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1、计算机科学2 0 0 8 V 0 1 3 5N o 9 A 基于O W L S U D D I 的语义W e b 服务发现的研究* 雷真马瑞芳李增智 ( - f f 安交通大学电信学院西安7 1 0 0 4 9 ) 擒要传统的基于U D D I 的W e b 服务发现仅提供基于关键字的搜索方式，缺乏语义推理的支持，因此采用一种 基于O W L - S U D D I 的语义W e b 发现机制，在传统的U D D I 之外建立一个用于将W e b 服务的语义描述发布剃U D - D I 中并实现语义童找的U D D b M a t c h e r 层，并通过时经典的弹性匹配算法进行改进，提出一
2、种将语义相似度和弹 性匹配算法相结合的新的匹配算法，从而有效地提高服务发现的准确性。 关键词O W L - S ，U D D I ，W e b 服务发现，语史W e b S t u d yo fS e m a n t i cW e bS e r v i c eD i s c o v e r yB a s e do nO W L - S U D D I L E IZ h e nM A R u i - f a n g L IZ e n g - z h i ( X i 曲J m o m n gU n i v e r s i t y ，X i a n7 1 0 0 4 9 ，C h i n a ) A
3、 b s t r a c tT r a d i t i o n a lU D D Ib a s e dW e bs e r v i c ed i s c o v e r yp r o 、，i d 铝k e y w o r dh a s e ds e a r c hm e t h o d ，w h i c hi sal a c ko f s e m a n t i c 豫a s o l l i I l g ，t h e r e f o r e ，t h ea u t h o ru s e sas e m a n t i cW e bs e r v i c ed i s c o v e r ya
4、r c K t e c t eb a s e do nO 研，S U D D I w h i c hc r e a t e saI 压 D I - M a t c h e rl a y e ro nt o po ft r a d i t i o n a lU D D I sa r c h i t e c t u r eu s e df o rt h ea d v e r t i s e m e n ta n d d i s c o v e r yo fW e bs e r v i c e ss e m a n t i cd e s c r i p t i o n ，a n db yi m p
5、r o v i n gt h ee i e a le h s f i em a t c h i n ga l g o r i t h m ，t h ea L l - t h o rp r e s e n t san e wm a t c ha l g o r i t h mw h i c hc o m b i n e st h es e m a n t i cs i m i l a r i t ya n dt h ec l a s s i c a le l a s t i cr m t c h i 1 l g 蜘 r i t h mt oi m p m v et h ea c c u r a
6、c yo fW e bs e r v i c ed i s c o v e r y K e y w o r d sO W I ，- S ，IJ D D I ，W e bs e r v i c ed i s c o v e r y ，S e m a n t i cW e b 1 引言 面向服务的体系结构S O A ( S e r v i c eO r i e n t e d A r c h i t e c t u r e ) 是未来分布式计算的主要方向，而 W e b 服务是S O A 的一种有效实现方式。 随着互联网的迅速发展，W e b 服务的数量日益 增多，如何从浩如烟海的W e b 服务
7、中找到所需的 W e b 服务成为W e b 服务发现的关键问题。传统的 工业标准是基于U D D I ( U n i v e r s a lD e s c r i p t i o nD i s e o v e r ya n dI n t e g r a t i o n ) 的，服务提供者在U D D I 中 注册自己提供的服务，服务请求者通过向U D D I 发 送查询请求来查找自己所需的服务，但是切) D I 提 供的服务的查找是基于关键字的，缺乏语义方面的 支持，从而使得服务发现的查全率、准确率不高。 采用基于O L 语言的O W L - S 对W e b 服务进 行描述，可以使得机器理
8、解描述该W e b 服务的语义 信息。由于现阶段的W e b 服务的描述与发布、查找 等标准是基于W S D L 和U D D I 的，如何将利用 0 W L - S 描述的W e b 服务与现阶段的标准相结合尚 无一个标准的规范，现阶段广泛采取的方式是对传 统的U D D I 进行扩展，在其上增加一层，用于将利用 0 W L - S 描述的W e b 服务发布到U D D I 中，并实现 W e b 服务的语义匹配查找。文中提出的语义W e b 服务发现机制也基于此，通过增加Im D I M a r c h e r 层，将利用O W L - S 描述的W e b 服务语义信息与传 统U D
