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Web服务发现基于行为的签名
沈中南
计算机科学部门
加州大学
圣芭芭拉,CA 93106 - 5110
szn@
苏建文∗
计算机科学部门
加州大学
圣芭芭拉,CA 93106 - 5110
su@
摘要
服务发现是一个关键的问题是一些服务预计将大幅度增加。

服务发现目前主要是基于关键词，或接口的网络服务通过使用本体论。

我们认为，“行为签名”操作说明应发挥重要作用服务发现过程。

在本文中，我们提出一个新的行为模式的服务利用自动机逻辑形式。

大致上，联想信息模型活动和采用iopr OWL - S 模型描述活动。

一个新的查询语言是表达时间和语义特征对服务行为。

查询评估算法的开发；特别，一个优化的方法使用re-tree和启发式显示性能的改善。

具体来说，实验结果表明，使用re-tree降低了查询评价时间的一个数量级，启发式它的性能提高了2个数量级。

这显然是一个令人鼓舞的起点。

1、介绍
网络服务已经收到越来越多的利益从电子商务，科技，电信应用，和研究社区在不同的领域，很明显最近的研究（的社区活动，icws，鳞状细胞癌，等。

）。

一个根本问题的网站服务涉及服务发现。

例如，服务组成可能开始寻找适当的存在可以使用的服务和集成在一起。

要求用于选择服务可能侧重于不同方面网站服务，从不同的服务类别服务语义，从服务接口服务行为。

目前的工作对服务发现的重点功能描述，我们认为，行为特征[ 11 ]随着业务水平的描述应该发挥重要作用的服务发现。

以激发讨论，我们考虑购买服务的例子在图1。

复合服务的需求找到一个购买服务，满足以下要求。

R1: A service in the purchase service category and provided
by some company A.
R2: A service that provides aWSDL operation PlaceOrder
with input message PurchaseRQ and output message
AcceptRS.
R3: A service whose behaviors satisfy all of the following
properties:
(P1) Charging activity is before Shipping activity.
(P2) To purchase a product, the requester first needs to
log into the system and finally log out of the system.
(P3) The product can be out of stock, and the credit
card is not charged in this case.
(P4) The credit card is charged at most once.
(P5) The service accepts American Express.
在搜索条件，R 1可表示的统一框架[ 23 ]，和R 2处理就可使用服务发现技术在[ 13，17，4，8 ]基于服务接口描述DL [ 18 ]。

然而，条件小一至小五R是性质的行为研究网络服务和不能被现有的基础设施服务发现。

图1（一）显示性能的小和P，与图1（乙）描述（流程）可用购买服务。

符号边传出的界信息交换的过程中执行的服务（符号”！代表输出消息和”？“输入信息），而符号边缘传出的三角形活动中演出服务。

（符号成为明确的3部分。

）现有的服务满足P 2，但不能满足小船舶因发生之前收费活动。

图2显示了另一个例子来发现服务。

在这个例子中，飞机票预订服务是必要的。

任何合格的服务必须满足两点要求关于最大数量的ticketsbooked在一个请求，和飞行目的地（分别）。

服务bookticket未能满足限制，因为它只能处理请求书不到10票，航班的目的地是有限的。

ticketreservation是一个候选服务。

在飞机订票的例子，要求合格的服务描述的先决条件，这些服务。

然而，这种类型的查询不能由目前的发现机制。

有必要制定一个新的服务行为模式，也能够描述输入和输出的条件为基础，服务发现。

在广泛的意义上，行为特征的网络服务包括对话（序列信息的交换）这项服务，事件或活动的服务，和语义的服务（例如，从输入，输出，先决条件，和结果）。

网络行为特征服务正在获得越来越多的关注，例如，WS CL [ 24 ]和[ 20 ] wscdl企图捕获会话之间的相互作用的服务，wsmo [ 25 ]作品语义网服务，和OWL - S [ 22 ]介绍的先决条件结果每个活动的流动服务。

