專利名稱：一種分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于語義Web服務系統(tǒng)設計方法，主要針對于分布式環(huán)境下的語義Web服務系統(tǒng)的設計。
背景技術：
語義Web提出以后，隨著語義Web服務描述語言與語義Web服務架構的日益完善與發(fā)展，基于語義Web的服務研究得到了飛速的發(fā)展，然而當前的語義Web服務框架卻大都是基于集中式的結構，其中主要的注冊標準就是UDDI ；分布式環(huán)境下的服務框架大都基于聚類的思想，各研究機構都提出了一些分布式應用，但還沒有統(tǒng)一的標準。當前服務系統(tǒng)框架的主要弊端包括如下幾個方面1、隨著服務的爆炸式增長，單個注冊中心缺乏有效的分類機制，服務查詢效率不尚；2、多種類型服務共同注冊到單個注冊中心，也導致服務查全查準率的下降，這主要表現(xiàn)為多種類型服務可能具有相同或相似的語義信息，從而導致發(fā)現(xiàn)的服務中存在大量的不相關的服務，從2006年IBM等宣布永久性地關閉其公共的UDDI商業(yè)服務器的側面可以看出，集中式的結構不適合在大規(guī)模環(huán)境下使用；3、當前Web服務框架也缺乏有效的服務發(fā)現(xiàn)與組合技術的支持，主要表現(xiàn)在a.多數(shù)系統(tǒng)不提供服務的發(fā)現(xiàn)與組合解決方案，仍基于UDDI框架進行簡單的單個服務的查詢過程；b.個別提供服務發(fā)現(xiàn)與組合方法的架構系統(tǒng)，也僅僅提供單一的服務發(fā)現(xiàn)或組合算法，導致其只能應用于特定場景。分布式環(huán)境下要求實現(xiàn)普適的服務發(fā)現(xiàn)與組合，必須要融合多種服務發(fā)現(xiàn)與組合算法并集成策略選擇模塊，通過分析具體的應用場景，動態(tài)智能的去選擇合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法；4、集中式結構容易出現(xiàn)單點失效的瓶頸現(xiàn)象，即當注冊中心出現(xiàn)問題，整個服務框架就可能癱瘓；5、現(xiàn)有的分布式結構存在安全以及服務發(fā)現(xiàn)效率低下的問題，并且不適合在企業(yè)范圍內(nèi)應用。這些弊端都導致了當前的語義Web服務框架普遍存在服務查詢的全面性和準確率不高，服務效率低下等問題。分布式技術因其良好的健壯性和可擴展性，正被越來越多的應用到計算機的各個領域，故而可將分布式技術與語義Web服務系統(tǒng)相結合，全面提升語義Web服務系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，該系統(tǒng)將語義Web服務系統(tǒng)與分布式相結合，通過引入服務路由，建立特定領域的注冊中心服務庫，可以有效的解決當前服務框架效率偏低的問題。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術方案如下
一種分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，包括服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心以及服務路由，所述注冊中心是由多個不同注冊中心根據(jù)服務領域通過分布式設計所構成的集群，其中每個注冊中心管理特定領域的服務及本體；所述服務請求模塊發(fā)起服務查詢與調用，其使用基于精確或模糊的語義描述和提交服務請求，待注冊中心返回可用的服務序列后，服務請求模塊選擇合適的服務進行綁定并調用，完成服務請求與調用；所述服務提供模塊實現(xiàn)服務注冊與服務發(fā)布，其創(chuàng)建特定領域的本體，開發(fā)相關服務，然后將服務以及相關信息注冊到對應領域的注冊中心，同時響應服務請求模塊的服務綁定請求，協(xié)助服務請求模塊完成服務調用過程；所述服務路由分別與服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心連接，其采用基于語義的消息分發(fā)機制，根據(jù)服務信息，將與該服務信息相關的請求信息傳遞給相應的注冊中心處理。