基于服务簇头的Web服务发现策略研究

摘要：随着信息技术的不断发展，数字化信息技术应用不断深化。Web服务作为网络技术的重要内容，服务发现基数不断扩大，传统的Web服务发现策略已经不能满足用户需求，如何面向用户需求进一步提高服务发现的精度和效率成为当前Web服务研究领域的重要课题。鉴于此，本文提出了一种基于服务簇头的Web服务发现策略，对基于服务簇头的Web服务发现环节进行了阐述，给出了模拟仿真实验，实验证明本文方法在Web服务发现数据预处理方面具有较为明显的优势，能够在当前服务基数较大的环境下为Web服务发现工作提供优化策略。

关键词：Web服务;服务簇头;Petri网;服务发现;服务聚类

1 引言：随着信息技术的不断发展，数字化信息技术应用不断深化。Web服务是基于网络的应用程序接口，能够实现远端软件程序的本地化调用。如信息查询服务，网络付费服务、事务预定服务等。Web服务基于XML（Extensible Markup Language）协议进行定义，利用SOAP（Simple Object Access Protocol）协议进行信息传输。实现了跨平台的、非本地化的软件程序网络应用。利用Web服务可进行综合软件应用的Web服务搭建，可加快软件应用的开发效率，提高软件的集成水平。

Web服务作为网络技术的重要内容，针对服务发现的文献和研究成果较为丰富。典型的服务发现方法有如下几类。一是基于关键字的服务发现方法。其主要思想是，系统接收到用户输入的查询关键字后，在服务集中进行关键字匹配，通过关键字的相似度匹配实现Web服务的发现。此技术的优势是，算法较为简练，易于部署。二是基于聚类的服务发现方法。其主要思想是把Web服务集中功能或过程相似的Web服务整合为一个小规模的数据整体。在进行服务发现时，通过判断用户需求的特点，在已经聚类的服务簇中进行服务查询。此方法的优势在于，缩小了服务发现的基数，提高了服务发现效率。三是基于语义的Web服务发现方法。其主要思想是，通过构建基于语义的Web服务发现环境，提高服务发现的识别度，进而提高服务发现的精确度，最大化的满足用户需求。除了上述的三种服务发现方法外，还有基于Petri网的服务发现方法、基于服務代理的Web服务发现方法、基于服务簇的Web服务发现方法等。这些方法为提高服务发现效率和服务精度提供了智力支持。

近年来，随着Web服务应用的不断拓展，Web服务数量不断增多，服务发现基数不断扩大，Web服务信息数据集规模体现出了大数据的特点。在此背景下，传统的Web服务发现策略已经不能满足用户需求。主要体现在服务发现的效率降低和服务发现精度不高等方面。如何面向用户需求进一步提高服务发现的精度和效率成为当前Web服务研究领域的重要课题。鉴于此，本文提出了一种基于服务簇头的Web服务发现策略，对基于服务簇头的Web服务发现环节进行了阐述，给出了Web服务发现的数据预处理方法，对Web服务的聚类方法、Web服务簇头构建方法、Web服务的Petri网建模方法、服务簇头的组合方法、服务查找方法进行了详细阐述。最后给出了模拟仿真实验，实验证明本文方法在Web服务发现数据预处理方面具有较为明显的优势。

2 服务发现总体设计

本节对基于服务簇头的Web服务发现的系统架构设计思想进行阐述。为了提高服务发现的效率和精度，主要进行如图1所示的工作流程及Web服务发现步骤。

由图1可知，本文给出的服务发现数据处理流程主要包括七个步骤。第一步是Web服务形式化定义;第二步是Web服务语义标注;第三步是Web服务聚类;第四步是Web服务簇头的Petri网建模;第五步是Web服务簇头集的Petri网建模;第六步是基于Petri网模型的服务组合库构建;第七步是面向用户需求的服务发现策略。

本文所述的服务发现数据处理思想是，通过对Web服务进行形式化描述，实现对实际Web服务实物的抽象，为进行基于计算机技术的信息处理创造条件;通过对Web服务进行语义标注，实现了对Web服务描述的统一，为实现基于统一语义的服务检索及发现创造条件，进而提高服务发现精度。通过对Web服务进行聚类，实现Web服务簇的构建。通过构建Web服务簇，实现了对功能相同或相似服务的服务聚集，能够实现缩减服务发现基数，提高服务发现效率的效果。

2 实验

鉴于目前还没有统一的Web服务发现测试平台与测试数据，本文利用Vs2010软件构建了适合本文方法的Web服务发现实验平台。为了增强本文技术方法的优越性的展示力度，特引入文献12中的方法。下面对平台的搭建、实验步骤的设计及实验结果的获取与分析进行阐述。

在Vs2010中按照定义1给出的Web服务形式化定义构建800个Web服务。然后利用算法1进行Web服务语义标注;按照算法2进行Web服务的聚类;按照算法3构建Web服务簇头集合;按照算法4构建Web服务簇头集的形式化模型;按照算法5 构建Web服务组合库;按照定义8给出的用户需求形式化定义构建80个用户需求;按照算法6 给出的Web服务发现策略实现面向用户需求的Web服务发现。VS2010的主要运行界面如图2所示。

3 结语：鉴于目前Web服务成海量化发展的实际情况，为了提高Web服务的发现精度及效率。本文提出了一种基于Web服务簇头的服务发现策略。本文综合及优化了当前Web服务发现的先进理念及方法，形成了Web服务语义标注、Web服务聚类、Web服务簇头构建、Web服务形式化建模、Web服务组合库构建等环节的Web服务发现数据预处理过程。并给出了面向用户需求的Web服务发现策略。本策略的特点是先基于服务簇进行服务发现，进而基于Web服务组合库进行服务发现。实验证明本文方法提高了服务发现的效率及发现精度，具有一定的技术优越性。下一步是对Web服务发现形式化建模进行拓展，利用形式化模型分析技术，实现对Web服务发现的深度优化。

参考文献：

[1]顾志峰， 李涓子， 胡建强等. Web服务之间数据关联的建模与应用[J]. 计算机学报， 2008， 31（8）：1309-1318.

[2]胡丹琴. 基于Web服务组合的商务流程管理系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学， 2009.

作者简介：赵淑芳（1979-），女，硕士，山东曲阜人，主要研究方向：数据挖掘、计算机网络安全。

实验室开放项目《基于安卓移动平台的医院门诊预约挂号系统设计与实现》，项目编号：2018SYKF11。