专利名称：互联网环境下基于情境本体的服务集成方法
技术领域：
本发明涉及的是一种网络技术领域的方法，具体是一种互联网环境下基于情境本 体的服务集成方法。
背景技术：
互联网的不断发展和网络技术的不断成熟，给如何在这样一个开放、动态、难控的 平台上开发、部署、运行、维护应用带来了新的挑战。为了应对这一挑战，北京大学、南京大 学等研究机构的学者提出了网构软件(Internetware)的概念，认为在这一复杂环境下的 软件系统呈现出一种柔性可演化、连续反应式、多目标适应的新形态，主体化的软件实体之 间通过按需协同的机制，形成一种与WWW相类似的软件Web。为了实现服务或软件实体之间的按需集成，尤其是实现综合考虑服务功能和服务 质量的集成方法，需要对服务的质量、服务所处的情境有一个语义化的描述，而基于本体的 建模方法是进行语义化描述和推理的有效手段。经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200410056817. 7，记载了一种业务 本体驱动的企业级服务描述、注册与管理方法，采用基于企业本体的技术描述企业资源，并 提出业务共同体技术，将动态、异构的企业资源进行组织，为统一语义和多用户协同环境提 供支撑，进行资源的注册、管理以及呈现。进一步检索发现，中国专利申请号为200810121367，记载了一种基于语义的数据 服务糅合方法，采用本体的技术对本地应用、结构化数据资源和Web服务进行语义化封装， 并通过集中式的服务注册中心予以发布。但上述两种方法没有涉及服务的运行时情境信息，不能有效支持服务质量敏感的 资源集成。并且由于互联网环境下服务情境的不确定性和动态变化性，使得集中式存储服 务元信息的方法会产生大量的网络负载。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种互联网环境下基于情境本体的服 务集成方法。本发明解决了互联网环境下异构服务的情境信息的语义关联，以实现支持服 务质量保证的按需集成。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤步骤一、构造互联网环境下服务所处情境；步骤二、构造互联网环境下服务情境的本体，在开放的互联网环境下，为使得不同 来源的服务实体对获取到的情境信息有一致的理解，需要给出对服务所处情境的语义化描 述；步骤三、每一个服务提供者，构造并维护一个情境本体的实例，并将该实例的访问 地址注册到注册中心；步骤四、服务请求者从注册中心获取服务情境访问地址的列表；
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步骤五、服务请求者按需访问多个服务情境本体，选择满足需求的服务予以集成 访问ο步骤一中所述的服务所处情境，包括事物和事件两类事物指网络环境下的各种 实体，事物的情境指其属性或状态，如服务实体的协议、接口、运行状态和功能描述，运行平 台和网络平台的属性、状态等；事件指服务的生命周期中所发生的各种可描述或可度量的 事件，如服务实体状态的迁移、网络连接中断等。由于互联网环境的开放性与动态性、以及 集成需求的个性化，构造服务所处情境，从服务请求者的角度，考虑备选服务提供者应提供 的上下文情境信息，包括服务所处网络的信息、服务运行平台的信息、服务协议与接口的 信息、服务运行时的动态信息和服务质量相关的历史信息。步骤二中所述的情境本体采用基于国际标准的W3C RDF/0WL规范予以描述，先抽 取服务所处情境中的实体对象定义为本体中的类，然后提取这些对象的属性和关系定义为 本体类的属性和关系，再将对实体属性和关系的约束定义为本体中的公理。情境本体以OWL 文件的形式存在，通过语义化的手段描述了服务所处情境中的事物属性和事件状态，为互 联网环境下各种异构服务的集成提供了语义化的、可自动化处理的情境信息，用于一致性 检测与推理。步骤三中所述的情境本体实例是根据服务提供者的实际情境，给上述本体中类的 属性和关系赋予相应的值，维护该实例意味着，服务提供者应动态获取情境的变化，并修改 本体实例中相应的值，它具体描述了一个服务在某一时刻的各种情境信息，情境本体实例 仍然以OWL文件的形式存在。步骤三中所述的服务提供者是指提供服务的软件实体，在互联网环境下这些软件 实体的情境是动态变化的。步骤三中所述的情境本体实例的访问地址采用URL的形式描述，其中情境本体中 包含服务的运行时情境信息，为支持基于非功能性需求的服务质量保证提供了基础。步骤四中所述的服务请求者通过服务情境访问地址获取到不同服务的情境信息， 使用本体推理的方法匹配其需求。其中服务情境的动态变化均在本地化的情境本体实例 中体现，避免了集中式服务元信息存储导致的大量网络负载。服务请求者是指使用服务的 软件实体，在互联网环境下这些软件实体的情境是动态变化的。服务请求者总是希望找到 当前能满足其需求的最佳服务提供者。步骤五中所述的满足需求的服务是对服务提供者实际业务能力需求的功能性需 求和对包括服务的性能、可靠性、可维护性、安全性和可扩充性等的非功能性需求的满足。本发明提供的技术方案建立了互联网环境下服务情境本体的构造方法，建立了服 务情境的动态获取机制和基于本体的满足性推理机制，解决了互联网环境下异构服务的情 境信息的语义关联，以实现支持服务质量保证的按需集成。本发明还通过情境信息的本地 化存储和基于URL的访问，实现了系统规模的高可扩展性。本发明便于互联网资源的共享 和复用，也有利于整体服务质量的提高。
