在先后次序，{f₁,f₂,…,f_s}表示元服务f₁，f₂，f_s不存在依赖关系，在路径构建过程中可交换先后次序；

步骤2.2查询网络元服务数据库，网络元服务数据库存储了不同元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系，记为(EID,G_func)，G_func＝<Rc,E_func>，其中EID是元服务的ID号，Rc＝{R_i|R_i＝(RID,Name,Description),i＝1,2,…,n}为元服务对应的服务资源取值集合，RID、Name、Description为服务资源R_i的ID号、名称及其描述，E_func为元服务之间的依赖连接关系，根据业务请求采用EID对网络元服务数据库进行关键字查询，返回对应的服务请求链。

上述的，步骤3具体包含如下内容：首先，确立构建准则，构建准则包含：1)最低等级优先准则，在满足资源需求的前提下，使用资源安全等级低的节点提供服务，使资源安全等级高的节点满足更高等级资源需求的服务承载网；2)最短路径优先准则，在满足资源需求的前提下，使服务路径尽量短，以使构建的服务承载网占用网络带宽资源少；3)最小负载优先准则，在满足安全需求的前提下，选择负载轻的节点、链路，以使网络中链路负载均衡，以有限的链路资源承载较多的服务请求；其次，依据构建准则对候选节点集合中的节点进行筛选，得到满足服务请求链的服务承载网拓扑结构。

上述的，所述步骤4具体包含如下内容：

步骤4.1、服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针；

步骤4.2、节点接收到查询探针，并判断探针是否为确认探针，若是，则进入步骤5执行确认探针沿着服务路径反向转发至目标节点，并进行节点对应元服务的资源预留，否则，查询探针搜索服务路径是否满足服务请求链要求，若是，则进入步骤5执行转发查询探针至服务请求源节点，清除节点探针缓存，否则，进入步骤4.3；

步骤4.3、解析查询探针携带信息，判断当前搜索服务路径是否满足服务请求链资源要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，其中，服务路径服务质量是指服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si，对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价。

上述的，步骤6具体包含如下内容：

步骤6.1、服务承载网中的可重构服务节点，依据资源分配函数R＝f_assi(S)为服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则，S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；

步骤6.2、依据资源组合函数SA＝f_comb(R，G_func)对服务资源进行组合，形成节点支撑服务请求链的元服务集合，其中，f_comb是组合函数映射法则，资源向量R、元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系G_func，作为函数自变量，SA是节点的元服务集合，作为函数因变量。

上述的，步骤7具体包含如下步骤：

步骤7.1、在基于可重构服务节点的服务路径构建过程中，检查业务服务请求的变更，并通过节点剩余服务资源评价节点资源的可用程度；

步骤7.2、若多业务服务请求到来时，将不能满足多个业务服务请求所需元服务的节点标记为关键节点；如果节点剩余资源小于设定阈值，则将该节点标记为关键节点。

上述的，步骤8中依据重构准则进行节点中元服务的重组和服务路径的重构具体包含如下步骤：

步骤8.1、设定重构准则，重构准则包含：有限度局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择全部重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构；

步骤8.2、依据重构准则，进行重构操作，构建满足多业务服务请求的服务路径。

本发明的有益效果：

1、本发明与现有技术相比，业务服务需求与网络节点资源呈现松耦合关系，网络根据业务服务需求扩大和减小相应的网络节点资源；内在结构的时变性，由时变的结构驱动时变的服务能力，最终实现网络服务对多业务要求和多服务特征的动态匹配；服务节点不仅可以根据业务请求的变化动态重组内部元服务的种类和数量，实现节点服务能力的动态可配置，增加网络服务的可用性，同时提高网络资源利用率；在多业务请求下通过重用相应节点的元服务，基于分布式选择机制构建满足多业务请求下的最优化服务路径图，使有限的网络服务资源得到更加合理的利用，避免了单一服务请求模式下局部最优服务路径的出现。

2、本发明解决现有技术中多目标约束多服务请求情况下的服务路径选择需求问题，在满足功能和性能约束的条件下，有效地为业务服务请求选择一条最优的服务路径，有利于建立与业务需求相匹配的服务网络，增强服务网络的灵活性和可扩展性，灵活性高，适应性好，可用性强，服务质量更高。