9、D I 中的注册信息进行映射，从而将W e b 服务 在切D 中进行注册和查找，文章提出的基于语义 相似度的弹性匹配算法是对经典的弹性匹配算法的 改进，可以有效地提高服务发现的准确率。 2 系统的体系结构 基于语义的U D D I 机制，目前学术界提出了两 种方案：一种是K i mC h r i s t e n s e n 等提出的另建一 个语义W e b 服务的注册中心( S e r e - U D D I ) ；一种 是P a o l u c c i 等提出的对传统U D D l 的数据结构进 行语义扩展。本文的实现方式采用方案一的方法， 其体系结构如图1 所示。 * ) 基金项目：国家自
10、然科学基金项目( 6 0 6 7 3 1 7 0 ) 。膏翼硕士生，主要研究方向为计算机网络与应用；马瑞芳副教授，主要研究方向为计 算机网络应用l 李增智教授。主要研究方向为计算机网络体系结构及网络管理。 1 4 4 图1 系统的体系结构 该系统支持传统的w e b 服务发布与查询、语义 W e b 服务的发布与查询两种方式。在传统的w e b 服务发布与查询中，系统的功能与U D D I 标准相同。 而在语义W e b 服务的发布与查询时，则要用到U D - D I - M a t c h e r 层。 W e b 服务发布时，首先从本体库中选择一个合 适的本体，然后依据该本体，采用O W
11、L - S 对该服务 进行语义描述，接着服务提供者将该描述发布到 U D D I - M a t c h e r 中，U D D l - M a t c h e r 首先利用其转换 器模块，将O W I ，S 描述的服务信息转换为用U 】D D I 的数据结构进行描述，然后将其发布到U D D I 中；而 服务发现时，服务请求者也要从本体库中选择某一 个本体，利用该本体对其所要查找的、e b 服务进行 描述，然后将该描述发布到U D D I - M a t c h e r 中，U D - D I - M a t c h e r 利用其匹配引擎，采用某种w e b 服务 匹配算法，并且从本体库中
12、选择与服务请求者所用 相同的本体对已发布的w e b 服务进行推理，最后按 照与服务请求者输入或输出请求相似度递增的顺序 将符合条件的W e b 服务进行返回。 从系统的工作流程中可以看出，传统的服务发 布与查询不需要做过多的修改，而语义W e b 服务的 发布与查询需要较多考虑。在语义W e b 服务的发 布与查询中，有如下几个关键问题需要解决：( 1 ) 如 何用O w L - S 语言对W e b 服务进行语义描述；( 2 ) 转换器模块如何将O W L ，S 描述的语义信息转换并 存储到U D D I 中；( 3 ) 匹配引擎采用什么样的匹配算 法来实现W e b 服务的准确发现。 3
13、 W e b 服务的语义描述 ( 1 ) S e r v i c eP r o f i l e 描述服务能提供什么样的功 能，它通过一些属性的描述来支持服务发现，其中， 属性s e r v i e e N a m e ，t e x t D e s c r i p t i o n 和c o n t a c t l n f o r - m a t i o n 描述服务的基本信息，l O P E ( I n p u t ，O u t p u t ， P r e c o n d i t i o n ，E f f e c t ) 描述服务的功能，s e r v i c e P a - r a m e t
14、 e r 描述服务的其他性能参数，s e r v i c e C a t e g o r y 指向特定服务分类体系的一个条目，而q u a l i t y R a t - i n g 指定服务的级别； ( 2 ) S e r v i c e M o d e l 描述服务是如何工作的，用于 服务的调用、设定、组合、监控和恢复； ( 3 ) S e r v i c e G r o u d i n g 描述如何调用服务，包括 网络协议、消息格式等。 4W e b 服务的发布 W e b 服务在U D D I 中通过4 种数据结构进行 描述：b u s i n e s s E n t i t y ，b
15、 u s i n e s s S e r v i c e ，b i n d i n g T e m - p l a t e 和t M o d e l 。其中，b u s i n e s s E n t i t y 记录业务的 基本信息，如业务的名称、联系方式等，b u s i n e s s S e r - v i c e 描述业务实体提供的服务，包括服务的绑定、服 务的分类信息等，b i n d i n g T e m p l a t e 描述服务的访问 点，t M o d e l 用来描述服务的分类细节以及服务的技 术细节。通过图2 所示的映射关系可以将s e r v i c e P r
16、o f i l e 中个元素映射到U D D I 中，从而可以利用 Im D I 提供的发布和查询A P I 把基于o W L _ S 描述 的W e b 服务进行注册与查找。 图2O W L S 与U D D I 之间的映射关系 从图中可以看到，U D D I 中有两个对象没有被 映射，一个是n a m e ，一个是b i n d i n g T e m p l a t e ，其中 n a m e 是当一个b u s i n e s s 在U D D l 中声明时就已经 定义了的，而b i n d i n g T e m p l a t e 所要描述的绑定信 息则由O W I ，S 中的g r o u d i n g 来描述。 酶时基于2 竺妻曼曼，尝三主娄1 3 c 组织提出 服务查找- ql 的对 服务进行语义描述的方式， 。, t 一= 5WebO W L - S “8 4 一一 个方面对W e b 服务进行描述：S e r v i c eP r o f i l e ， 服务请求者采用与服务发者使用相同的本体， P r
