基于Web服務的Qos計算模型研究

夏祥禮 陳國彬

【摘要】Web服務作為一種分布式應用技術引起了越來越廣泛的重視。在Web 服務中，原子服務提供的功能是有限的，但用戶的需求是復雜且多元化的，只有通過對已有的原子服務進行組合，才能為用戶提供滿足其需求的服務。針對現有的組合方法效率低下的問題，設計了描述 Web 服務的組合方式的計算模型。

【關鍵字】Web服務；原子服務；計算模型

一、Web服務概述

在 Web[1]實際應用中，由于客戶不僅對于 Web 服務的功能屬性有一定的要求，可能客戶還非常重視 Web 服務的非功能屬性，即 Web 服務的 QoS也需要考慮，因為 Web 服務的 QoS 計算方法不是唯一的，可能具體的應用對同一QoS 屬性[2]也有不同的就算標準，而且每個 QoS 的屬性的計算標準也不是特定的。

二、Web 服務的 QoS 屬性描述

Web 服務的上述各種 QoS 屬性，本文從客戶的角度出發，從他們可能最感興趣的 QoS 屬性出發，從客觀和主觀兩個層次上采用服務時間、執行代價、可靠性、可用性、可維護性以及滿意度幾個方面作為 Web 服務質量的判定標準。

（1）服務時間：服務時間（Qst）是指服務請求者向服務提供者（sp）發出服務請求到收到服務提供者提供的服務所經歷的時間，它可以分成兩部分：服務處理時間（Qtp）和服務延遲時間（Qtd），即服務提供者服務時間 Qst = Qtp+Qtd。其中，TPsp是指 Web 服務執行所需要的時間。TDsp 是指將 Web 服務執行的結果傳遞給服務消費者所消耗的網絡時間。Web 服務執行所需的時間可以根據Web 服務注冊時直接提供，或者服務消費者也可以通過服務提供者提供的方法來獲取。Web 服務的延遲時間是通過查看該服務過去的日志對該服務過去服務延遲時間的平均值作為當前的服務延遲時間，即 Qtd=（Qtd1 + Qtd2 +……….+Qtdn）/n，其中 Qtdi表示服務 SP 在第 i次服務時的延遲時間。

（2）執行代價：執行代價（Qcost）是指 Web 服務的成本，一般是確定的，但是會根據服務提供者的商業策略而變化。通常包括兩部分：服務代價（Servicecost），以下簡稱為 Qsc，傳輸代價（Transmmison cost）以下簡稱為 Qtc。即執行代價Qcost = Qsc + Qtc。服務代價是指 Web 服務的消費者調用 Web 服務所需支付的費用，服務代價既可以被 Web 服務提供者提供的 Web 服務在注冊時直接提供，也可以通過了解Web 服務提供者提供的方法后查詢獲取。傳輸代價是指消費者為了從服務提供者那里獲取服務結果所需要花費的網絡費用。

（3）可用性：可用性（QAvailability）表示了 Web 服務請求能夠被訪問的程度，即可用性是指 Web 服務當前是否存在并且可用的概率。可用下面的公式描述：QAvailability =T（s）/T.T（s）是指該 Web 服務在最近的一段訪問時間 T 中存在并且可用的時間。可以看出 QAvailability介于 0 到 1 之間，QAvailability 越大表示該 Web 服務可用性越高。通常 T 的選取與具體的環境有關。如果該 Web 服務不經常被訪問，T 應該取大一點，反之，T 應該取小一點。

（4）可維護性：可維護性（Qmaintainability）是指服務提供者在出現意外的情況下能正確維護的概率，通常也可以用一個概率來表示，即 Qmaintainability=M（s）/M.其中，M（s）表示到目前為止成功維護以外的次數，M 表示到目前為止總共出現意外的次數。顯然，Qmaintainability 也介于 0到1之間，Qmaintainability 越大表示該服務提供者處理意外情況的能力越強。也從另一個方面間接地提高了該服務的可靠性。

（5）滿意度：（Qsatisfaction）指的是服務請求者在獲取服務提供者提供的服務后，對服務提供者提供的服務的質量的一個客觀的評價，一般用[0，1]區間內的某一個數來表示，即這個數越大，表示服務請求者對這個服務的評價越高，反之越低。可以用下面的一個公式來計算 Qsatisfaction =（Qsatisfaciton1 + QSatisfaction2+ …. + Qsatisfactionn） / n。其中，Qsatisfacition 表示服務提供者在第 i 次為用戶提供服務時服務請求者對它的滿意度。

上述六個服務質量標準中，其中服務時間、執行代價、可用性、可維護性這幾個都是客觀的質量標準，即它們可以通過客觀的數據計算得到，最后的滿意度是一個主觀的質量評價標準，它一般由客戶給出。從上面給出的服務質量標準我們可以得到服務提供者提供的Web 服務質量標準模型 Qsp 是一個六元組，即 Qsp=（Qst，Qcost，Qre，Qav，Qma，Qsa）。

三、總結

本文介紹了 Web 服務的 QoS 屬性的基本概念，然后根 Web 服務的六個具有代表性的 QoS 屬性提出了相應的計算模型，并且給出了這個計算模型的具體計算方法。在 Web 服務的組合中，Web 服務的選擇是一個至關重要的問題，如何選取更優質的服務直接影響到組合后的服務質量。在以后的研究工作注重研究相關方面的研究方向，特別是用戶體驗下的Qos標準體系研究。

【參考文獻】

[1].陳國彬，張廣泉.基于線性規劃QoS感知的Web服務組合模型[J].控制工程，2013，20（6）： 1131-1134.

[2].陳國彬.基于Qos約束的Web服務組合算法[J].控制工程，2014，21（4）：609-612.