基于帶權(quán)二部圖的云計算資源服務(wù)組合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及云計算中Web服務(wù)組合領(lǐng)域，具體涉及一種基于帶權(quán)二部圖的云計算 資源服務(wù)組合方法。特別是適用于web服務(wù)組合及其推薦，保證推薦的響應(yīng)時間、準(zhǔn)確性、 可擴(kuò)展性和可兼容性。 技術(shù)背景
[0002] 云計算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的計算，它依賴于對網(wǎng)絡(luò)資源的利用和共享來進(jìn)行應(yīng)用程 序的運行，而不是利用本地服務(wù)器和設(shè)備來進(jìn)行相關(guān)處理。云計算資源有服務(wù)器、存儲設(shè)備 和應(yīng)用程序等，這些資源都是以服務(wù)的形式通過網(wǎng)絡(luò)通道供廣大用戶所共享使用。其中， Web服務(wù)是云計算中非常重要的服務(wù)類型，是一種松耦合的可發(fā)布可調(diào)用的實體，其可以視 為一個小型的軟件系統(tǒng)，支持網(wǎng)絡(luò)間各個客戶端的協(xié)同交互。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 發(fā)展，Web服務(wù)的內(nèi)容和數(shù)量極速上升。但是，這些海量Web服務(wù)的非功能特性和大量相類 似功能，使得有效地推薦云計算資源中Web服務(wù)成了開發(fā)設(shè)計者的一大難題。
[0003] 服務(wù)質(zhì)量（QoS)因子是云計算資源服務(wù)的非功能特性集合。與運行時間相關(guān)的服 務(wù)質(zhì)量，例如，承載力、響應(yīng)時間、延時、吞吐量、可用性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、可執(zhí)行力和精確 性等。與事務(wù)支持相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量，例如，事務(wù)完整性。與配置管理和成本相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量， 例如，控制管理、支持標(biāo)準(zhǔn)、改變周期和完整性等。與安全性相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量，例如，認(rèn)證、授 權(quán)、保密協(xié)議、說明、追溯性和可審核性、加密和不可否認(rèn)性等。
[0004] 本發(fā)明則將web服務(wù)的兼容性特性考慮到服務(wù)推薦工作中。提出了一個考慮web 服務(wù)可兼容性的基于二部圖的服務(wù)推薦方法。該方法基于web服務(wù)的歷史信息，為開發(fā)設(shè) 計者進(jìn)行動態(tài)的web服務(wù)推薦。本發(fā)明考慮了web服務(wù)的可兼容性特性。具體是從服務(wù)的 歷史信息中可以獲取web服務(wù)的歷史組合信息，歷史可用的web服務(wù)可以被成功地調(diào)用。 由于web服務(wù)可以進(jìn)行封裝，首先根據(jù)復(fù)雜服務(wù)和組成復(fù)雜服務(wù)的簡單服務(wù)之間的組合信 息構(gòu)建一個帶權(quán)重的二部圖。然后，構(gòu)建了一個數(shù)據(jù)集，包括了復(fù)雜服務(wù)工作流和web服務(wù) 的基本信息，以及二者之間的關(guān)聯(lián)信息，基于構(gòu)建的二部圖和數(shù)據(jù)集，預(yù)測出沒有使用過的 web服務(wù)的資源值。最后，根據(jù)未使用服務(wù)的資源值對服務(wù)進(jìn)行排序，為開發(fā)者推薦前k個 服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的未涉及服務(wù)兼容性的不足，提出一種考慮了 web服務(wù)的兼容性特性的服務(wù)組合推薦方法。
[0006] 與本發(fā)明基于帶權(quán)二部圖的服務(wù)推薦方法相關(guān)的定義如下：
[0007]定義1.二部圖，本發(fā)明對二部圖的定義公式為，86=_，153)，其中，1?、15表 示圖的兩種結(jié)點的集合，分別為兩種結(jié)點集合的元素；E表示其中邊的集合，ei;j為 邊集合的元素；
[0008]定義2.二部圖鄰接矩陣A用于表示二部圖中的信息，鄰接矩陣中的元素的定 義公式為，
[0010] 其中，au表示鄰接矩陣A中的元素，m、n則分別表示二部圖中兩類結(jié)點的數(shù)量； [0011] 定義3.邊的權(quán)重指的是邊兩端的結(jié)點之間的關(guān)聯(lián)的重要程度，權(quán)重的定義公式 為：wi;j=x. (x> = 0)，其中，權(quán)重值x的取值根據(jù)具體的情況，由研宄人員自行定義；
