论文 基于移动无线自主网络的Web服务体系结构设计

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1、基于移动无线自主网络的Web服务体系结构设计摘要：移动无线自主网络（MANET）是自治的无基础设施的网络，在此基础上进行的Web服务应用有别于传统的Web服务应用，需要从网络传输、服务注册以及服务发现等方面都充分考虑移动无线网络和移动设备的特性。在这篇文章中，提出了MWSCAS平台架构，从SOAP绑定协议、基于UDP传输协议的分簇设计策略和面向分簇的服务注册和服务发现机制等几个方面进行了详细的分析和介绍。仿真结果显示，在无线自主网的特殊网络和设备环境下，MWSCAS策略从服务匹配准确度、反馈时间等方面都优于优于传统方式的Web服务模式和服务发现机制。关键词：无线自主网；Web服务发

2、现；分簇架构1引言自组网（AdHocnetworking）概念最早由Perkins[1]提出，即移动计算机（或移动结点）使用无线通信设备与其他移动计算机通信的网络。移动自组网MANET(MobileAdHocNetwork)，是一种没有固定路由器的网络。它是一群移动节点通过分布式协议自组织起来的一种无线网络。具有临时性，无任何基础设施，无集中管理的网络等特点。每个结点既做主机又做路由器，通过无线介质把数据包转发到其他结点。当前，大多数关于无线自组网络方面的研究都主要集中在无线自组网络的路由、自组网络分簇等网络构架方面，也有部分研究者从事无线自主网与Internet接入方面的研究。但

3、很少有研究人员关注无线自组网络中尤其是以移动终端为应用主机的无线自组网的应用研究。MWSCAS系统是我们结合以移动终端（例如Parm，手机等）为主机搭建的无线自主网中的Web服务应用问题研究而构建的一个自主网应用平台。其主要针对的是如何实现在无线自主网中以Web服务方式进行相互信息沟通和应用互助的问题。本文主要从几个方面对这一平台进行了介绍：2.1节介绍SOAP-over-UDP消息传送机制；2.2节概述MWSCAS系统的基本体系框架；2.3节讨论了基于MWSCAS结构的Web服务注册及发现机制；2.4节则针对基于UDP传输协议下Web服务发现中的不稳定和不可靠性讨论了MWSCAS

4、中的分簇策略，并阐述了在该分簇策略下的Web服务匹配方法。第3节通过实验对第2节中的内容加以对比性实验证明。第4节则对于MWSCAS系统研究进行总结并概述未来的主要工作目标。2MWSCAS平台设计与实现2.1SOAP-over-UDP作为Web服务的重要组件，SOAP为异构环境提供了一个标准化机制。W3C组织在定义SOAP标准时并没有限制SOAP消息绑定的传输协议[2]，当前常用的Web服务传输主要通过SOAP-over-HTTP方式进行。虽然HTTP广泛应用于当前的Web服务系统中，但对于无线自组网中的Web服务而言，HTTP协议并不是一种有效的可用协议，其原因在于HTTP使用的

5、底层传输协议TCP协议在无线移动环境中存在严重局限[3]，主要有：lTCP协议的避免拥塞机制认为了丢包主要都是由于网络拥塞造成的。而在无线网络中，连接中断或传输错误才是造成数据包丢失的最主要原因。lTCP协议执行了3次“握手”过程。在发送数据前，首先要建立连接，然后传输数据，数据传输完成后，又需要再次通信来关闭连接。这些对于无线移动设备间网络传输而言，都是一些额外的任务和负担，白白消耗移动无线自主网中的有限带宽和电量。相比SOAP-over-HTTP，SOAP-over-UDP是一种更优的选择。与TCP不同，UDP是一个简单的、低负荷的传输协议。在无线环境中比TCP拥有更佳的优势：

6、lUDP无需建立连接即可传送数据，减少了创建连接消耗的时间和数据包lUDP数据包比TCP数据包小很多lUDP支持广播当然，UDP传输协议可能导致重复发送、无序抵达，甚至丢包的情况。但由于其比TCP协议更适用于移动环境，MWSCAS选择UDP作为SOAP消息传输的底层绑定协议。同时，在Web服务的匹配和发现策略上增加了一些补充处理机制（见2.4节）。BEA,Lexmark,Ricoh和Microsoft共同发布的SOAP-over-UDP规范[4]为我们应用SOAP-over-UDP协议提供了参考依据。在MWSCAS实现中，我们主要强调了UDP的以下4类消息特征：l单向组播l单向广播

7、l服务需求通过组播方式发送，并通过组播方式接收反馈l服务需求通过广播方式发送，但通过组播方式接收反馈2.2MWSCAS体系结构简介MWSCAS平台是一个基于分簇概念的系统平台，在自主网的分簇设计中，有很多相关的研究[5][6]。但结合Web服务的特点，尤其是选择UDP作为底层传输协议，MWSCAS使用了特定的分簇策略，详见2.4节。同时，在MWSCAS分簇体系中，每个簇中有且仅有一个Web服务掮客，该掮客是具有较高计算能力和可用电量的移动终端设备。掮客的指定由人工进行