附图说明：

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的网络元服务数据库表结构示意图；

图3为本发明的可重构服务节点数据库表结构示意图；

图4为本发明的方法流程示意图；

图5为本发明的分布式选择探测机制流程示意图；

图6为本发明的服务网络重构流程示意图。

具体实施方式：

首先对本文出现的技术名词或术语进行解释，以方便本领域技术人员对本文技术方案的理解。

可重构服务节点：针对服务网络的一种资源可动态组合的节点设备，并且可以动态增加或减少元服务的种类和大小。

服务资源：是指元服务实际运行所需要的全部软硬件实例集合，各实例是具有一定服务处理能力的程序实体及其相关描述。服务资源可以被明确识别、复用和重构。

服务请求链：是指根据业务请求，将其解析成元服务数据库中对应元服务所构成的组合序列，其中包含元服务之间的依赖关系，是服务承载网中服务路径构建的参考依据。

服务承载网：是指根据网络中节点的服务提供能力以及用户的需求和业务特性，在基础物理网络上构建的专用虚拟网络。具备面向某类服务的特殊性，能动态调整与伸缩，具有高度灵活的服务能力。

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例一，参见图1所示，一种网络服务路径选择系统，包含服务解析模块，网络构建模块，路径探测模块、服务组合模块，网络重构模块，

服务解析模块，包含需求分析代理单元、网络元服务数据库和特征分析单元，需求分析代理单元用于负责查询网络元服务数据库，分析业务服务请求所需的元服务种类及数量，特征分析单元用于负责分析元服务之间的先后次序及依赖关系，构建服务请求链；

网络构建模块，包括节点发现代理单元、可重构服务节点数据库和承载网构建代理单元，节点发现代理单元用于负责根据服务请求链要求在可重构服务节点数据库中查询满足要求的可重构服务节点集合，承载网构建代理单元依据节点间的连接关系以及构建准则建立对应的服务承载网；

路径探测模块，包括探针构建代理单元、探针处理代理单元和路径构建代理单元，探针构建代理单元用于负责在服务请求目标节点构建查询探针，以及在服务请求源节点构建确认探针，探针处理代理单元用于负责在可行服务承载网中服务节点上依据探针信息以及服务路径评价标准对探针进行选择性处理，路径构建代理单元用于负责记录探针搜索路径，以及相应节点上的资源预留；

服务组合模块，包含资源分配代理单元和元服务组合代理单元，资源分配代理单元用于负责在构建服务路径上的节点依据资源分配函数将自身预留的服务资源分配给对应的元服务集合，元服务组合代理单元用于负责根据分配的服务资源以及相应元服务的前后依赖关系在节点上构建相应的元服务集合；

网络重构模块，包含标记代理单元和重构代理单元，标记代理单元用于找出网络中关键节点并将占用关键节点的网络服务路径标记为待重构路径，重构代理单元用于依据重构准则及重构算法对服务路径或节点实时重构。

实施例二，参见图1～3所示，与实施例一基本相同，不同之处在于：服务路径评价标准是指利用服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)，依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价；对探针进行选择性处理具体指：节点接收到路径查询探针，依据探针信息，执行如下操作：当前搜索服务路径是否满足服务请求链要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，取代其余针对同一服务请求的探针，依据邻接节点的信任关系、功能代价、资源可用性指标，节点转发探针至邻接节点。

资源分配函数公式R＝f_assi(S)，为该服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则；S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；重构准则包含以下内容：有限度的局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择的全局重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构。

实施例三，参见图4所示，一种网络服务路径选择方法，包含如下步骤：

步骤1.对业务服务请求进行特征归纳和需求分析，查询网络元服务数据库，得到对应的服务请求链；

步骤2.查询网络服务拓扑图，根据服务请求链中的资源以及元服务要求对可重构服务节点数据库进行基于关键字的服务节点检索，得到网络中满足服务请求链需求的候选节点集合；

步骤3.根据候选节点集合的连接关系和构建准则，建立针对服务请求的服务承载网；

步骤4.依据分布式选择探测机制，服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针，中间节点根据服务需求以及节点服务资源对查询探针进行选择性处理；

步骤5.查询探针完成针对服务请求链要求构建的服务路径后，节点转发探针至服务请求源节点，服务请求源节点构建确认探针并沿着服务路径反向发送至目标节点，服务路径中的沿路节点清除相应探针缓存，并进行对应元服务的资源预留；

