针对开放、动态的异构融合网络环境下多样化的用户终端和各异的资源限制条件,动态适应用户情境变化,提高发现结果可用性,已成为服务发现研究面临的科学挑战。本项目从分析异构融合网络环境中服务的部署、运行和调用的环境因素、服务自身特性以及服务交互关系入手,建立服务的社会上下文模型及推理机制,运用社会网络分析方法优化服务覆盖网络的拓扑结构,提出基于服务社会行为的分布式服务组织和拓扑优化方法。分别以服务请求者和服务提供者为主体,提出服务发现路由机制和服务广告分发机制。建立用户情境模型及推理机制,增强系统对用户情境的主动感知能力,使之能适应融合网络环境和不断演化的用户个性化需求。最终提升服务发现系统主动应对用户应用需求和网络环境变化的能力,解决用户情境的适应性和系统规模的可扩展问题。为异构融合网络环境下,由于带宽资源、计算资源、存储资源和移动性巨大差异而引起的服务发现结果可用性降低的问题提供有效解决方案。
Heterogeneous network;Service organization;Service discovery;Service composition;Context
为了解决服务发现系统的用户情境适应性和系统规模可扩展性两个关键问题,三年来,项目组在异构融合网络环境下的服务资源组织和发现方面开展了一系列的研究工作,在国内外学术期刊和国际会议上发表论文23篇,其中EI收录16篇,ISTP收录1篇。培养硕士研究生7名,其中毕业5名。研究成果主要包括服务上下文与用户情境建模、服务网络拓扑结构、用户情境感知的服务发现机制和上下文感知的服务选择与组合机制四个方面。 首先,研究了服务上下文模型及用户情境建模方法。面向异构融合网络环境,提出了环境信息可表达的服务描述模型,给出环境上下文参数及度量方法,建立服务环境上下文元模型,并基于此模型实现了支持环境描述的OWL-CS服务描述语言。研究服务负载与服务能耗之间关系,提出两种情况下的服务能耗模型。项目组在国际上较早开展此类工作,特别是在服务环境建模、服务社会环境上下文的研究上具有自己的特色。 其次,系统研究了有向和无向环网络拓扑结构。给出了有向双环网络和三环网络平均直径的计算公式和快速计算方法,研究表明平均直径比直径更能准确地反映环网的传输效率,所以平均直径应成为设计最优网络重要的依据之一。将直角坐标系引入无向双环网络的研究,系统研究无向双环网络G(N; ±1, ±s)的直径、平均直径,验证直径的下界,得出平均直径的下界。给出直角坐标系下无向双环网络的仿真方法,该方法克服了传统L型瓦方法在无向双环网络研究中的不足。 再次,研究了用户情境感知的服务发现机制和算法。提出基于Agent协作的分布式服务发现机制。该机制中,由Search Agent和Guide Agent协作完成服务发现工作。该方法具有良好的可扩展性和动态环境下的适应性。提出面向移动网络的社会上下文感知的服务发现机制,实现了服务信息的主动高效分发。解决移动网络环境下由于节点移动性、拓扑动态性引起的集中式服务注册库失效的问题。 最后,研究上下文感知的服务选择和组合优化方法。提出了上下文感知的服务选择机制,该机制根据上下文过滤规则筛选服务集,基于多目标蚁群优化算法求出符合QoS约束的非劣解。提出能耗感知的多路径服务组合方法。考虑服务的能耗和负载因素,在多个可行的组合服务路径上规划请求流量的分配,从而有效地降低了组合服务的总体能耗。