可信可控的服务协同模型及关键技术研究

服务协同是一种在"理解"用户业务需求的基础上选择和协商服务、协调服务交互行为，以实现业务目标的协作模式。服务主体的自治性和运行环境的动态性加剧了服务协同过程的复杂性，使得协同行为演化难以预测与控制，降低了服务协同的有效性。现有研究成果虽然能够支持简单的服务应用，但难以保证复杂组合服务应用的服务质量。本项目从服务协同的基本原理出发，对服务协同的具体过程和环节进行分析和抽象，引入信誉概念，建立策略驱动和契约约束的服务协同实现框架。在此基础上，研究可信的服务选择与协商技术，设计高效的多目标选择优化算法和基于多Agent的并发协商算法；研究情境感知的服务协同过程控制机制，建立情境监控与评价模型，设计多层次多策略的服务执行恢复算法，实现服务行为的可信和协同过程的可控，进而解决系统服务质量的不确定性与用户服务质量需求的确定性之间的矛盾。项目理论成果将通过构建可信可控的网络教育原型系统进行验证和完善。

为解决现有机制难以保证复杂组合服务应用的服务质量的问题，构建可信可控的服务协同体系，本项目从服务协同的模型架构、信誉评价、可信选择与协商、协同过程控制等方面进行了研究。在模型架构方面，提出一种基于分层反馈的自主控制架构，此模型能够反映失效率和修复时间对服务平台性能和可用性的影响。提出一种基于排队Petri网的性能建模和分析方法,在定量评估服务系统时此方法性能优越。设计了一种基于分组计数的注入式匿名通信服务发现机制，可以发现匿名通信对象从而定位服务的提供者和访问者，有助于构建可信服务环境。在信誉评价方面，根据机会社会网络中服务表现出的社会特征，提出基于社会上下文的服务广告分发机制，解决移动网络环境中由于节点移动性、拓扑动态性引起的集中式服务注册库失效的问题。设计了一种新型的服务信誉计算模型，真实准确地反映服务QoS性能的变化。提出一种基于 Alloy的服务组合验证方法，采用有限状态机建模 WS-BPEL业务流程的状态变迁，使用Alloy Analyzer 分析组合服务是否满足验证属性要求。在可信选择与协商方面，将服务选择问题建模为多约束多目标优化问题，改进蚁群算法，提高了算法的效率。基于博弈论讨价还价折扣率模型提出一种双边服务协商机制，针对关联议题和独立议题分别进行协商建模，协商策略的改进和协商管理者的引入加速了独立议题的协商过程。为解决集中式服务发现结构存在的性能瓶颈问题，提出一种能自适应地调整领域划分、分配系统资源的分布式web 服务发现体系结构。在协同过程控制方面，从服务替换的角度考虑服务恢复，基于备份路径查找算法和局部诱导算法提出保证组合服务端到端的QoS约束的服务恢复算法。提出约束规则的概念，根据用户开销敏感权值计算可行补偿路径实例化开销，据此选择最优补偿路径实例化，以此进行业务事务恢复。为了对失效可恢复情况下的组合服务性能进行量化,给出一种考虑失效恢复的组合服务性能分析模型，以指导不确定网络环境下的信息服务系统失效恢复策略实施方案的设计。通过本项目的研究，实现服务行为的可信和协同过程的可控，进而解决系统服务质量的不确定性与用户服务质量需求的确定性之间的矛盾。并成功构建可信可控的网络教育原型系统进行验证，达到预期的研究目标。项目组在ICWS、SCC、ICPP和TON等国际会议和期刊上发表和录用论文33篇，申请国家技术发明专利7项,培养了10位研究生。