[0012] 定義4.結(jié)點初始化資源值指的是為用于推薦的結(jié)點所在的集合中的所有結(jié)點賦 初始值，賦值規(guī)則公式為：
[0014] 其中，wfpWSj分別表示結(jié)點集合WF和WS中的元素；rwsj是在為結(jié)點wf滿行結(jié)點 wSj推薦時的初始資源分配值；其中，1表示在當(dāng)前情況下兩個結(jié)點是相連的，0則表示兩個 結(jié)點互不關(guān)聯(lián)；
[0015] 本發(fā)明所述的基于帶權(quán)二部圖的云計算資源服務(wù)推薦方法是從web服務(wù)歷史信 息的角度出發(fā)，最后列出前k個滿足服務(wù)條件的web服務(wù)進(jìn)行組合推薦，包括以下步驟： [0016]步驟1，數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0017] 步驟1. 1，從web服務(wù)搜索引擎上爬取了符合實驗條件的工作流數(shù)據(jù)；
[0018] 步驟1.2,構(gòu)建一個帶權(quán)重的二部圖來表示工作流結(jié)點和簡單web服務(wù)結(jié)點以及 二者之間的組合關(guān)系信息；初始化二部圖的結(jié)點nodeArray□，鄰接矩陣a[][]，資源矩陣 resourceArray[][],權(quán)重矩陣weight□□和度矩陣degreeArray[];兩類結(jié)點集合為WF 集合和WS集合，分別包含工作流結(jié)點和web服務(wù)結(jié)點；所構(gòu)建二部圖中的一條邊表示來自 兩個集合結(jié)點之間的關(guān)聯(lián)。兩個結(jié)點集合WF= {wfi,wf2, . . .wfm}，WS={wspws2, . . .wsn}; 其中，wfm，wsn分別表示結(jié)點集合WF和WS中的第m個元素和第n個元素；
[0019] 步驟2,初始化所有web服務(wù)結(jié)點的資源值；為每一個web服務(wù)集合中的結(jié)點元素 分配一個初始值，此類結(jié)點是用于推薦的；根據(jù)定義4來計算web服務(wù)的初始資源值R= {r^i，是在為結(jié)點wfi進(jìn)行結(jié)點wsn推薦時的初始資源分配值；
[0020]步驟3,進(jìn)行第一次資源流動分配；將web簡單服務(wù)層的資源值投影到工作流層， 計算工作流結(jié)點層每一個結(jié)點的資源值；投影規(guī)則按照邊的權(quán)值設(shè)定；通過結(jié)點相連的邊 的權(quán)重在所有與結(jié)點相連邊的權(quán)重總和中所占的比例進(jìn)行資源流動分配；
[0022]
[0023] 步驟4,資源的第二次流動分配，從web服務(wù)結(jié)點層投影到工作流結(jié)點層；
[0025] 這樣，通過資源的兩次流動分配，所有的服務(wù)層結(jié)點的最終資源值就計算出來 了；
[0026] 步驟5,通過基于二部圖的服務(wù)推薦方法計算出所有結(jié)點的資源值后將用于推薦 的結(jié)點進(jìn)行排序。
[0027] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0028] 本發(fā)明構(gòu)建的數(shù)據(jù)集的意義在于可以在今后的關(guān)于服務(wù)組合和推薦的研宄中被 重用。本發(fā)明提出了一個基于帶權(quán)重二部圖的web服務(wù)推薦方法。該方法充分利用web服 務(wù)的歷史信息為開發(fā)者進(jìn)行服務(wù)推薦，具有比較高的效率。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明構(gòu)建的二部圖，
[0030] 圖2 (a)是初始化簡單web服務(wù)層的所有結(jié)點的資源，
[0031] 圖2 (b)是第一次資源流動分配的過程及結(jié)果，
[0032] 圖2 (c)是第二次資源流動分配的過程及結(jié)果。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034] 本發(fā)明所述的基于帶權(quán)二部圖的云計算資源服務(wù)組合方法，包括以下步驟：
[0035] 步驟1，數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0036] 步驟1. 1，從web服務(wù)搜索引擎上爬取了符合實驗條件的工作流數(shù)據(jù)；
[0037] 步驟1. 2,構(gòu)建一個帶權(quán)重的二部圖來表示工作流結(jié)點和簡單web服務(wù)結(jié)點以及 二者之間的組合關(guān)系信息；通過對歷史數(shù)據(jù)信息的分析，構(gòu)建的帶權(quán)二部圖如圖1所示；
[0038] 該二部圖的兩類結(jié)點為組合的web服務(wù)結(jié)點