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基于服务质量的Web服务模型及应用研究

作　者: 李杰
导　师: 王行刚；唐卫清
学　校: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
专　业: 计算机系统结构
关键词: Web服务事务 QoS Web流程性能可靠性费用安全性服务品质等级协议声誉
分类号: TP393.09
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 933次
引　用: 8次
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内容摘要

随着电子商务的兴起,使得Internet的服务模式从传统的数据通讯和信息浏览模式向电子交易与服务转换,这种转换使得Web服务的应用范围越来越广泛。电子商务应用要求对其用户或者服务进行区分优先级别的处理,提供基于收益的区分服务。而Web服务是根据Internet中尽力而为(Best-Effort)服务模型平等地处理所有到来的请求,其采用的FIFO(First In First Out)调度策略,使得通过IntServ和DiffServ等网络QoS机制实现的性能改进受到严重影响,无法满足各种用户对服务质量的不同要求。同时由于Web服务基础设施的复杂性,影响Web服务QoS的因素很多。通信模式的变化、拒绝服务攻击、基础构造失效的影响、Web协议的低性能以及Web上的安全性问题等因素产生了对Web服务QoS的需求。这些未解决的问题会导致重要的应用程序遭受无法接受的性能下降,也使得Web服务在关键业务上的应用受到怀疑。因此Web服务上的QoS研究就变得极为迫切。在Web服务的各个层次上,QoS已也被广泛研究,并取得了很大的进展,证明全面地进行QoS管理是可行的。本文的主要内容如下。1)提出了一个统一的Web服务QoS计算模型。现有的研究没有形成一个统一的QoS模型,Web服务的各个层次上,单个Web服务、Web服务事务和工作流等,都分别提出了一些QoS计算模型。这些模型之间是相互独立的,这一方面加重了Web服务的负担,另一方面这些模型的应用中也会产生冲突。本文提出的统一的计算模型使得单个的Web服务、Web服务事务和流程三个层次的QoS管理可以在一个完整、统一的框架中进行。模拟实验也证明该模型提高了服务质量。2)在Web服务QoS计算模型的基础上,提出了单个Web服务的QoS模型,包括QoS因素、计算方法和策略。基于Web服务的特点,本文提出影响Web服务QoS的因素包含性能、可靠性、费用、安全性、SLA和声誉等参数。QoS模型充分考虑了提供商和请求者的要求和利益,满足用户和服务提供商对QoS的需求。Web服务策略采用了自适应优先级缓冲池调度策略。其以QoS的值作为优先级的权重,高优先级请求先被服务的策略,保证低优先级的请求不影响高优先级的服务性能。即使在超载的情况下,高优先级的Web服务仍能保持较高的Web服务QoS。3)在单个Web服务QoS计算模型的基础上,提出了Web服务的事务模型,包括原子提交算法、QoS因素计算和事务的QoS计算模型。大多数的Web服务相关标准采用了传统的2PC和2PL机制,不能很好地反映QoS在事务过程中的作用;同时传