語義web服務系統(tǒng)的具體工作步驟如下步驟1 服務提供商向服務注冊中心注冊，提交服務提供商的相關信息與服務范圍，經(jīng)服務路由轉發(fā)至合適的注冊中心進行注冊。步驟2 服務提供商創(chuàng)建特定領域的服務本體，結合領域實際與專家意見定義權威的領域概念與關系。步驟3 服務提供商向注冊中心提交本體文件，發(fā)起本體注冊請求。步驟4:服務路由接受本體文件，分析服務提供商提供的相關本體信息，將領域本體注冊到相應的本體注冊中心，同時服務路由保留相應的備份。步驟5 服務提供商編寫語義Web服務，經(jīng)過相關測試后，將語義Web服務部署并發(fā)起服務注冊請求。步驟6 服務路由收到注冊的服務文件，根據(jù)服務提供商提供的相關信息，將服務注冊請求轉發(fā)給領域相關的特定注冊中心。
至此完成服務注冊過程。步驟7 服務請求者發(fā)起服務請求，對服務請求完成精確的語義描述，并發(fā)起服務查詢請求。步驟8 服務路由收到服務查詢請求，分析并記錄相關服務信息，將服務查詢請求轉發(fā)至相應的注冊中心。步驟9 領域相關注冊中心收到服務查詢請求，分析相關內(nèi)容，發(fā)起服務查詢過程，加載相關服務發(fā)現(xiàn)與組合模塊，并最終返回滿足用戶請求的服務序列。步驟10 經(jīng)過服務路由的轉發(fā)，服務請求者收到相關服務序列，經(jīng)過選擇后，發(fā)起服務調用，綁定相關服務，最終完成整個服務過程。本發(fā)明引入服務路由的概念對當前語義Web服務系統(tǒng)進行擴展，系統(tǒng)整體主要包括四個部分服務請求者，服務提供商，注冊中心以及服務路由，其中所述注冊中心是該框架的核心組件，其引入分布式設計思想，根據(jù)服務領域進行注冊中心的專門化分布式化設計，每個注冊中心管理特定領域的服務及本體，響應服務查詢與注冊請求，并與語義Web服務發(fā)現(xiàn)與組合模塊共同實現(xiàn)滿足用戶提出的特定請求；服務請求者發(fā)起服務查詢與調用功能；服務提供商主要實現(xiàn)服務注冊與服務發(fā)布的功能。服務路由位于服務注冊中心與服務請求者以及服務提供商之間，提供一種基于語義的消息分發(fā)機制，其根據(jù)特定的服務信息， 將相關的請求信息傳遞給相應的注冊中心處理。
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服務路由連接服務活動過程中的三個參與者，其接受服務請求者，服務提供商以及注冊中心的消息，并根據(jù)其保存的本體信息備份并結合路由分類算法處理該消息并轉發(fā)至合適的接受者。服務路由保存其連接的注冊中心涉及的所有本體信息，使得注冊中心只需關注其特定領域內(nèi)的本體以及相關服務，從而大大提高服務發(fā)現(xiàn)與組合的效率與精準度。本發(fā)明定義統(tǒng)一的服務發(fā)現(xiàn)與組合算法通用抽象接口模塊，注冊中心提供發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊，只要發(fā)現(xiàn)與組合算法是基于統(tǒng)一的接口開發(fā)，該策略選擇模塊就可以加載該算法并調用其功能，使得該框架可快速動態(tài)集成多種語義Web服務發(fā)現(xiàn)與組合算法。服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊通過分析服務請求的語義信息，動態(tài)選擇合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法，從而提高服務發(fā)現(xiàn)與組合的適應性并進一步提升服務質量。本發(fā)明解決了當前語義Web服務系統(tǒng)框架服務效率低下，服務查全查準率低，服務功能單一的問題，通過將相關功能組件模塊化，提高了服務框架的可擴展性與適應性。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構示意圖；圖2為系統(tǒng)總體結構示意圖；圖3為系統(tǒng)的總體流程示意圖；圖4為服務路由詳細結構示意圖；圖5為服務路由工作流程示意圖；圖6為服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊工作流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的部署示意圖如附圖1所示，其中服務路由位于整個系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)所有參與者的消息都要通過服務路由的分析并進行轉發(fā)。