步骤6.依据节点资源分配函数和资源组合函数，将服务路径中各节点的服务资源进行分配和组合，建立满足服务请求的元服务集合；

步骤7.检测服务请求的变更，评估网络节点中服务资源的剩余情况，若节点服务资源不能满足服务请求变更资源需求或多服务请求共存时的资源需求，则将其标记为关键节点；

步骤8.对包含关键节点的服务承载网，依据重构准则，进行节点中元服务的重组和服务路径的重构。

实施例四，参见图4～6所示，一种网络服务路径选择方法，包含如下步骤：

步骤1.对业务服务请求进行特征归纳和需求分析，查询网络元服务数据库，得到对应的服务请求链，具体包含如下步骤：

步骤1.1、对业务服务请求的功能要求以及性能要求进行特征归纳和需求分析，得到服务请求链S＝{R,f₁,f₂,…,(f_i,…,f_j)…,f_s}，f_i为第i个元服务，其中，R表示服务请求链的资源需求，(f_i,…,f_j)表示元服务f_i与f_j存在前后依赖关系，在路径构建过程中存在先后次序，{f₁,f₂,…,f_s}表示元服务f₁，f₂，f_s不存在依赖关系，在路径构建过程中可交换先后次序；

步骤1.2、查询网络元服务数据库，网络元服务数据库存储了不同元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系，记为(EID,G_func)，G_func＝<Rc,E_func>，其中EID是元服务的ID号，Rc＝{R_i|R_i＝(RID,Name,Description),i＝1,2,…,n}

为元服务对应的服务资源取值集合，RID、Name、Description为服务资源R_i的ID号、名称及其描述，E_func为元服务之间的依赖连接关系，根据业务请求采用EID对网络元服务数据库进行关键字查询，返回对应的服务请求链；

步骤2.查询网络服务拓扑图，根据服务请求链中的资源以及元服务要求对可重构服务节点数据库进行基于关键字的服务节点检索，得到网络中满足服务请求链需求的候选节点集合；

步骤3.根据候选节点集合的连接关系和构建准则，建立针对服务请求的服务承载网，首先，确立构建准则，构建准则包含：1)最低等级优先准则，在满足资源需求的前提下，使用资源安全等级低的节点提供服务，使资源安全等级高的节点满足更高等级资源需求的服务承载网；2)最短路径优先准则，在满足资源需求的前提下，使服务路径尽量短，以使构建的服务承载网占用网络带宽资源少；3)最小负载优先准则，在满足安全需求的前提下，选择负载轻的节点、链路，以使网络中链路负载均衡，以有限的链路资源承载较多的服务请求；其次，依据构建准则对候选节点集合中的节点进行筛选，得到满足服务请求链的服务承载网拓扑结构；

步骤4.依据分布式选择探测机制，服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针，中间节点根据服务需求以及节点服务资源对查询探针进行选择性处理，具体包含如下步骤：

步骤4.1、服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针；

步骤4.2、节点接收到查询探针，并判断探针是否为确认探针，若是，则进入步骤5执行确认探针沿着服务路径反向转发至目标节点，并进行节点对应元服务的资源预留，否则，查询探针搜索服务路径是否满足服务请求链要求，若是，则进入步骤5执行转发查询探针至服务请求源节点，清除节点探针缓存，否则，进入步骤4.3；

步骤4.3、解析查询探针携带信息，判断当前搜索服务路径是否满足服务请求链要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，其中，服务路径服务质量是指服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si，对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价；

步骤5.查询探针完成针对服务请求链要求构建的服务路径后，节点转发探针至服务请求源节点，服务请求源节点构建确认探针并沿着服务路径反向发送至目标节点，服务路径中的沿路节点清除相应探针缓存，并进行对应元服务的资源预留；

步骤6.依据节点资源分配函数和资源组合函数，将服务路径中各节点的服务资源进行分配和组合，建立满足服务请求的元服务集合，具体包含如下内容：

步骤6.1、服务承载网中的可重构服务节点，依据资源分配函数R＝f_assi(S)为服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则，S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；

步骤6.2、依据资源组合函数SA＝f_comb(R，G_func)对服务资源进行组合，形成节点支撑服务请求链的元服务集合，其中，f_comb是组合函数映射法则，资源向量R、元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系G_func，作为函数自变量，SA是节点的元服务集合，作为函数因变量；

步骤7.检测服务请求的变更，评估网络节点中服务资源的剩余情况，若节点服务资源不能满足服务请求变更资源需求或多服务请求共存时的资源需求，则将其标记为关键节点，具体包含如下步骤：

步骤7.1、在基于可重构服务节点的服务路径构建过程中，检查业务服务请求的变更，并通过节点剩余服务资源评价节点资源的可用程度；

步骤7.2、若多业务服务请求到来时，将不能满足多个业务服务请求所需元服务的节点标记为关键节点；如果节点剩余资源小于设定阈值，则将该节点标记为关键节点；

步骤8.对包含关键节点的服务承载网，依据重构准则，进行节点中元服务的重组和服务路径的重构，具体包含如下步骤：

步骤8.1、设定重构准则，重构准则包含：有限度局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择全部重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构；有限度局部重构，主要发生在可重构服务节点内部，进行资源重组，进而提供新的元服务，主要发生在网络中较少关键节点发生过载的情况；而有选择全部重构则是针对当网络中大部分服务节点均发生资源过载时，无法为更多的服务请求提供元服务支持的情况下，此时，需要选择对应特定服务请求的服务承载网中的关键节点以及其余节点进行内部资源重构。