随着这些标准，我们设想更多的服务可以提供他们的行为签名出口。

服务行为模型本文可以从这些抽象的标准和用于促进服务发现，最大限度地利用现有的服务。

显然，这种做法的服务发现是有希望的，实际的。

在本文中，我们提出一个新的行为模式，服务过程，同伙之间交换信息参加活动的服务。

“iopr”（输入，输出，先决条件，结果）模型服务活动从OWL - S [ 22 ]使用我们的模型作为第一步，捕捉服务以Semans -抽搐。

该模型还扩展的有限状态自动机模型对[ 3，11 ]表示状态的变化所造成的消息交换活动执行。

我们的模型假设存在一个标准词汇（本体）的消息和活动重点领域和关键技术的探索机制。

我们注意到，领域本体是一个实用的方法被采用，例如，旅游业，发展这种本体本身就是一个重要的任务和超出了我们的考察范围。

基于行为的模型，提出了一个查询语言捕获的大部分财产的行为特征。

这些特性包括时空特征序列信息或活动，以及语义的活动（iopr）。

评价算法开发查询语言。

给定一组服务，该re-tree指数结构[ 5 ]的基础上，加快树构造搜索过程。

一种启发式搜索算法用于大小限制搜索。

初步实验结果文中还给出了。

其余本文的组织如下。

本服务模型的定义是在3节，后提出必要的概念2节。

4部分阐述了新查询语言。

评价算法和索引结构提出了在5节，和实验结果在6节。

7节讨论有关工作8节最后的文件。

2、消息及活动
在本节中，我们介绍基本概念需要为技术介绍。

网络服务进程模型作为一个扩展不确定有限自动机，其中出口行为签名服务。

它是混合模式相结合方面的信息和活动。

该模型扩展的服务模式[ 3 ]和罗马模型[ 1 ]：在罗马模型的相关活动输入输出信息类，信息类，先决条件和结果；和网络运行服务过程在解释上的接收/发送消息与表演活动。

该模型捕捉不同类型的国家在服务过程：状态发送/接收邮件和国家执行活动。

这种分离不仅描述的观察对话（信息交换）之间的合作，服务，而且还表现在活动序列服务。

之前我们给正式的定义，本模型，我们首先定义消息类和活动概况。

信息数据交换服务内的活动之间的网络服务。

直观地，一个消息具有结构化的内容和属于一个消息类。

我们假定存在的类名称，属性（名称），原始类型，如整数，字符串，和布尔。

显然，网络服务访问数据库或数据来源。

一种方法是数据库的一部分网络服务不仅储存所需的数据的过程，而且信息（例如，状态）过程本身7。

本文的重点是服务行为，我们的做法是允许网络服务咨询数据库。

数据库类是一个表达（Aτ1，……，是τ米），如果是类的名称，r.ai的属性，和τ我的类型。

一个对象的类是一个映射从{红，1，…，是}等，澳（）是对象的标识符，澳（r.ai）（或r.o.ai）是一个值的域τ我每1我米。

在OWL - S，语义网络服务描述通过使用一个配置文件。

主要组成部分在一个形象问题描述的输入，输出，和先决条件，结果（iopr）。

在我们的模型，我们结合ioprs与粉机器信息。

直观地，一个先决条件，活动是一个集合取条件必须得到满足之前，活动调用使这一活动可以正确执行。

条件合取条件输入消息类和数据库类。

语法的先决条件定义下，在非终结符是用斜体字字体，在终端typewriter-style。

在定义的前提下，与所输入的信息类和数据库类，一是价值的messageattribute一输入信息类，和r.o.a是参考的价值属性的对象变量中数据库类的termdataliteral用于数据值，即，常数。