服務路由分別與注冊中心、服務請求模塊和服務提供模塊相連接，服務庫位于最上方，主要用于存儲相關的服務文件與注冊信息。一個注冊中心可以共享同一個服務庫也可以單獨享有一個專門的服務庫。注冊中心根據(jù)不同的服務類別進行分類，具體的分類工作交由服務路由進行處理。服務請求模塊是整個服務的發(fā)起者。服務提供模塊所提供的服務是本系統(tǒng)工作的前提與基礎。圖2是本發(fā)明系統(tǒng)總體結構圖，其定義了相關模塊的結構以及主要的業(yè)務處理流程。其中主要的功能模塊包括服務請求者，服務請求者的主要功能包括使用基于精確或模糊的語義描述服務請求，提交并發(fā)起服務請求，待注冊中心返回可用的服務序列后，服務請求者選擇合適的服務進行綁定并調用，完成服務請求與調用過程；服務提供商，服務提供商的主要功能包括創(chuàng)建領域本體，開發(fā)相關服務，然后將服務以及相關信息注冊到相關領域的注冊中心。同時響應服務請求者的服務綁定請求，協(xié)助服務請求者完成服務調用過程；服務路由，服務路由在本系統(tǒng)中的作用就是消息轉發(fā)，其幫助注冊中心分析來自用戶服務請求，根據(jù)其攜帶的語義信息，轉發(fā)至合適的接受者，其保有一張路由表，來記錄這種對應關系；
注冊中心及服務庫，注冊中心及服務庫是本框架的核心組件，其主要功能包括 (1)對服務提供商來說，其響應服務注冊請求，注冊相關服務，保存本體與服務文件到服務庫；(2)對服務請求者而言，其響應服務請求，分析服務請求內(nèi)容，加載相應的服務發(fā)現(xiàn)與組合模塊進行處理，并返回服務序列。圖3所示的是系統(tǒng)的總體流程示意圖，其中包括1.圖3右下角為服務提供商結構及流程示意圖，其主要的功能模塊包括服務本體創(chuàng)建，服務的開發(fā)，以及服務開發(fā)完成后的發(fā)布與注冊模塊。服務提供商的核心工作是完成服務的開發(fā)與發(fā)布，因此其結構可按照具體需求進行定義與擴展。領域本體創(chuàng)建模塊協(xié)助用戶創(chuàng)建相應的本體描述文件，為之后的服務描述與注冊中心完成相應功能做鋪墊?；诒倔w的服務實現(xiàn)模塊根據(jù)具體需求，依照相應的協(xié)議，開發(fā)出滿足需求的服務。服務交互模塊完成將服務發(fā)布到類似于TOMCAT的公網(wǎng)服務器中，可供服務請求
者調用。服務注冊模塊完成服務經(jīng)服務路由注冊到相應的注冊中心的功能。服務提供商的工作流程詳細步驟如下(1)領域本體庫創(chuàng)建服務提供商首先根據(jù)具體行業(yè)與領域標準，創(chuàng)建符合自己行業(yè)實際的本體概念，并建立本體庫；(2)本體庫的上傳服務提供商需要將本體庫文件上傳至注冊中心，同時，服務路由會保存該本體的副本。上傳本體前，服務提供商需在注冊中心注冊；(3)基于本體的服務開發(fā)服務提供商進行基于本體的服務開發(fā)，并完成相應的測試，基于本體的服務開發(fā)是指服務的相關信息完全依照本體進行描述；(4)服務的發(fā)布與注冊服務提供商發(fā)布服務是指將服務放入服務提供商的服務庫中，可以供其他人調用、執(zhí)行、完成功能并反饋執(zhí)行結果。隨后，服務提供商要向注冊中心注冊該服務。注冊過程包括服務描述文件以及信息的提交。2.圖3左下角為服務請求者的結構及流程示意圖，服務請求者完成其服務查詢與調用功能，主要的功能模塊包括服務請求的描述，服務請求提交以及服務返回解析以及服務調用。服務請求提交與描述模塊協(xié)助用戶完成包括IO信息在內(nèi)的服務描述與語義添加工作。已有服務查詢模塊與已有服務庫是為了加快服務查詢進度而提出的，用戶提交的服務請求首先查詢本地已有的服務，如果找到合適的服務就直接調用而無需提交到注冊中心。服務解析模塊的功能主要是解析注冊中心返回的服務序列，將可用服務存入已有服務庫中的同時發(fā)起服務調用。服務調用模塊的功能是解析服務描述信息，完成服務綁定以及完成服務調用過程。