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基于QoS参考向量的组合服务SLA需求生成与实现算法选择研究

QoS Requirement Generation and Algorithm Selection for Composite Service Based on Reference Vector

  • 摘要: 1.本文的创新点
    组合服务是SOA领域一个重要的研究方向,服务选择算法已经引起了足够的重视,大部分算法均假定QoS需求已经存在。但由于服务之间的松耦合和相互独立特性,服务请求者不可能了解各个服务的QoS信息,了解什么是最好的服务,什么是最差(最经济)的服务,什么是平均的服务,更不知道各个服务组合后能提供什么样的QoS。因此,如何为用户产生合适的SLA需求也是一个值得研究的问题。另外,对于已有的算法,很少有论文讨论如何将SLA需求与用户希望的算法实现相绑定。由于不同的算法会产生不同的组合结果,花费不同的代价,如获得“最好”和“足够好”的服务实现算法必然不同。因此还需要设计相应的机制允许用户选择适合自己的SLA需求的组合算法。
    因此,本文提出了基于QoS参考向量的组合服务SLA需求生成与实现算法选择研究,解决组合服务的QoS需求生成和组合算法选择问题。
    2.实现方法
    为了实现基于参考向量的服务组合,论文首先提出必须扩充现有的SOA架构,如下图:


    然后讨论了通用的QoS模型和组合计算问题。QoS模型包括服务费用(price),时间(time),可靠性(reliability),信任度(Trust)和安全(security),对这些元素的选取考虑了三个方面的原因:第一,这些QoS是通用的大多服务需要关心的QoS,具有一定的普遍性;第二,它们代表了两种不同的评价方式,其一,数值越大QoS越好,如可靠性,其二,数值越小QoS越好,如服务时间;第三,在计算组合QoS时具有一定的代表性,如组合服务的费用是求和,时间是求关键路径的长度等。基于QoS模型,论文详细探讨了如何得到组合服务中各个QoS元素的最差值、最好值以及平均值。
    根据QoS模型的定义和组合计算方法,就可以为用户产生不同的QoS参考向量:
    最好的组合QoS:CHV=<chv1, chv2, … , chvk>, 其中,
    chvi= fQoS参数(best | 1£j£m , best | 1£j£m ,......,best | 1£j£m )
    最差的组合QoS:CLV=<clv1,clv2, … , clvk>,其中,
    clvi= fQoS参数(worst | 1£j£m , worst  | 1£j£m ,......,worst  | 1£j£m )
    平均的组合QoS:CAV =<cav1, cav2, … , cavk>,其中,
    cavj=,且Gi是第i个构造的组合服务。
    基于这些参考向量,用户就可以生成自己的QoS需求参考向量:CRV=<crv1, crv2, … , crvk>,其中,crvi表示第i个QoS值。CRV就可以作为组合服务实现的SLA定义。
    完成SLA的生成后,论文引用了两种通用的选择算法:全局搜索和整数规划,来验证不同的算法对运行代价,组合服务的QoS与CRV的误差大小的影响。
    3.结论及未来待解决的问题
    结论:
    (1)基于QoS参考向量的方法能够解决组合服务的QoS需求生成问题。
    (2)registry有必要提供一定的机制允许用户选择组合服务实现算法,因为不同的服务选择算法对运行代价,组合服务的QoS与用户的QoS需求间的误差大小存在确实影响:全局搜索的运行代价高,但生成的组合服务与用户需求间的误差小;整数规划运行代价低,但生成的组合服务与用户需求间的误差大。
    未来待解决的问题:
    本文的方法可以解决的问题是,根据用户的业务逻辑生成QoS需求,进行服务选择和组合。但在组合服务运行的过程中,往往会遭遇类似于Hot-Spot的过载请求,大量突发的请求负载会给组合服务的QoS带来严峻挑战,以后将开展相关问题的研究。
    4.实用价值或应用前景
    能够在服务组合过程中解决服务请求者的QoS需求生成和组合算法的选择问题。

     

    Abstract: Under SOA (Service-Oriented Architecture), composite service is formed by aggregating multiple component services together in a given workflow. One key criterion of this research topic is QoS composition. Most work on service composition mainly focuses on the algorithms about how to compose services according to assumed QoS, without considering where the required QoS comes from and the selection of user preferred composition algorithm among those with different computational cost and different selection results. In this paper, we propose to strengthen current service composition mechanism by generation of QoS requirement and its algorithm selection based on the QoS reference vectors which are calculated optimally from the existing individual services' QoS by registry to represent QoS overview about the best QoS, the worst (or most economical) QoS, or the average QoS of all composite services. To implement QoS requirement, which is determined according to QoS overview, this paper introduces two selection algorithms as two kinds of experiment examples, one aiming at the most accurate service selection and the other chasing for trade-off between selection cost and result. Experimental results show our mechanism can help the requester achieve his expected composite service with appropriate QoS requirement and customized selection algorithm.

     

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