内置功能类型是一个函数返回类型的属性在消息类。

比较业务组合包括（在）平等和秩序，运营商作品是+，−，和乘法。

结果一个活动是一套的影响，这一活动在真实的世界。

结果是连接条件陈述输入类信息，输出信息类和数据库类。

在定义的结果，丙型是一个输出消息类和。

一是价值的信息属性的输出信息丙类。

内置2个功能增加/降低在结果被用于定量递增/递减的对象的属性数据库。

这项活动的前提描述数据类型属性的输入消息，并指出，它可以只有处理请求机票数量小于10。

结果说，如果是在航班信息数据库并没有足够的门票，然后没有机票预订请求者应为。

3、行为建模服务
本节概述了模型网络服务的行为。

该模型结合了状态机的方法用于处理输入和输出的信息和OWL - S方法描述语义。

特别是，语义代表活动的形式定义的配置文件在上一节。

网络服务模型可能由许多活动，输入和输出。

很显然，要解决的问题，如何传递信息不同的活动。

我们使用“内部”的消息连接输入和输出的
活动。

因此我们分类的信息类网站服务三类：输入信息，只消耗服务，信息输出，才产生的服务，和内部的消息，都产生和消费服务。

注意，我们不承担任何性质[ 3 ]（例如，有限长度）对渠道网络作为我们的服务不解决组合问题。

我们的模式区分2种形态：消息在该国的服务可以发送或接收消息，和活动的国家中的服务可以执行活动。

消息序列描述以外的相互作用而活动序列内处决的特点。

输入邮件邮件服务请求者，输出消息的消息发送到服务请求者。

内部信息交换之间的内部活动网络服务。

一个活动，其输入的信息可能是从请求者（输
入信息）或以前活动（内部消息），其输出信息可以去请求者（输出信息）或成功活动（内部消息）。

图1（乙）在1节给出了自动机表示在购买服务。

内部信息不显示自动机。

圆州站消息状态，和三角州为活动状态。

输入/输出信息显示了？/！呼吸。

自动机的例子不确定性。

我们指的语言服务是集所有接受的话。

4、查询语言
在本节中，我们提出一个查询语言的网络服务行为。

语言是基于一阶逻辑，并着重于性能的行为签名服务。

输出的查询是一组服务的行为满足这些约束。

属性或限制包括时间特性的信息交换或活动执行，和先决条件或行为的结果。

5、评估查询
在本节中，我们提出的算法的评价查询的行为特征。

算法的开发检查服务是否满足查询和评价查询对一个大型网络服务的设置。

我们首先描述语义网络服务满足说查询。

我们的重点是评价骨骼查询只有包含子查询的所有ρ存在ρ。

然后我们考虑到问题的评价查询对一套服务，并说明如何使用re-tree [ 5 ]和启发式为了加速搜索过程。

实验结果表明这re-tree大大提高搜索性能网络服务，以及启发式产生另一个重要改进。

5.1、评价算法
5.2、检索算法
给定一个骨架查询所有ρ或存在ρ，开始搜索与根节点，收益自上而下的方式，遍历所有可能路径的索引结构。

一个内部节点搜索时，搜索语言我（ρ）是计算每个边界自动机等如果这些交叉自动机是空的，的搜索沿路径终止；如果交点等于来包围的自动机，然后在所有数据子树这个边界自动机是放在结果集和上搜索路径结束为好，否则，这个搜索持续的节点在一个新的水平。