服務請求者的具體業(yè)務流程如下(1)服務請求者首先發(fā)起服務請求，服務請求模塊幫助用戶完成請求的語義添加或模糊描述；(2)服務請求模塊首先查詢已有服務數(shù)據(jù)庫中的服務文件，如果找到合適的服務， 經(jīng)過快速驗證后，可直接發(fā)起調用，否則，將服務請求信息提交并經(jīng)服務路由轉發(fā)至合適的注冊中心；(3)待注冊中心完成服務發(fā)現(xiàn)與組合過程后，返回服務列表，服務請求解析模塊首先對服務序列進行解析，然后待用戶選擇合適的服務后，發(fā)起服務調用；(4)服務調用模塊根據(jù)具體的服務描述信息，完成服務界面的生成，服務信息綁定，服務調用與返回等功能，最終完成整個服務流程。3.圖3中部顯示的是服務路由的結構，對于用戶發(fā)來的信息，服務路由首先對其進行分析，然后定位到合適的注冊中心并將消息轉發(fā)。同時，管理模塊將轉發(fā)對應關系寫入路由表中。服務路由保留一份本體文件的備份，其根據(jù)客戶發(fā)來的信息，依照本體并結合相應的分類算法，動態(tài)的將服務內(nèi)容發(fā)送給合適的處理者，這樣就實現(xiàn)了注冊中心的專有化， 從而提高了服務效率。4.圖3上部所示的是注冊中心及服務庫的結構及流程示意圖注冊中心主要完成兩個功能，一個是服務的注冊管理功能，另外一個是服務的查詢功能其中主要包括服務的發(fā)現(xiàn)與組合，相應的注冊中心有兩大模塊來完成這些功能。這兩大模塊是相輔相成的。首先，服務注冊功能主要包括的子模塊有服務注冊解析模塊，其主要完成解析服務提供商發(fā)來的服務描述信息的功能，將相關信息存入到服務庫，方便查詢以及后續(xù)的調用。服務轉化模塊完成將服務格式的標準轉化，將非OWLS描述的服務統(tǒng)一轉化為 OffLS描述，以便于管理。服務存儲與管理模塊主要完成對服務文件的存儲與管理，進行定時的更新與備份等工作。其次，服務的查詢功能主要包括的模塊有已有服務驗證模塊，其主要配合服務請求者的已有服務查詢模塊，幫助其驗證提交服務的有效性。服務語義解析模塊分析服務請求者提交的語義請求信息，解析出其中的包括IO 信息在內(nèi)的語義概念，供后面的發(fā)現(xiàn)與組合模塊調用。服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊，該模塊的主要功能是，獲得解析模塊的數(shù)據(jù)，分析后選擇并加載合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法。服務發(fā)現(xiàn)模塊有兩個業(yè)務流程，單個的服務發(fā)現(xiàn)過程與面向組合的服務發(fā)現(xiàn)過程。兩個流程是同時進行的。服務組合模塊，將找到的滿足要求的小粒度服務，組合成滿足功能需求或行為請求的復合服務。服務驗證模塊，首先驗證服務的功能依賴關系與鎖分析，驗證服務是否能夠在用戶提供的請求條件下正常執(zhí)行并生成用戶所需的結果，其次提供服務執(zhí)行流程與服務行為驗證方法，驗證所發(fā)現(xiàn)的服務或者通過組合算法組合的復合服務的行為是否滿足用戶請求，并根據(jù)基于QoS等因素的服務排序與篩選，去除不滿足要求的服務。注冊中心的主要業(yè)務流程包含服務注冊流程與服務查詢流程
服務注冊流程如下(1)注冊管理模塊收到服務提供商提交的服務注冊信息與服務本體文件，然后由解析模塊完成對其內(nèi)容的解析，抽取關鍵內(nèi)容，主要包括服務的功能以及IO信息，寫入服務庫便于服務的管理與查詢；(2)注冊管理模塊將服務的格式統(tǒng)一轉化為基于語義描述的OWLS文件格式；(3)將轉化后的服務文件存儲到服務庫中，服務文件包括本體文件與服務文件，要分別存儲在本體庫與服務庫中；(4)服務信息存儲完成后，返回存儲結果信息給服務提供商，并定時與服務提供商交互以方便管理與更新。