基于qos综合相似度的服务选择算法

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1、http://www.paper.edu.cn1基于QoS综合相似度的服务选择算法刘斌，双锴，杨亮北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京(100876)E-mail：liu1368@sohu.com摘要：本文提出一种基于QoS(QualityofService)综合相似度的服务选择算法。该算法从QoS参数语义和数值两方面计算服务请求与服务广告之间的相似程度，从而选出最符合服务请求者需求的服务。提出一个具有语义描述能力QoS模型。该模型将QoS参数分为通用QoS、领域QoS和服务QoS三类，扩展性强。还支持单值、模糊单

2、值和区间值三种度量方式，描述能力强。关键词：语义Web服务、服务质量、服务选择1引言语义web服务的描述分功能描述和非功能描述两方面。功能方面，w3c已经有相关的规范[1]。也有很多算法[2][3]专注于服务功能匹配。非功能方面，主要指的是QoS。在这方面，大部分工作集中QoS顶层模型的定义方面[4][5]，而对QoS参数的度量方式和参数值表示等一些具体的方面没有过多的关注。在基于QoS的服务选择方面，很多工作沿用的是传统服务选择的思路。主要思想是在功能性需求被满足之后，选出QoS值最高的一个服务，而并不太关注是否服务请求者

3、的需求最接近。这样处理会对服务请求者产生不利的影响。为了解决上述问题，本文提出了一个QoS模型。该模型对QoS参数的度量方式进行了细分，提出单值型、模糊单值型和区间型三种度量方式。在考虑了QoS参数在语义和数值两方面的特点的基础之上，本文提出了QoS综合相似度。利用QoS相似度可以选择出最符合服务请求者需求的服务。本文第二章介绍本领域的相关工作，第三章描述的是一个提供语义描述能力的QoS模型，这是第四章QoS综合相似度模型的基础。第五章结合前面的综合相似度模型提出一个新的服务选择算法，这个选择算法关注的是服务提供者的QoS需

4、求，而非单纯的QoS值最优。第六章进行了实验仿真和分析。最后第七章介绍一下本研究的后续工作。2相关工作服务发现过程中，涉及到QoS的主要研究点集中在三个方面。一为QoS建模，二是QoS信息的匹配，第三就是基于QoS的服务选择。QoS建模方面。最初的模型[6]仅用响应时间、可靠性、可用性和价格等有限的几个参数来描述服务的QoS。这是没有语义的，所有的参数都用实数来表达。可扩展性也很差。在本体描述语言出现之后，就有一些专门的论文来专门研究QoSontology的建立，比如[5]的DAML-QoSontology和[7]的WSMO

5、ontology。DAML-QoSontolgy将QoS本体模型分为三层—QoSprofile层、QoS参数定义层和QoS度量方法层。关注的是模型整体结构的划分。WSMOontology关注的是每个QoS参数的描述，具体描述了QoS参数的每一个属性。对应1本课题得到国家基础理论研究(973)计划(2003CB314806),国家高技术研究发展计划(863)(2006AA01Z164),国家自然科学基金资助项目基于人工免疫学原理的下一代网络业务冲突研究(60672121),长江学者和创新团队发展计划的资助。-1-http://

6、www.paper.edu.cnDAML-QoSontology的QoS参数层。在QoSProfile这一层WSMOontology认为各个QoS参数之间是平等的关系，之间没有依赖关系。在QoS度量方面，WSMOontology认为每一个度量值都是单值。综合上述模型的优缺点之后，本文提出一个QoS模型。该模型可以描述QoS参数的语义信息，还提出单值型、模糊单值型和区间型三种度量方式。QoS匹配方面，[5][8]分别提出的算法都使用描述逻辑来计算两个服务QoS的匹配程度。不同的是[5]将一个服务的整体QoS(QoSProfil

7、e)作为匹配单位，提出了Subsume、Exact、PlugIn、Intersection和Disjonit五级匹配度。而[8]以每个QoS参数为匹配单位，先分别计算对应QoS参数的四级匹配度。然后加权相加，计算出整体QoS匹配度。但[5]与[8]的算法粒度太粗。QoS除了有语义特性外，还有数值特性。对此，[5]将参数值、语义概念以及≤、=等数学运算符结合在一起，作为描述逻辑的量词而存在的，如(≤10storage.MBMetric)。要让程序来理这样的信息是有困难的。[8]用QoS参数的一个属性来表示数值范围。这样把参数值

8、信息和语义信息分开来对待，有助于程序理解处理。但是，这只能在相同概念的QoS参数之间进行匹配，不能解决异构QoS参数的情况。本文综合考虑了QoS参数在语义和数值方面的特点，提出QoS综合相似度的概念，用以解决不同概念、不同度量方式、不同数值的QoS参数之间的匹配问题。基于QoS的服务选择方