当搜索到达一个叶子节点，该evalskeletonquery()算法在每个节点中的数据，如果它返回真，这数据放在结果集。

该算法是不在这里。

在搜索过程中提到的，我们需要检查每一个潜在的路径获得的所有数据，满足查询。

然而，在一个真正的搜索引擎，它可能只需要第一次给我服务，其中一
个合理的小数。

在这种情况下，我们不需要遍历整个树的搜索结果。

一旦我们有了足够的服务的数量，搜索可以终止。

不同的策略可以介绍来加速搜索过程。

我们提出了一种启发式搜索算法，搜索重点对这些最具潜力。

具体来说，为一个内部节点，所有节点中包围自动机进行排序按照一定的度量，分支的边界自动机已率最高的是第一次搜寻，于是二率最高，等等。

选定的度量应该反映的潜力，含有优质的服务。

6、实验评价
索引结构和搜索算法，给出了上一节中，我们的实验表明，它是真实的做搜索发现的行为特征虽然状态机器操作等语言的交叉口，控制试验，参与。

显示效果的re-tree索引结构，我们审查的性能方法：re-tree深度优先搜索的方法，和第一种方法re-tree大分公司。

re-tree深度的方法在深度优先搜索re-tree 方式和内部节点，遍历每个子树在顺序。

re-tree大分公司第一种方法使用深度优先搜索好的，但不是每个子树搜索顺序，它采用启发式在上一小节。

我们的实验表明，第一个算法优于大分公司深度优先搜索算法，它们都可以减少搜索计算高达一个数量级，比较顺序搜寻。

在实验中，我们使用合成数据集。

每个自动机在数据集是随机产生的号码国家高达10因为目前的网络服务比较小操作简单。

自动机的聚集为一组不同的字母Σ，其目的是模拟不同的服务类别。

每个自动机在一组与一个热字母Σ（Σ
⊂Σ），这样，符号的过渡是从Σ与一个概率η和从Σ与概率（1−η）。

这个字母是进一步模拟服务在不同的类别。

每一个自动映射其热字母如下：Σ分为米不相交的热字母与同等数量的符号，然后每个自动机随机映射的一个字母。

边缘国家之间也产生随机。

查询的实验ρ和所有ρ存在。

相应的自动机我（ρ）构造如下：1）使用的算法生成数据集产生一个自动机米一个相对较小的国家数目和边缘；2）扩展我（米）来Σ·我（米）的模拟（英文）两端谓词，我（男）·Σ模拟开始（英文）谓语，或Σ·我（米）·Σ模拟其他四个谓词。

表1总结了参数用于实验。

我们首先测试性能的re-tree深度优先搜索通过不同的数据集的大小。

性能分析结果提出了条件自动数比较由re-tree深度优先搜索。

数比较测量的结果比例，它的定义是比结果集的大小数据集合的大小，即，nresult / ndataset。

图4和5显示的性能，结果ρ存在和所有ρ查询分别为数据集的大小是不同的。

我们得到类似的结果[ 5 ]。

该re-tree方法可以减少自动数比较的因素从5到25的两种查询，比较顺序搜寻。

这表明，re-tree可以修剪搜索空间的有效。

当结果是小，说%的数据集，从re-tree加速索引结构使我们的搜索机制的现实实际（小于50比较，在1000个数据）。

我们还测试的有效性的启发式sizeconstrained搜索算法。

我们比较其性能用深度优先搜索方法的大小限制，和性能方面介绍了加速定义搜索作为ndepth / nheuristic。

ndepth和nheuristic是平均一些比较中的深度优先搜索和在大部门分别第一搜索。

结果集的大小限制在一个相对较小的数量变化从1到100在我们的实验。

数据集的大小是2000，并为每个米，100个查询执行。

图6显示效果的α和α查询的结果集大小的限制是不同的。

当我们可以看到这个数字，启发式算法outperformsthe正常深度优先算法的系数高达10。

本自动数比较深度优先搜索第一增加约束的大小，然后变得比较稳定的。

这是因为当你想要更多的服务与小号码，该算法需要更多空间获得服务。

然而，当我足够大的该算法需要遍历整个树得到结果，一些比较稳定。

本启发式算法具有更好的性能，因为2原因。

当我很小，该算法只需要去通过几大分支得到的结果集，并whenm 大，该算法不需要去其他分支如果最可能的分支的零结果查询。

实验结果表明，算法是有效的在剪枝搜索空间。

7、相关工作
现有模型捕获任何信息或活动不都。

粉状的服务模式[ 3，9 ]，[ 19 ]中，和WS CL [ 24 ]是基于消息模式，而罗马模型[ 1 ]，[ 21 ]语言，ctr-s [ 6 ]，[ 22 ]是和OWL - S主要的事件或活动。

在这个意义上，我们的混合自动机模型更“表达”方面的出口服务行为与消息及活动。

多数工作在服务发现集中婚介服务接口[ 13，17，4，8 ]。

这包括词汇匹配和语义匹配输入信息，服务，和服务类别。

服务行为不被视为在这些发现的方法。

参考[ 16 ]试图找到想要的业务过程的直接匹配的消息序列，缺乏一个方法来描述时间特性。

活动序列被认为是在[ 2 ]，和服务的发现依赖于模式匹配2图形代
表服务。

我们的查询语言需要的消息序列和活动序列到，并试图捕获时间性能这些序列。

re-tree是在[ 5 ]寻找语言包含一个给定的词；在我们的工作中，一个搜索查询是另一个自动机。

这使搜索更加复杂。

在[？]，周期是从金融服务代表服务，将无限集合的信息序列为一个有限的人。

虽然乙+树可以被使用，其方法是相当有限的。

8、总结
我们提出一个新的行为模式，网络服务，在消息与活动在网络服务，和先决条件和结果的活动有关为方便在语义服务发现。

新的查询语言是提出，其捕获性能网站服务出口的行为特征行为模型。

评价算法的查询languagelanguage开发，和索引结构的基础上re-tree用于提高搜索性能，随着更多启发式的。

参考文献。