服務查詢流程如下(1)注冊中心收到服務請求者的查詢請求，會首先根據(jù)提交的已有服務信息對服務進行驗證，如果已有服務滿足要求，則直接返回而無需開啟發(fā)現(xiàn)與組合過程；(2)當服務驗證失敗或沒有滿足條件的已有服務時，注冊中心解析服務描述文件中的服務IO等信息，然后將分析結果交由服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊處理；(3)發(fā)現(xiàn)與組合選擇模塊通過分析IO等信息，動態(tài)的選擇合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法，并將相關模塊加載進注冊中心中來；(4)服務發(fā)現(xiàn)模塊開始根據(jù)服務的IO等信息，進行服務發(fā)現(xiàn)，服務發(fā)現(xiàn)分兩個過程，單個服務發(fā)現(xiàn)過程嘗試在服務庫中發(fā)現(xiàn)滿足請求的單個服務，而面向組合的發(fā)現(xiàn)過程則通過分析輸入信息，在服務庫中查詢合適的小粒度的服務，并將這些服務放入候選服務庫中；(5)完成服務發(fā)現(xiàn)以后，服務組合模塊開始將發(fā)現(xiàn)的服務做組合，本發(fā)明提出了服務組合抽象接口用以將服務組合算法的接口與實現(xiàn)分離從而實現(xiàn)動態(tài)的服務組合；(6)待將單個發(fā)現(xiàn)的服務與組合后的服務匯總后，注冊中心還將對服務序列進行基于QoS等的選擇，篩選滿足相關條件的服務；(7)注冊中心將服務序列返回給服務請求者。附圖4所示的是服務路由詳細結構示意圖，其中服務路由分為兩大部分，分別是控制平面和數(shù)據(jù)通道?？刂破矫娴闹饕饔檬峭ㄟ^與路由表交互，記錄整個網(wǎng)絡，即注冊中心的分布狀況與連接方式。服務路由的數(shù)據(jù)通道接收帶有語義信息的消息，經(jīng)過語義解析模塊對其進行語義信息的抽取后，將相關語義信息交由控制平面做進一步處理，數(shù)據(jù)通道模塊還應提供語義數(shù)據(jù)封裝模塊，以對解析后的語義消息進行適當?shù)拿枋觯瑸楹罄m(xù)的操作以及轉發(fā)提供便利。服務路由的主要作用是對消息進行分類分發(fā)，這主要是通過路由學習與尋址模塊通過路由分類算并結合路由表保存的本體庫來實現(xiàn)。路由表作為整個服務路由運轉的關鍵所在，其包含的數(shù)據(jù)表項包括，注冊中心類型，注冊中心對應的本體樹根節(jié)點，注冊中心地址等。附圖5所示的是服務路由的工作流程示意圖，服務路由的主要功能是選擇與交換，這里的選擇是指通過服務分類算法，結合本體信息，由服務路由選擇合適的注冊中心進行消息轉發(fā)；而交換是指服務路由接收到語義信息，分析修改內(nèi)容并轉發(fā)至合適的接受者。這里主要涉及了服務路由的分類算法以及語義信息的解析與封裝協(xié)議，服務路由的選擇協(xié)議與交換協(xié)議是相互配合又相互獨立的概念，前者需要后者解析的服務語義信息進行服務定位并完成路由表，而后者需要前者生成的路由表來完成服務的轉發(fā)工作。選擇主要涉及注冊中心的確定，而交換的作用是記錄轉發(fā)路徑，為消息的傳遞提供通路，路由算法主要是針對選擇功能。服務路由的選擇工作過程主要如下(1)服務路由收到用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)包，對信息進行預處理，抽取出數(shù)據(jù)包中包含的語義尋址信息；(2)服務路由根據(jù)上述查詢的語義信息，查找路由表中是否包含合適的注冊中心。 如果路由表中有相關注冊中心信息并經(jīng)過驗證后該注冊中心在線的話，這發(fā)起轉發(fā)流程， 將數(shù)據(jù)封裝并轉發(fā)；(3)如果該注冊中心不在線或者路由表中不存在相關注冊中心信息，服務路由發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)算法，通過結合本體與路由分類算法，結合路由協(xié)議，找到合適的注冊中心，然后更新路由表并轉發(fā)。附圖6所示的是服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊工作流程示意圖，基于模塊開發(fā)的服務發(fā)現(xiàn)與組合以及策略選擇本發(fā)明的另外一個創(chuàng)新點，其主要的功能實現(xiàn)在注冊中心的服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊。其主要的特點是首先定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)以及函數(shù)接口及規(guī)范，用戶可以根據(jù)接口去實現(xiàn)特定的服務發(fā)現(xiàn)與組合算法，只有開發(fā)的組件是符合規(guī)范的， 策略選擇模塊就可以加載該模塊并調用相關接口實現(xiàn)對應功能。這樣就大大提高了注冊中心的適應性和擴展性，使其更適合用分布式環(huán)境下的普適應用。
