论文摘要
在设计之初,0SI/RM和Internet被定义为用于解决计算机系统问一致化访问的网络级互联平台。此后应用层被添加到该平台之上以提供对应用的若干通用支持,但应用系统仍被排除在OSI/RM范围之外。事实上,OSI/RM缺少开放的应用层服务及其接口的定义,这客观上使应用层与实际网络应用界限不清,不能实现网络支撑功能的有效封装及一致化交付,造成实际的网络应用与应用层往往紧紧耦合在一起,难以移植,这一情况在分布式环境下表现得尤为明显。为解决网络应用支撑平台与网络应用系统之间界线模糊的问题,本论文以OSI/RM为背景,给出了开放式网络应用服务模型（ONAS模型,Open Network Application Service Model）,探讨如何通过显式定义的网络应用服务接口NASI（Network Application Service Interface）提供公用支撑功能,以简化网络应用系统的开发。论文特别选取Web服务为特例,讨论了上述设计思路。近年来,Web已经从单纯的超文本／超媒体交换工具演变为业务应用支撑平台,而Web服务技术也应运而生以适应这一演进。事实上,诸多C/S或P2P模式的应用往往采用Web服务作为其访问入口。Web服务的流行得益于其良好的封装性、松散的耦合性及高度的集成性。这些优点使得Web服务可被广泛复用,以组装的方式快速构建网络应用。尽管如此,在Web服务生命周期的各个阶段（服务建模、发布、发现、合成、执行阶段等）,仍有若干亟待解决的问题妨碍了Web服务的进一步发展和更广泛的应用。本论文以ONAS模型为基础,着重探讨了Web服务资源的管理问题,为各个阶段存在的问题提供了相应的解决方案。论文在这方面的主要贡献如下：（1）提出了Web服务的统一建模、存储和查询平台ServUnity:ServUnity构成了异构Web服务（如W3C Web Service.RESTful Service、一般的Web API等）的桥梁,实现对其一致化的管理。具体而言,ServUnity包含以下几个方面的研究工作：·统一服务图模型USGM（Unified Service Graph Model）:USGM是对不同服务语言的高层抽象,利用W3C的资源描述框架RDF（Resource Description Framework）将异构Web服务建模为RDF服务图,以此为基础实施对Web服务的统一建模、存储和查询。·服务图转换方案和服务知识库：为基于标准的服务类型（如WSDL.Yahoo! Pipes等）提供了向服务图的自动转换算法；为非标准的服务类型（如RESTfulService）提供了半自动化协助的交互式转换方案。构建了基于服务图的服务知识库（Service Knowledge Base,SKB）,以实现基于服务图的语义挖掘,为合理地选择服务提供决策支持。●基于服务知识库的Web服务统一查询引擎：该引擎支持标准的RDF查询语言SPARQL及基于费用的服务链多路优选算法CSCO（Cost-based Service Chain Optimization）以适应不同的应用场景和用户需求。（2）设计了基于空间填充曲线和分布式哈希表的协作式Web服务合成方案CWSC（Collaborative Web Service Composition）：CWCS将服务合成请求与分布式解集数据库进行匹配以求解感知QoS的服务合成,相对于传统的基于数学规划的解法,避免了繁重的运算;相对于集中式的基于案例推理（Case Based Reasoning, CBR）解法,提高了系统伸缩性和可靠性。（3）针对组合Web服务的执行,设计了局部中心化的去中心式编制DOLCO（Decentralized Orchestration with Local Centralized Orchestration）:通过结合传统的中心式编制CO（Centralized Orchestration）和去中心式编制DO （Decentralized Orchestration）的优点,DOLCO采用了根据关联度划分的多调用代理结构。相对于CO,DOLCO提供了更高的系统并发度和可靠性。相对于DO,在服务请求高峰期,DOLCO通过动态配置调用代理,提供了备用调用代理,可降低调用代理失效率。此外,本论文另一方面的贡献在于,在前几章研讨ONAS模型的基础上,第7章提出了用于开放式应用互联的NTSP-DAS RM（网络传输支撑平台-分布式应用系统关系模型,Network Transport Support Platform-Distributed Application Service Relation Model）,探索性地从应用系统开放式互联的角度挑战了OSI/RM体系结构。通过将应用层纳入到应用系统,NTSP-DAS RM简化了网络平台和分布式应用系统的交互。分析表明NTSP-DAS RM使得网络平台和应用之间的信息、交互大为减少,并可更灵活地适配到异构网络环境,因此相对于ONAS模型更具优势。