全文目录

独创性声明  3
关于论文使用授权的说明  3-4
摘要  4-6
Abstract  6-14
第一章概述  14-36
  1.1 互联网技术的发展  15-16
  1.2 QoS 在互联网技术领域的研究内容  16-18
  1.3 Web 服务  18-23
    1.3.1 Web 服务的定义  18-19
    1.3.2 Web 服务与 EAI  19-21
    1.3.3 Web 服务角色  21-22
    1.3.4 Web 服务协议栈  22-23
  1.4 QoS 定义  23-24
  1.5 分布式计算  24-27
     1.5.1 DCE/RPC  24-25
     1.5.2 COM  25
     1.5.3 CORBA  25-26
     1.5.4 远程方法调用（RMI）  26
     1.5.5 消息中间件  26-27
     1.5.6 Web 服务  27
   1.6 Web QoS 控制  27-28
   1.7 Web 服务的 QoS  28-29
   1.8 Web 服务的事务 QoS  29-32
   1.9 Web 服务的工作流 QoS  32-34
   1.10 本文研究的重点  34-35
   1.11 本论文章节组织  35-36
第二章 Web 服务 QoS 计算模型  36-66
   2.1 Web 服务体系结构  36-44
    2.1.1 Web 服务体系结构中的角色  36-37
    2.1.2 Web 服务体系结构中的操作  37-39
    2.1.3 Web 服务的构件  39
    2.1.4 Web 服务生命周期  39-40
    2.1.5 Web 服务体系结构  40-41
    2.1.6 分布式计算体系结构 Web 服务  41-43
    2.1.7 Web 服务需要改进的地方  43-44
  2.2 Web 服务的 QoS 模型描述  44-45
  2.3 Web 服务的 QoS 因素  45-54
     2.3.1 Web 服务的性能  46-48
     2.3.2 可靠性  48-49
     2.3.3 费用  49
     2.3.4 安全性  49-50
     2.3.5 服务品质等级协议  50-52
     2.3.6 声誉  52
     2.3.7 QoS 的表示  52-53
     2.3.8 QoS 计算模型  53-54
  2.4 Web 服务 QoS 策略  54-57
  2.5 Web 服务实现  57-64
     2.5.1 模拟实现  57-59
     2.5.2 实验结果  59-64
  2.6 总结  64-66
第三章 Web 服务事务模型  66-88
  3.1 Web 事务组合的要求  67-68
  3.2 现有 Web 服务事务模型  68-74
     3.2.1 WS-Transaction 和 WS-Coordination  68-71
     3.2.2 BTP  71-72
     3.2.3 Tentative Hold Protocol  72-73
     3.2.4 其他协作模型  73-74
  3.3 原子提交算法  74-78
     3.3.1 两阶段提交  75-77
     3.3.2 三阶段提交  77-78
  3.4 基于 QoS 的事务 2PC  78-79
  3.5 QoS-2PC 伪锁投票示例  79-80
  3.6 Web 服务事务 QoS 管理  80-82
     3.6.1 事务 QoS 计算  80-81
     3.6.2 远程 QoS 计算  81-82
  3.7 Web 服务事务实现  82-86
     3.7.1 模拟实现  82-83
     3.7.2 实验结果  83-86
  3.8 总结  86-88
第四章 Web 服务组合  88-106
  4.1 Web 服务组合问题的提出  88-90
     4.1.1 从 Web 服务组件到组合 Web 服务  89-90
     4.1.2 Web 服务组合中间件  90
  4.2 服务组合模型  90-94
  4.3 高级事务  94-99
     4.3.1 平面结构事务  95
     4.3.2 保存点  95-96
     4.3.3 多层事务  96-98
     4.3.4 嵌套事务  98-99
  4.4 Web 服务的高级事务  99-104
     4.4.1 事务流程组件  100
     4.4.2 基本组合模式  100-101
     4.4.3 Web 服务流程与工作流  101-102
     4.4.4 Web 服务流程事务性模型  102-104
  4.5 总结  104-106
第五章 Web 服务流程 QoS 管理  106-116
  5.1 Web 服务流程因素  106-108
     5.1.1 时间因素  106-107
     5.1.2 费用因素  107
     5.1.3 可靠性  107-108
     5.1.4 声誉  108
  5.2 Web 服务流程计算模型  108-112
     5.2.1 WRA 算法  108-112
     5.2.2 Web 服务流程计算  112
  5.3 Web 服务流程选择  112-114
     5.3.1 传统的选择方法  112-113
     5.3.2 基于 QoS 的 Web 服务选择方法  113-114
  5.4 总结  114-116
第六章结论和展望  116-120
  6.1 本文的贡献与创新  116-118
  6.2 下一步的研究工作  118-120
参考文献  120-138
致谢  138-140
作者简历  140

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