權利要求
1.一種分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于包括服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心以及服務路由，所述注冊中心是由多個不同注冊中心根據(jù)服務領域通過分布式設計所構成的集群，其中每個注冊中心管理特定領域的服務及本體；所述服務請求模塊發(fā)起服務查詢與調用，其使用基于精確或模糊的語義描述和提交服務請求，待注冊中心返回可用的服務序列后，服務請求模塊選擇合適的服務進行綁定并調用，完成服務請求與調用；所述服務提供模塊實現(xiàn)服務注冊與服務發(fā)布，其創(chuàng)建特定領域的本體，開發(fā)相關服務，然后將服務以及相關信息注冊到對應領域的注冊中心，同時響應服務請求模塊的服務綁定請求，協(xié)助服務請求模塊完成服務調用過程；所述服務路由分別與服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心連接，其采用基于語義的消息分發(fā)機制，根據(jù)服務信息，將與該服務信息相關的請求信息傳遞給相應的注冊中心處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于注冊中心還連接有服務庫，所述服務庫用于存儲相關的服務文件與注冊信息，多個注冊中心共享同一個服務庫，或一個注冊中心單獨享有一個專門的服務庫，所述注冊中心根據(jù)不同的服務類別進行分類，所述分類由服務路由實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求2所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述注冊中心包括服務注冊功能模塊和服務查詢功能模塊；所述服務注冊功能模塊包括服務注冊解析模塊，其主要完成解析服務提供模塊發(fā)來的服務描述信息的功能，將相關信息存入到服務庫，方便查詢以及后續(xù)的調用；服務轉化模塊，其完成將服務格式的標準轉化，將非OWLS描述的服務統(tǒng)一轉化為OWLS 描述，以便于管理；服務存儲與管理模塊，主要完成對服務文件的存儲與管理，進行定時的更新與備份等工作；所述服務查詢功能模塊包括已有服務驗證模塊，其主要配合服務請求模塊的已有服務查詢，驗證服務請求模塊所提交服務的有效性；服務語義解析模塊，其分析服務請求模塊提交的語義請求信息，解析出其中的包括IO 信息在內(nèi)的語義概念，供服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊調用；服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊，該模塊獲得服務語義解析模塊的數(shù)據(jù)，分析該數(shù)據(jù)后選擇并加載合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法；服務驗證模塊，其首先驗證服務的功能依賴關系，驗證服務是否能夠在用戶提供的請求條件下正常執(zhí)行并生成用戶所需的結果，其次提供服務執(zhí)行流程與服務行為驗證方法， 驗證所發(fā)現(xiàn)的服務或者通過組合算法組合的復合服務的行為是否滿足用戶請求，并根據(jù)基于QoS的服務排序與篩選，去除不滿足要求的服務。
4.根據(jù)權利要求3所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊包括服務發(fā)現(xiàn)和服務組合，所述服務發(fā)現(xiàn)包括單個的服務發(fā)現(xiàn)過程與面向組合的服務發(fā)現(xiàn)過程，這兩個過程同時進行，所述服務組合將找到的滿足要求的小粒度服務，組合成滿足功能需求或行為請求的復合服務。
