Web服务发现理论及关键技术

　　《Web服务发现理论及关键技术》针对网络服务发现领域的关键技术及应用进行研究。第1～2章介绍该领域的研究背景及现状，通过对服务质量模型、服务发现方式、服务发现体系结构及现有服务发现技术的归纳总结，给出一个完备的综述，并针对该领域当前面临的技术挑战，分析不同应用场景下各类服务发现方式的利弊；第3～7章介绍分布式环境下服务发现的流量控制模型，阐述协同网络环境下基于服务质量感知的服务选择方法，探究数字社区网络连接开销的优化策略，设计移动自组织网络中自治的动态服务发现体系结构，提出基于残缺判断矩阵的一致性分析方案来解决残缺信息情况下的服务发现；第8章对全书进行了总结和展望。
　　《Web服务发现理论及关键技术》内容深入浅出、理论与实际相结合，适用于在相关领域开展研究的在读硕士研究生、博士研究生以及其他科研工作者。

　　高聪，男，1985年11月生，西安电子科技大学计算机科学与技术专业学士，计算机系统结构专业硕士、博士。2015年12月至今，在西安邮电大学计算机学院任教，主要研究方向：服务计算、网络与信息安全、数据感知与融合等。
　　近5年来，主持陕西省教育厅自然科学专项科研项目1项（项目编号：17JK0711），以**作者发表英文论文7篇，其中被SCl检索3篇、El检索3篇、CPCI-S检索1篇，获得授权专利1项、授权软件著作权4件，研究领域内相关科研报道见报3次。

前言
主要符号表
缩略语对照表

第1章 绪论
1．1 网络服务研究背景
1．2 网络服务技术概述

第2章 服务发现
2．1 服务发现与服务选择
2．2 服务质量模型
2．3 服务发现方式
2．4 服务发现体系结构
2．5 服务发现技术
2．5．1 基于功能性描述
2．5．2 基于非功能性描述
2．5．3 基于对等网络技术
2．5．4 基于服务质量属性
2．5．5 基于上下文感知
2．5．6 基于语义
2．5．7 其他
2．6 本章小结

第3章 分布式环境下服务发现的流量控制模型
3．1 引言
3．2 节点模型和流量控制策略
3．2．1 节点模型
3．2．2 流量控制策略
3．3 实验与分析
3．3．1 实验环境
3．3．2 实验参数
3．3．3 实验结果与分析
3．4 本章小结

第4章 协同服务质量感知的服务选择
4．1 引言
4．2 层次分析法理论
4．3 协同服务质量感知的服务选择方法
4．3．1 网络服务选择中层次分析法的传统应用
4．3．2 协同服务质量感知
4．4 实验与分析
4．4．1 实验环境
4．4．2 服务质量属性
4．4．3 实验参数
4．4．4 实验结果与分析
4．5 本章小结

第5章 低开销服务选择的k中点设施位置代理模型
5．1 引言
5．2 设施位置问题
5．2．1 设施位置问题描述
5．2．2 k中点问题
5．3 k中点设施位置代理
5．3．1 k-FL代理
5．3．2 局部搜索算法
5．3．3 贪心算法
5．3．4 算法比较
5．4 实验与分析
5．4．1 实验环境
5．4．2 实验参数
5．4．3 实验结果与分析
5．5 本章小结

第6章 自治的动态服务发现体系结构
6．1 引言
6．2 服务发现体系结构
6．2．1 基于目录的体系结构
6．2．2 无目录的体系结构
6．2．3 存在的问题
6．3 自治的动态服务发现
6．3．1 网络模型
6．3．2 基于目录的模式
6．3．3 无目录的模式
6．3．4 自主的模式切换
6．4 实验与分析
6．4．1 实验环境与参数
6．4．2 性能指标
6．4．3 实验结果与分析
6．5 本章小结

第7章 服务选择中面向残缺信息的质量评价方法
7．1 引言
7．2 传统层次分析法
7．3 针对残缺信息的层次分析法
7．3．1 残缺判断矩阵及其一致性
7．3．2 基于残缺信息的排序
7．4 案例研究
7．4．1 网络服务评价涉及的服务质量属性
7．4．2 案例研究的上下文情景
7．4．3 实验结果
7．5 本章小结

第8章 总结与展望
8．1 总结
8．2 展望
参考文献

　　《Web服务发现理论及关键技术》：
　　前述文献（2）将服务发现定义为对和网络服务相关的资源的机器可处理的描述的定位行为。该资源可能之前是未知的，并且能够满足一定的功能性条件。其涉及一系列功能性条件及其他条件与一系列资源描述之间的匹配，目的是找到与合适的网络服务相关的资源。除了万维网联盟（W3C）组织的上述定义，学界和业界还对服务发现进行了其他形式的描述。
　　文献（8）将服务发现定义为寻找并定位网络上服务的行为或过程。文献（9）将服务发现定义为定位与给定需求相关的现有服务的过程，给定的需求基于对服务的功能性描述和非功能性描述。文献（10）将服务发现定义为一种机制，该机制使得服务请求者能够获取服务描述，并且可以与应用程序做运行时绑定。文献（11）将服务发现定义为将服务的功能与服务查询中包含的用户请求进行匹配。
　　文献（12）将服务发现定义为两个子过程：服务匹配（ServiceMatchmaking）和服务选择（ServiceSelection）。服务匹配根据服务请求者的功能和质量需求来对服务提供者所通告的服务进行过滤。服务选择根据服务请求者的偏好对服务匹配的结果进行排序。最后由服务请求者在经过排序的服务列表中选择最合适的服务。上述定义将服务选择作为服务发现的一个环节，即首先获得现有可用服务的集合，然后根据一定的准则对该集合中的服务进行排序，最终选取出最合适的服务。
　　……