步骤8.2、依据重构准则，进行重构操作，构建满足多业务服务请求的服务路径。

本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种网络服务路径选择系统，其特征在于：包含服务解析模块，网络构建模块，路径探测模块、服务组合模块，网络重构模块，

服务解析模块，包含需求分析代理单元、网络元服务数据库和特征分析单元，需求分析代理单元用于负责查询网络元服务数据库，分析业务服务请求所需的元服务种类及数量，特征分析单元用于负责分析元服务之间的先后次序及依赖关系，构建服务请求链；

网络构建模块，包括节点发现代理单元、可重构服务节点数据库和承载网构建代理单元，节点发现代理单元用于负责根据服务请求链要求在可重构服务节点数据库中查询满足要求的可重构服务节点集合，承载网构建代理单元依据节点间的连接关系以及构建准则建立对应的服务承载网；

路径探测模块，包括探针构建代理单元、探针处理代理单元和路径构建代理单元，探针构建代理单元用于负责在服务请求目标节点构建查询探针，以及在服务请求源节点构建确认探针，探针处理代理单元用于负责在可行服务承载网中服务节点上依据探针信息以及服务路径评价标准对探针进行选择性处理，路径构建代理单元用于负责记录探针搜索路径，以及相应节点上的资源预留；

服务组合模块，包含资源分配代理单元和元服务组合代理单元，资源分配代理单元用于负责在构建服务路径上的节点依据资源分配函数将自身预留的服务资源分配给对应的元服务集合，元服务组合代理单元用于负责根据分配的服务资源以及相应元服务的前后依赖关系在节点上构建相应的元服务集合；

网络重构模块，包含标记代理单元和重构代理单元，标记代理单元用于找出网络中关键节点并将占用关键节点的网络服务路径标记为待重构路径，重构代理单元用于依据重构准则及重构算法对服务路径或节点实时重构。

2.根据权利要求1所述的网络服务路径选择系统，其特征在于：服务路径评价标准是指利用服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)，依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价；对探针进行选择性处理具体指：节点接收到路径查询探针，依据探针信息，执行如下操作：当前搜索服务路径是否满足服务请求链要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，取代其余针对同一服务请求的探针，依据邻接节点的信任关系、功能代价及资源可用性指标，节点转发探针至邻接节点。

3.根据权利要求1所述的网络服务路径选择系统，其特征在于：资源分配函数公式R＝f_assi(S)，为该服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则；S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；重构准则包含以下内容：有限度的局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择的全局重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构。

4.一种网络服务路径选择方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1.对业务服务请求进行特征归纳和需求分析，查询网络元服务数据库，得到对应的服务请求链；

步骤2.查询网络服务拓扑图，根据服务请求链中的资源以及元服务要求对可重构服务节点数据库进行基于关键字的服务节点检索，得到网络中满足服务请求链需求的候选节点集合；

步骤3.根据候选节点集合的连接关系和构建准则，建立针对服务请求的服务承载网；

步骤4.依据分布式选择探测机制，服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针，中间节点根据服务需求以及节点服务资源对查询探针进行选择性处理；

步骤5.查询探针完成针对服务请求链要求构建的服务路径后，节点转发探针至服务请求源节点，服务请求源节点构建确认探针并沿着服务路径反向发送至目标节点，服务路径中的沿路节点清除相应探针缓存，并进行对应元服务的资源预留；

步骤6.依据节点资源分配函数和资源组合函数，将服务路径中各节点的服务资源进行分配和组合，建立满足服务请求的元服务集合；

步骤7.检测服务请求的变更，评估网络节点中服务资源的剩余情况，若节点服务资源不能满足服务请求变更资源需求或多服务请求共存时的资源需求，则将其标记为关键节点；

步骤8.对包含关键节点的服务承载网，依据重构准则，进行节点中元服务的重组和服务路径的重构。

5.根据权利要求4中所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：所述步骤1具体包含如下步骤：

步骤1.1对业务服务请求的功能要求以及性能要求进行特征归纳和需求分析，得到服务请求链S＝{R,f₁,f₂,…,(f_i,…,f_j)…,f_s}，f_i为第i个元服务，其中，R表示服务请求链的资源需求，(f_i,…,f_j)表示元服务f_i与f_j存在前后依赖关系，在路径构建过程中存在先后次序，{f₁,f₂,…,f_s}表示元服务f₁，f₂，f_s不存在依赖关系，在路径构建过程中可交换先后次序；