5.根據(jù)權利要求1所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述服務路由包括控制平面模塊、數(shù)據(jù)通道模塊、路由表和本體庫；所述控制平面模塊通過與路由表交互，記錄注冊中心的分布狀況與連接方式，并通過所設置的路由學習模塊與路由尋址模塊通過路由分類算法并結合路由表以及本體庫實現(xiàn)對消息進行分類分發(fā)；所述數(shù)據(jù)通道接收帶有語義信息的消息，經(jīng)過語義解析后對其進行語義信息的抽取， 將相關語義信息交由控制平面處理，數(shù)據(jù)通道還提供語義數(shù)據(jù)封裝，以對解析后的語義消息進行適當?shù)拿枋?，為后續(xù)的操作以及轉發(fā)提供便利；所述路由表的數(shù)據(jù)表項包括注冊中心類型、注冊中心對應的本體樹根節(jié)點和注冊中心地址。
6.根據(jù)權利要求1所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述語義 web服務系統(tǒng)的服務過程包括步驟1 服務提供模塊向注冊中心注冊，提交服務的相關信息與服務范圍，經(jīng)服務路由轉發(fā)至合適的注冊中心進行注冊；步驟2 服務提供模塊創(chuàng)建特定領域的服務本體，并定義與該領域的服務本體相關的概念與關系；步驟3 服務提供模塊向注冊中心提交服務本體文件，發(fā)起服務本體注冊請求； 步驟4 服務路由接受服務本體文件，分析服務提供模塊提供的相關本體信息，將該服務本體注冊到注冊中心相應的領域，同時服務路由保留相應的備份；步驟5 服務提供模塊編寫語義Web服務，經(jīng)過測試后，將語義Web服務部署并發(fā)起服務注冊請求；步驟6 服務路由收到注冊的服務文件，根據(jù)服務提供模塊提供的相關信息，將服務注冊請求轉發(fā)給注冊中心的相關特定領域，完成服務注冊過程；步驟7 服務請求模塊發(fā)起服務請求，對服務請求完成精確的語義描述，并發(fā)起服務查詢請求；步驟8 服務路由收到服務查詢請求，分析并記錄相關服務信息，將服務查詢請求轉發(fā)至相應的注冊中心；步驟9:注冊中心收到服務查詢請求，分析相關內(nèi)容，發(fā)起服務查詢過程，啟動相關服務發(fā)現(xiàn)與組合過程，并最終返回滿足用戶請求的服務序列；步驟10 經(jīng)過服務路由的轉發(fā)，服務請求模塊收到相關服務序列，經(jīng)過選擇后，發(fā)起服務調用，綁定相關服務，最終完成整個服務過程。
7.所述權利要求6所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述服務提供模塊的工作流程詳細步驟如下1)創(chuàng)建領域本體庫，根據(jù)具體行業(yè)與領域標準，創(chuàng)建符合自己行業(yè)實際的本體概念，并建立本體庫；2)上傳本體庫，將本體庫文件上傳至注冊中心，同時，服務路由會保存該本體的副本；3)基于本體的服務開發(fā)，所述基于本體的服務開發(fā)是指服務的相關信息完全依照本體進行描述；4)服務的發(fā)布與注冊，將服務放入服務提供模塊的服務庫中，以供其他人調用、執(zhí)行、 完成功能并反饋執(zhí)行結果，隨后，服務提供模塊向注冊中心注冊該服務，注冊過程包括服務描述文件以及信息的提交。
8.所述權利要求6所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述服務請求模塊的具體業(yè)務流程如下1)服務請求模塊首先發(fā)起服務請求，服務請求模塊幫助用戶完成請求的語義添加或模糊描述；2)服務請求模塊查詢已有服務數(shù)據(jù)庫中的服務文件，如果找到合適的服務，經(jīng)過快速驗證后，可直接發(fā)起調用，否則，將服務請求信息提交并經(jīng)服務路由轉發(fā)至合適的注冊中心；3)待注冊中心完成服務發(fā)現(xiàn)與組合過程后，返回服務列表，服務請求解析模塊首先對服務序列進行解析，然后待用戶選擇合適的服務后，發(fā)起服務調用；4)通過服務調用模塊根據(jù)具體的服務描述信息，完成服務界面的生成，服務信息綁定， 服務調用與返回等功能，最終完成整個服務流程。
