基于随机Petri网的BPEL服务组合分析方法的研究-计算机软件与理论专业论文.docx

重庆大学硕士学位论文中文摘要 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 I I 摘 要 在互联网中数据共享与功能互用的一个重要手段是通过 Web 服务来实现的， Web 服务能较好地解决异构服务在松散藕合环境下的集成、协作和互操作的问题。 Web 服务组合解决了单个 Web 服务的功能始终有限，不能满足复杂系统的需 求缺陷。目前组合 Web 服务的主流方法是基于 WS-BPEL 规范编写的业务流程组 合 Web 服务。由于组合中的服务组件分布存在自治、异构以及动态变化等特点, 从而使服务存在诸多不确定的因素，这样的服务组合可信性有待考证。因此，Web 服务组合的可信性进行研究是很有必要的，它是推动 Web 服务技术发展的需要。 本文提供了一种分析方法来预测 Web 服务组合的非功能特性，主要工作如下： ① 组合规范的抽象：为了获得对基于 BPEL 描述的服务组合的中间模型，需 从服务组合中提取出与服务质量相关的要素。从而可在适当的层次上对服务组合 进行抽象，以确保模型规模的适度。 ② 设计中间模型：以 Petri 网为中间模型对基于 BPEL 描述的服务组合进行建 模，中间模型定量描述的要素有：原子活动、结构活动、特殊处理活动、消息交 互以及控制链接等。此外，还要关注活动内部影响流程演化和活动触发条件的诸 多条件。 ③ 非功能指标的定量求解：根据第②步可得到状态图，标注状态图进行的时 间和概率，最后嵌入同质连续时间马尔科夫链。从同质连续时间马尔科夫链中获 得对应的变迁强度矩阵 Q，在矩阵 Q 上进行相关的时间与概率计算最终可获得服 务组合的一些非功能特性（执行效率、组合可靠性、执行代价）的定量评估结果。 ④理论结果检验：为了验证理论结果精确性和随机 Petri 网转化的正确性，运 用 ACTIVE BPEL 执行引擎来对 WS-BPEL 实例进行实际运行，并从运行日志记录 文件中提取跟服务质量的相关数据。运用置性区间分析方法得到分析指标 95%置 信区间。置信区间能够覆盖理论分析结果值，说明分析方法的正确性。 关键词：随机 Petri 网，WS-BPEL，Web 服务组合，服务质量，量化分析 重庆大学硕士学位论文英文摘要 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 II II ABSTRACT Web service provides an effective way for sharing data and functions on the Internet. It provides a good solution for the interoperability and integration of heterogeneous applications in a loose-coupled environment. However, single function supplied by web service is limited. It is necessary to composite web service, in order to share web service sufficiently. At present, WS-BPEL (business process execution language) is widely accepted as the most prominent way of building service-oriented distributed business processes and orchestrating composite web service. There are some wicked characteristics of web service composition, such as autonomy, heterogeneity and dynamic. These characteristics may cause web service unsteady. Therefore, it is necessary to research in the feasibility of service composition, which will promote the development needs of web service technology. In this paper, we introduce a stochastic approach to evaluate the quality of BPEL service composition employing the general stochastic Petri net (GSPN) as the inter