基于Web服务的Qos计算模型研究

夏祥礼 陈国彬

【摘要】Web服务作为一种分布式应用技术引起了越来越广泛的重视。在Web 服务中，原子服务提供的功能是有限的，但用户的需求是复杂且多元化的，只有通过对已有的原子服务进行组合，才能为用户提供满足其需求的服务。针对现有的组合方法效率低下的问题，设计了描述 Web 服务的组合方式的计算模型。

【关键字】Web服务；原子服务；计算模型

一、Web服务概述

在 Web[1]实际应用中，由于客户不仅对于 Web 服务的功能属性有一定的要求，可能客户还非常重视 Web 服务的非功能属性，即 Web 服务的 QoS也需要考虑，因为 Web 服务的 QoS 计算方法不是唯一的，可能具体的应用对同一QoS 属性[2]也有不同的就算标准，而且每个 QoS 的属性的计算标准也不是特定的。

二、Web 服务的 QoS 属性描述

Web 服务的上述各种 QoS 属性，本文从客户的角度出发，从他们可能最感兴趣的 QoS 属性出发，从客观和主观两个层次上采用服务时间、执行代价、可靠性、可用性、可维护性以及满意度几个方面作为 Web 服务质量的判定标准。

（1）服务时间：服务时间（Qst）是指服务请求者向服务提供者（sp）发出服务请求到收到服务提供者提供的服务所经历的时间，它可以分成两部分：服务处理时间（Qtp）和服务延迟时间（Qtd），即服务提供者服务时间 Qst = Qtp+Qtd。其中，TPsp是指 Web 服务执行所需要的时间。TDsp 是指将 Web 服务执行的结果传递给服务消费者所消耗的网络时间。Web 服务执行所需的时间可以根据Web 服务注册时直接提供，或者服务消费者也可以通过服务提供者提供的方法来获取。Web 服务的延迟时间是通过查看该服务过去的日志对该服务过去服务延迟时间的平均值作为当前的服务延迟时间，即 Qtd=（Qtd1 + Qtd2 +……….+Qtdn）/n，其中 Qtdi表示服务 SP 在第 i次服务时的延迟时间。

（2）执行代价：执行代价（Qcost）是指 Web 服务的成本，一般是确定的，但是会根据服务提供者的商业策略而变化。通常包括两部分：服务代价（Servicecost），以下简称为 Qsc，传输代价（Transmmison cost）以下简称为 Qtc。即执行代价Qcost = Qsc + Qtc。服务代价是指 Web 服务的消费者调用 Web 服务所需支付的费用，服务代价既可以被 Web 服务提供者提供的 Web 服务在注册时直接提供，也可以通过了解Web 服务提供者提供的方法后查询获取。传输代价是指消费者为了从服务提供者那里获取服务结果所需要花费的网络费用。

（3）可用性：可用性（QAvailability）表示了 Web 服务请求能够被访问的程度，即可用性是指 Web 服务当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）是指该 Web 服务在最近的一段访问时间 T 中存在并且可用的时间。可以看出 QAvailability介于 0 到 1 之间，QAvailability 越大表示该 Web 服务可用性越高。通常 T 的选取与具体的环境有关。如果该 Web 服务不经常被访问，T 应该取大一点，反之，T 应该取小一点。

（4）可维护性：可维护性（Qmaintainability）是指服务提供者在出现意外的情况下能正确维护的概率，通常也可以用一个概率来表示，即 Qmaintainability=M（s）/M.其中，M（s）表示到目前为止成功维护以外的次数，M 表示到目前为止总共出现意外的次数。显然，Qmaintainability 也介于 0到1之间，Qmaintainability 越大表示该服务提供者处理意外情况的能力越强。也从另一个方面间接地提高了该服务的可靠性。

（5）满意度：（Qsatisfaction）指的是服務请求者在获取服务提供者提供的服务后，对服务提供者提供的服务的质量的一个客观的评价，一般用[0，1]区间内的某一个数来表示，即这个数越大，表示服务请求者对这个服务的评价越高，反之越低。可以用下面的一个公式来计算 Qsatisfaction =（Qsatisfaciton1 + QSatisfaction2+ …. + Qsatisfactionn） / n。其中，Qsatisfacition 表示服务提供者在第 i 次为用户提供服务时服务请求者对它的满意度。

上述六个服务质量标准中，其中服务时间、执行代价、可用性、可维护性这几个都是客观的质量标准，即它们可以通过客观的数据计算得到，最后的满意度是一个主观的质量评价标准，它一般由客户给出。从上面给出的服务质量标准我们可以得到服务提供者提供的Web 服务质量标准模型 Qsp 是一个六元组，即 Qsp=（Qst，Qcost，Qre，Qav，Qma，Qsa）。

三、总结

本文介绍了 Web 服务的 QoS 属性的基本概念，然后根 Web 服务的六个具有代表性的 QoS 属性提出了相应的计算模型，并且给出了这个计算模型的具体计算方法。在 Web 服务的组合中，Web 服务的选择是一个至关重要的问题，如何选取更优质的服务直接影响到组合后的服务质量。在以后的研究工作注重研究相关方面的研究方向，特别是用户体验下的Qos标准体系研究。

【参考文献】

[1].陈国彬，张广泉.基于线性规划QoS感知的Web服务组合模型[J].控制工程，2013，20（6）： 1131-1134.

[2].陈国彬.基于Qos约束的Web服务组合算法[J].控制工程，2014，21（4）：609-612.