9.所述權利要求6所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述注冊中心的業(yè)務流程包含服務注冊流程與服務查詢流程所述服務注冊流程具體如下1)接收服務提供模塊提交的服務注冊信息與服務本體文件，然后對其內(nèi)容進行解析， 抽取關鍵內(nèi)容，主要包括服務的功能以及IO信息，寫入服務庫便于服務的管理與查詢；2)將服務的格式統(tǒng)一轉化為基于語義描述的OWLS文件格式；3)將轉化后的服務文件存儲到服務庫中，服務文件包括本體文件與服務文件，分別存儲在本體庫與服務庫中；4)服務信息存儲完成后，返回存儲結果信息給服務提供模塊，并定時與服務提供模塊交互以方便管理與更新；所述服務查詢流程具體如下1)注冊中心收到服務請求模塊的查詢請求，首先根據(jù)提交的已有服務信息對服務進行驗證，如果已有服務滿足要求，則直接返回而無需開啟發(fā)現(xiàn)與組合過程；2)當服務驗證失敗或沒有滿足條件的已有服務時，注冊中心解析服務描述文件中的服務IO等信息，然后將分析結果交由服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊處理；3)服務發(fā)現(xiàn)與組合策略選擇模塊通過分析IO等信息，動態(tài)的選擇合適的發(fā)現(xiàn)與組合算法，并將相關模塊加載進注冊中心中來；4)根據(jù)服務的IO等信息，進行服務發(fā)現(xiàn)，服務發(fā)現(xiàn)分兩個過程，單個服務發(fā)現(xiàn)過程嘗試在服務庫中發(fā)現(xiàn)滿足請求的單個服務，而面向組合的發(fā)現(xiàn)過程則通過分析輸入信息，在服務庫中查詢合適的小粒度的服務，并將這些服務放入候選服務庫中；5)完成服務發(fā)現(xiàn)以后，將發(fā)現(xiàn)的服務進行組合，通過服務組合抽象接口將服務組合算法的接口與實現(xiàn)分離從而實現(xiàn)動態(tài)的服務組合；6)待將單個發(fā)現(xiàn)的服務與組合后的服務匯總后，注冊中心還將對服務序列進行基于 QoS等的選擇，篩選滿足相關條件的服務；7)注冊中心將服務序列返回給服務請求者。
10.所述權利要求6所述的分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，其特征在于所述服務路由的工作過程如下1)服務路由收到用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)包，對信息進行預處理，抽取出數(shù)據(jù)包中包含的語義尋址信息；2)服務路由根據(jù)上述查詢的語義信息，查找路由表中是否包含合適的注冊中心，如果路由表中有相關注冊中心信息并經(jīng)過驗證后該注冊中心在線的話，這發(fā)起轉發(fā)流程，將數(shù)據(jù)封裝并轉發(fā)；3)如果該注冊中心不在線或者路由表中不存在相關注冊中心信息，服務路由發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)算法，通過結合本體與路由分類算法，結合路由協(xié)議，找到合適的注冊中心，然后更新路由表并轉發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式環(huán)境下的語義web服務系統(tǒng)，包括服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心以及服務路由，所述注冊中心是由多個不同注冊中心根據(jù)服務領域通過分布式設計所構成的集群，其中每個注冊中心管理特定領域的服務及本體；所述服務路由分別與服務請求模塊、服務提供模塊、注冊中心連接，其采用基于語義的消息分發(fā)機制，根據(jù)服務信息，將與該服務信息相關的請求信息傳遞給相應的注冊中心處理。本發(fā)明解決了當前語義Web服務系統(tǒng)框架服務效率低下，服務查全查準率低，服務功能單一的問題，通過將相關功能組件模塊化，提高了服務框架的可擴展性與適應性。
文檔編號H04L29/08GK102394928SQ20111033885
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2011年10月31日
發(fā)明者劉發(fā)貴, 彭晨漪, 徐磊, 林躍東, 王維 申請人:華南理工大學