图1是本发明实施例1的方法示意图。图2是本发明实施例2的工作原理示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。实施例1如图1所示，图中①分析互联网服务所处环境的各种情境信息，抽取共性，给出服务情境。②采用本体模型的方式和W3C RDF/0WL规范对服务情境进行语义化描述。③为服务提供者构造情境本体的实例。④将服务提供者的情境本体实例的访问地址注册到注册中心。⑤服务请求者从注册中心获取服务的情境访问地址的列表。⑥服务请求者按需访问服务提供者的情境本体，利用本体的推理选择满足需求的 服务。⑦服务请求者调用服务提供者的服务。实施例2如图2所示，本实施例中包括服务提供者、服务请求者和注册中心，三者通过互联 网相连接。服务提供者包括服务业务模块、情境本体实例维护模块、情境本体实例访问模块 (以下将“情境本体实例，，简称为“实例，，)，服务业务模块与实例维护模块相连接以创建和 删除情境本体实例。服务请求者包括客户业务模块、服务选择模块、实例地址获取模块、实 例访问模块，客户业务模块与服务选择模块相连接以启动服务选择与集成的过程，服务选 择模块与实例地址获取模块相连接以获得所需服务的情境本体实例的访问地址列表，服务 选择模块与实例访问模块相连接以获取备选服务的情境本体实例信息。所述的实例维护模块包括情境采集单元、实例构造与维护单元和实例注册单元。 其中情境采集单元定时采集服务所处情境的各种事物/事件信息，实例构造与维护单元 根据服务业务模块的指令创建实例库，从情境采集单元获取情境信息存入情境实例库，并 通过实例注册单元将该实例的访问地址注册到服务中心。同时，实例构造与维护单元还定 期从情境采集单元获得最新信息对实例库进行维护。所述的服务选择模块根据获得的访问地址列表有选择地获取到若干备选服务的 情境信息后，按照自定义的规则选择最合适的服务，提交给客户业务模块以实现服务业务 调用。同时会在本地对其他备选服务的静态情境进行缓存，以便在需要重新进行服务选择 时提高访问情境的效率。所述的静态情境是指在服务的生命周期中不会发生变更的事物的属性，包括服务 的功能描述、接口规范、通信协议，运行平台的类型等。本实施例与现有技术相比，通过动态情境本体实现了支持服务质量保证的服务集 成，同时由于注册中心只保存服务的情境本例实例访问地址，具体的服务相关信息包括实 时产生的动态情境都只在本地保存，与将所有情境信息上传到注册中心的传统方法相比， 大大减少了网络负载。在下表所示的测试用例情况下，测试结果表明了这一结论，而且随着 服务提供者数量的增加网络负载的差距会进一步加大。
测试用例 测试结果网络负载单位字节数 注“匹配η”表示有η个服务提供者满足功能性要求，“*”表示无法完成服务切换。
权利要求
一种互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一、构造互联网环境下服务所处情境；步骤二、构造互联网环境下服务情境的本体；步骤三、每一个服务提供者，构造并维护一个情境本体的实例，并将该实例的访问地址注册到注册中心；步骤四、服务请求者从注册中心获取服务情境访问地址的列表；步骤五、服务请求者按需访问多个服务情境本体，选择满足需求的服务予以集成访问。
2.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤一中所述的服务所处情境，包括事物和事件两类事物指网络环境下的各种实体，事物的 情境指其属性或状态，如服务实体的协议、接口、运行状态和功能描述，运行平台和网络平 台的属性、状态等；事件指服务的生命周期中所发生的各种可描述或可度量的事件，如服务 实体状态的迁移、网络连接中断。
3.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤二中所述的情境本体采用基于国际标准的W3C RDF/0WL规范予以描述，先抽取服务所处 情境中的实体对象定义为本体中的类，然后提取这些对象的属性和关系定义为本体类的属 性和关系，再将对实体属性和关系的约束定义为本体中的公理，该情境本体以OWL文件的 形式存在，通过语义化的手段描述了服务所处情境中的事物属性和事件状态，为互联网环 境下各种异构服务的集成提供了语义化的、可自动化处理的情境信息，用于一致性检测与 推理。
4.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤三中所述的情境本体实例是根据服务提供者的实际情境，给该本体中类的属性和关系赋 予相应的值，维护该实例是服务提供者应动态获取情境的变化，并修改本体实例中相应的 值，它具体描述了一个服务在某一时刻的各种情境信息，情境本体实例仍然以OWL文件的 形式存在。
5.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤三中所述的情境本体实例的访问地址采用URL的形式描述，其中情境本体中包含服务的 运行时情境信息，为支持基于非功能性需求的服务质量保证提供了基础。
6.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤四中所述的服务请求者通过服务情境访问地址获取到不同服务的情境信息，使用本体推 理的方法匹配其需求，其中服务情境的动态变化均在本地化的情境本体实例中体现，避免 了集中式服务元信息存储导致的大量网络负载。
7.根据权利要求1所述的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法，其特征是，步 骤五中所述的满足需求的服务为对服务提供者实际业务能力需求的功能性需求和对包括 服务的性能、可靠性、可维护性、安全性和可扩充性等的非功能性需求的满足。
全文摘要
一种网络技术领域的互联网环境下基于情境本体的服务集成方法。包括以下步骤步骤一、构造互联网环境下服务所处情境；步骤二、构造互联网环境下服务情境的本体；步骤三、每一个服务提供者，构造并维护一个情境本体的实例，并将该实例的访问地址注册到注册中心；步骤四、服务请求者从注册中心获取服务情境访问地址的列表；步骤五、服务请求者按需访问多个服务情境本体，并采用本体推理的方法选择满足需求的服务予以集成访问。本发明解决了互联网环境下异构服务的情境信息的语义关联，以实现支持服务质量保证的按需集成；实现了系统规模的高可扩展性。本发明便于互联网资源的共享和复用，也有利于整体服务质量的提高。
文档编号G06Q30/00GK101882290SQ20101022600
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者吴刚, 王珊珊, 马天笑, 黄晙 申请人:上海交通大学