　　互联网技术在引领现代科技发展的过程中，革命性地改变着人们的社会生活和生产方式。互联网技术不仅改变了人们的学习、工作和生活方式，还极大地丰富了人们的精神世界。借助互联网技术，无数科幻作品中的场景和事物变成了现实。然而，互联网技术在为人们带来便利的同时也不可避免地引入了复杂性。在网络服务的应用层面，服务类型的日益增多和服务个数的井喷式增长给网络服务生态系统的良性发展带来了诸多问题。如今，服务提供者针对各种类似的应用场景部署了成千上万种同质化的服务。因此，设计能够适用于各种应用环境的，并以最少的人工干预提供可扩展的、高效的自动化服务发现技术，是网络服务技术面临的一个巨大挑战。
　　本书针对网络服务发现的关键技术进行研究，在对服务质量模型、服务发现方式及服务发现体系结构进行分析的基础上，阐述现有的服务发现技术；针对不同的网络环境及应用场景，阐述各类服务发现方式的利弊，分析其存在的问题，并提出一系列创新的解决方案。本书分为8章，具体内容如下。
　　第1章介绍网络服务的研究背景及网络服务技术的基本知识。
　　第2章介绍服务发现的基础知识及研究现状，是服务发现领域一个完备的综述。首先，将服务发现与服务选择进行对比，并针对性地描述服务选择领域具有代表性的工作。其次，对服务质量属性和服务发现方式进行归纳。最后，对现有的服务发现技术做了详尽的阐述，指明服务发现领域所面临的关键问题，为后续章节所涉及的主要问题进行铺垫。
　　第3章介绍服务发现领域的节点模型和流量控制策略，针对分布式环境下的服务发现问题提出流量控制模型。首先，介绍节点模型和流量控制策略；然后，通过实验对提出的流量模型进行评估，针对查询队列、应答队列和转发队列，应用了不同的流量控制策略，通过改变上述三个队列的优先级来改进整个网络中服务发现的可获得性和延迟。
　　第4章介绍层次分析法理论，并基于层次分析法理论提出协同服务质量感知的服务选择方法。首先，介绍层次分析法理论及其在网络服务选择中的传统应用：然后，提出协同服务质量感知的服务选择方法。在该方法中，用户的偏好被映射至层次分析法的层次化结构中，由各个准则的权值进行体现，且引入信任阈值来提供信誉管理，进而缓解恶意用户和偏见用户造成的干扰。此外，运用统计分析的方法将离群值进行排除，进一步确保收集到的服务质量数据的可靠性。最后，通过实验来验证本章所提出方法的有效性，给出实验环境、结果分析，以及对比和讨论。
　　第5章介绍低开销服务选择的k中点设施位置代理模型。首先，对设施位置问题进行介绍，随后引出k中点问题。然后，详细描述k中点设施位置代理模型，提出局部搜索算法和贪心算法，并对两种算法在理论上进行分析和对比。该模型根据数字社区网络的应用场景，将网络服务的注册、更新、删除、选择和使用由五类实体通过六类消息来完成，其两个重要参数为连接到数字社区网络的设施个数和发送给t中点设施位置代理的并发服务需求个数。本章通过大量的实验来对提出的两种算法进行评估，并且根据实验结果给出数字社区网络中总的连接开销和连接至数字社区网络的设施个数之间的折中依据。
　　第6章介绍自治的动态服务发现体系结构。首先，介绍基于目录的服务发现体系结构和无目录的服务发现体系结构，并指出其存在的问题。然后，提出自治的动态服务发现体系结构，分别对网络模型、基于目录的模式、无目录的模式及自主的模式切换进行阐述。针对移动自组织网络中的拓扑控制、节点能量节约和节点位置隐私保护等问题，提出方向探测算法、局部位置优化算法和全局位置优化算法，并引入监测令牌来监测和收集移动自组织网络的状态信息和各项参数。最后，通过大量实验对自主的模式切换功能从服务发现的可获得性、消息开销和延迟三个方面进行分析和评估，进而验证所提出模型的有效性。
　　第7章介绍服务选择中面向残缺信息的质量评价方法。由于面向相同应用环境的网络服务通常趋向于功能同质化，为了能够有建设性地对网络服务进行对比并选出一个合适的服务，研究者们开始致力于考量服务的非功能性属性。一般来说，服务质量对用户至关重要。虽然服务选择领域已经有不少质量评价机制，但是随着质量属性数量的增加，高效的质量评价方法需要具有令人满意的可扩展性。基于层次分析法的评价机制能够满足一定的可扩展性。然而，这方面流行的方法均忽视了传统层次分析法需要完整的判断矩阵这个要求。在实际中，构造判断矩阵所需的所有信息总是由于种种原因而无法全部获得。因此，矩阵中的某些判断无法进行。针对残缺判断矩阵，本章提出用改进的层次分析法来完成残缺判断矩阵情况下的一致性分析和后续的排序。改进后的层次分析法不仅能够应对信息不足的情况，而且继承了传统层次分析法所有的优点。该方法的有效性通过实际生活中的一个详尽案例分析来说明。
　　第8章是对全书的总结与展望。首先，对本书进行总结：然后，概括本书内容的不足：最后，指出未来可继续探索的方向。
　　本书各章内容既相辅相成，又相对独立，读者可根据自己的兴趣和时间选择阅读。为保证各章内容的完整性，部分重要内容在相关章节均有介绍。
　　由于Web服务发现领域发展迅速，且分支领域众多，加上作者水平有限，成书时间仓促，书中疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。