步骤1.2查询网络元服务数据库，网络元服务数据库存储了不同元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系，记为(EID,G_func)，G_func＝<Rc,E_func>，其中EID是元服务的ID号，G_func是元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系，Rc＝{R_i|R_i＝(RID,Name,Description),i＝1,2,…,n}为元服务对应的服务资源取值集合，RID、Name、Description为服务资源R_i的ID号、名称及其描述，E_func为元服务之间的依赖连接关系，根据业务请求采用EID对网络元服务数据库进行关键字查询，返回对应的服务请求链。

6.根据权利要求4所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：步骤3具体包含如下内容：首先，确立构建准则，构建准则包含：1)最低等级优先准则，在满足资源需求的前提下，使用资源安全等级低的节点提供服务，使资源安全等级高的节点满足更高等级资源需求的服务承载网；2)最短路径优先准则，在满足资源需求的前提下，使服务路径尽量短，以使构建的服务承载网占用网络带宽资源少；3)最小负载优先准则，在满足安全需求的前提下，选择负载轻的节点、链路，以使网络中链路负载均衡，以有限的链路资源承载较多的服务请求；其次，依据构建准则对候选节点集合中的节点进行筛选，得到满足服务请求链的服务承载网拓扑结构。

7.根据权利要求4所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：所述步骤4具体包含如下内容：

步骤4.1、服务请求目标节点向服务承载网中满足需求的邻接节点发送路径查询探针；

步骤4.2、节点接收到查询探针，并判断探针是否为确认探针，若是，则进入步骤5执行确认探针沿着服务路径反向转发至目标节点，并进行节点对应元服务的资源预留，否则，查询探针搜索服务路径是否满足服务请求链要求，服务请求链要求包括资源要求以及元服务要求，若是，则进入步骤5执行转发查询探针至服务请求源节点，清除节点探针缓存，否则，进入步骤4.3；

步骤4.3、解析查询探针携带信息，判断当前搜索服务路径是否满足服务请求链资源要求，若不满足，则节点丢弃探针，否则，判断节点是否提供服务请求链中任意元服务，若不提供，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于已转发探针搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，判断当前搜索服务路径服务质量是否优于缓存中探针所搜索服务路径服务质量，若不是，则节点丢弃探针，否则，更新探针信息，将节点添加到服务路径中，并缓存探针信息，其中，服务路径服务质量是指服务路径评价函数Q_path＝f(P_si，BW_si，D_si)依据服务路径上节点的元服务的处理能力P_si，链路带宽BW_si以及端到端时延指标D_si，对探针搜索到的服务路径进行服务质量评价。

8.根据权利要求4所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：步骤6具体包含如下内容：

步骤6.1、服务承载网中的可重构服务节点，依据资源分配函数R＝f_assi(S)为服务请求链分配所需的服务资源，其中，f_assi是函数的映射法则，S是节点所需元服务的种类以及数量对应的向量，作为函数自变量，R是分配的服务资源向量，作为函数因变量；

步骤6.2、依据资源组合函数SA＝f_comb(R，G_func)对服务资源进行组合，形成节点支撑服务请求链的元服务集合，其中，f_comb是组合函数映射法则，资源向量R、元服务所对应的服务资源的取值大小和组合关系G_func，作为函数自变量，SA是节点的元服务集合，作为函数因变量。

9.根据权利要求4所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：步骤7具体包含如下步骤：

步骤7.1、在基于可重构服务节点的服务路径构建过程中，检查业务服务请求的变更，并通过节点剩余服务资源评价节点资源的可用程度；

步骤7.2、若多业务服务请求到来时，将不能满足多个业务服务请求所需元服务的节点标记为关键节点；或者，如果节点剩余资源小于设定阈值，则将该节点标记为关键节点。

10.根据权利要求4所述的网络服务路径选择方法，其特征在于：步骤8中依据重构准则进行节点中元服务的重组和服务路径的重构具体包含如下步骤：

步骤8.1、设定重构准则，重构准则包含：有限度局部重构，对标记的关键节点进行内部服务资源重组，或寻求关键节点相关邻域内的节点进行替换；有选择全部重构，对标记节点的服务承载网以概率p进行重构，实施最短路径算法，若有可行解，则替换标记节点，否则，保留标记节点；

步骤8.2、依据重构准则，进行重构操作，构建满足多业务服务请求的服务路径。