一种基于信任的服务组合方法

摘要：为解决动态网络下进行可信的Web服务组合问题，该文提出一种基于信任的服务组合方法。该方法首先引入了信任评估机制，构建了基于QoS的服务组合的信任模型；基于该模型设计多约束条件下的基于信任的服务组合方案，采用粒子群算法进行优化求解。应用实例与分析表明了该方法能够提高组合服务的可靠性与成功率。

关键词：服务组合；信任；粒子群算法

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2539-04

Abstract：A service composition method based on trust is proposed to solve the service credible composition problem in dynamic network environment. A trust evaluation mechanism was introduced to build the trust model of service composition based on QoS. Then， the model is used to design service composition plan under multiple constraints， and the particle swarm algorithm is used to solve the optimization problem. An application example together with the associated demonstrates that the proposed method can enhance the credibility and success rate of services composition.

Key words： service composition； trus； the particle swarm algorithm

随着面向服务计算和云计算技术的发展，越来越多的Web服务出现在互联网上。目前的网络服务大多结构简单、功能单一，无法满足企业复杂应用的需要。文献1提出以Web服务组合为研究重点的应用模式，其研究范围主要包括基于流程、智能规划和可信的Web服务组合。

目前可信的Web服务组合是一个研究的热点。Rajbhandari指出，信任评估方法的目的主要是对服务组合执行进行优化。Liu定义了一种信任概念，构建了一种端到端信任质量约束的最优级信任路径选择模型。朱锐等从服务选择策略、服务组合、服务失效处理及服务访问控制等系统的研究了可信服务选择.综上所述，网络环境下的可信服务组合研究是一个非学复杂的问题，为此本文提出一种可信的服务组合方法。首先，根据用户自身的服务使用经验定义了信任度的概念，构建了QoS的组合服务信任模型，并提出一种基于改进的粒子群算法，理论分析和实验结果表明，具有良好的综合性能。

2.1单个服务信任度计算

现实世界中，个人对某个事物的信任来源于自身的体验或他人体验后的经验传授。对服务信任的定义其实与此类似，从服务被调用的历史记录、服务请求者自身的使用经验以及与服务请求者类似的用户的使用经验三方面来构建服务信任度，分别命名为初始信任度、直接信任度和间接信任度。

尽管在分布式环境下服务提供者宣称其为所有的用户提供一视同仁的服务，但由于受现实环境中路由状况等硬件设备的影响，用户真正享受到的服务质量往往是参差不齐的。这时候服务请求者自身的服务体验对其选择有决定性的影响。直接信任度就是服务请求者根据直接接触行为的历史记录得出的对一个服务的信任度，它是服务请求者与所请求的服务之间经多次历史交互后所产生的。

4 实验及结果分析

实验模拟实现网络自助出游系统，组合任务如图1所示，其中包括的服务有查询天气（S1）及订机票（S2）和反复的查找景点（S3）是同步进行的，在确定好景点和订好机票后再订宾馆（S4），订门票（S5）和订出租业务（S6）是并行进行的。

本文实验环境是CPU 2.93GHZ，内存2GB，操作系统win7，VC6.0+MATLAB7. 网络自助出游系统共有服务分6类，每个服务对应的候选服务设定在[1，50]之间。并且设定最大迭代次数为500次，[r1]， [r2]分别为0.5，0.5，将本文方法与文献[5]不考虑信任度的服务组合算法进行了比较，实验是在存在恶意服务的环境下进行，当恶意服务所占比例小时，两种方法的组合成功率都比较大，但是随着恶意服务实例的不断增加，该文方法的组合成功率明显更高。

5 结束语

可信Web服务组合是近年来的一个研究热点。该文首先构建了基于QoS的信任模型，又提出了一种基于信任的服务组合方法，利用粒子群算法进行优化求解，最近的仿真实验证明了本方法的有效性。在以后的工作中，将致力改进粒子群算法，研究服务失效时的恢复手段等问题，以保证优化的可靠有效性。

参考文献：

[1] Papazoglou M P，Georgakopoulos D.Service-oriented computing[J].Communications of the ACM，2003，46（10）：25-28.

[2] Liu Guangfeng，Wang Yan， Orgun M A. A heuristic algorithm for trust-oriented service provider selection in complex social networks[C].2010 IEEE International Conference on Services Computing. Piscataway， NJ， USA：IEEE，2010：130-137.

[3] 朱锐，王怀民.可信服务组合若干关键技术研究[D].长沙：国防科学技术大学，2009.

[4] 贺兴亚，王海艳，杨文彬.一种QOS可信增强的服务选择方法[J].武汉大学学报：理学版，2013，59（5）：443-448.

[5] Zeng Liangzhao， Boualem Benatallah，Ngu Anne，et a.l QoS aware middleware for web services composition [J].IEEE Transactions on Software Engineering，2004，30（5）：311-327.