1 引言
Web Service 在下一代网络技术中处于核心地位，随着应用领域的推广，人们对Web Service 本身提出了更高的要求。Web Service的兴起意味着计算模式的改变，把基于客户机/服务器（C/S）模式和基于浏览器/服务器（B/S）模式的传统计算方式转向基于Web Service的松散耦合、动态集成的新分布式计算方向发展。如果服务请求者想调用Web服务，首先它必须找到合适的Web服务的提供者。Web服务发现 就是根据某个标准，查找合适Web服务的过程。用户如何在众多的服务中找到最适合自己的服务，已成为人们研究的热点问题。
2 扩展的Web服务体系架构
传统的Web服务架构中因缺乏对服务质量（QoS）的描述而难以从功能相同的众多服务中为用户选择最佳服务。目前对支持QoS约束的Web服务的研究工作 越来越多，主要解决方法都是通过引入QoS，改变现有的UDDI数据结构，增加服务的QoS信息来克服这一缺点，如图1所示。
图1 基于QoS的Web服务体系架构
3 基于QoS 的Web服务体系架构中的QoS描述
服务质量（QoS）是对Web服务满足服务请求者需求能力的一种度量。QoS模型是一个可扩充向量，可以从很多方面来描述服务质量，如：可扩展性、并发处 理能力、响应时间、可靠性、服务价格、吞吐量、可用性、安全性、准确性，赔偿率等，它们分别从不同角度对服务的质量进行了评估。
根据用户对服务质量的反馈信息，QoS验证中心对同类服务中的每个服务依据其相对QoS进行重新排序，并推荐用户使用排名最高的服务。由于QoS属性包括 的因素太多，考虑到实用性，可以去掉一些不常用的属性，本文把Web服务的QoS属性描述为一个由五个分量构成的一个五维向量，每个分量都有自己的计算方 法和度量单位。
Q= { T ，R ，C ，A ，S }
其中各分量评价指标为：
（1）响应时间（T）：
服务请求者和服务提供者之间递送服务所花的时间，包括服务时间和来回通信所花的时间。可以描述为：T= Ts（X）+Tc（X）。
其中T s（X）表示服务时间，Tc（X）表示通信时间。
（2）可靠性（R）：
Web服务成功执行的概率。高质量的Web服务应当是稳定的、可靠的，可靠性直接影响请求者对Web服务提供者的评价，只有稳定可靠的服务才是值得信赖的。
可以描述为：
（3）服务价格（C）：
每次服务完成所需要花费的代价。可以描述为：
C = CE + C L
其中CE为服务提供者设定的代价，C L为服务提供者认证服务所花费的代价。
（4）可用性（A）：
Web服务在某个时期内可用的概率。
（5）安全性（S）：
服务访问控制，防止恶意的服务请求，安全性的度量一般要根据加密技术而定。
4 基于QoS 约束的Web服务的QoS量化方法
假设一组服务，用S={S1，S2，⋯⋯，Sn}表示，这n个服务提供同一种功能，我们选取了m个指标来衡量服务的QoS性能，那么我们可以得到下面的矩阵Q，在矩阵Q中，每一行代表一个服务对应于每个QOS指标的值，而每一列代表所有服务在该项指标上的值。
由于衡量服务质量的指标有两种，一种是正向质量指标，即指标值越大，服务质量越好；另一种是负向质量指标，标值越大，服务质量越差。因此在对矩阵Q的每一项进行标准化时，对于正向指标和负向指标分别采用公式（1）和（2）进行处理：
通过这两个公式的计算，我们可以得到一个新的矩阵Q’：
最后，我们可以用公式（3）计算每个服务Si 的QoS的综合评价值：
其中
是第i个服务中第j个QoS指标的权值。
是第i个服务中第j个QoS指标的权值。
5 查准率实验测试
5.1 实例Web服务QoS计算
为了测试具有QoS约束的Web服务发现的准确度，本文在Windows Server 2003自带的UDDI上注册了几个带有QoS约束的服务，分别根据均值法和最值法计算每个服务的QoS值。表1中给出了5个服务的测试用例数据表，每个 服务使用的权值向量为：W={0.1，0.4，0.2，0.2，0.1}。
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表1 Web服务发现实验测试用例数据表
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5.2 Web服务发现的查准率实验结果分析
从上例给出的权值向量W数据来看，服务请求者希望找到一个服务价格最低，请求服务的成功率和安全性较高的服务，通过上述方法我们可以找到服务2能满足请求 者的需求。由于Web服务的QoS为一个向量值，虽然通过采用上述的方法都能对Web服务的QoS值进行量化计算，但是当服务请求者侧重某个QoS指标 时，找到的最优服务不一定是最能满足请求者要求的服务。因此本文分别对一个测试周期，原子服务的个数分别取3、5、10、15和20，分别测试十次，并对 每次服务的QoS的权值向量做相应的变化进行实验，得到如下的查准率曲线如图2示。实验结果表明：在没有QoS约束情况下通过随机选取的服务，其查准率远 远低于具有QoS约束的情况，具有QoS约束的Web服务在UDDI注册中心具有很高的查准率。
图2 查准率曲线图
6 结束语
Web服务的发现问题一直以来都是Web服务技术研究的一个热点问题，如何在众多的服务中找到最能满足用户需要的服务还有许多值得深入研究和探索的问题。 本文分析了目前Web 服务匹配的研究现状及存在的问题，为使用户找到最满意的服务，根据Web服务的特点，对传统的UDDI架构进行了改进，使新的架构支持服务的QoS信息描 述，并给出了服务的QoS指标的量化方法，通过对多个功能相似服务的QoS 进行量化，为服务请求者找到性能最好的服务。
参考文献
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收稿日期：5月27日
修改日期：7月18日
作者简介：王创伟（1974－），男，陕西武功人，硕士研究生，江苏省盐城师范学院信息科学与技术学院讲师，研究方向为：网格计算与Web Services，网络与信息管理系统等。