语义Web服务匹配模型的研究与实现*

陈 林

(宿迁学院，江苏 宿迁 223800)

随着计算机应用的发展和发达，网络的研究重点逐渐转变成对应用层服务集成的研究．语义Web服务作为语义Web和Web服务的结合，它结合了两种概念的优点．基于OWL－S描述语言，对语义Web服务进行了新的划分，并根据划分的标准提出了多层匹配模型的服务匹配方法，然后逐步实现后续服务的组合、监控执行．

1 基于OWL－S的语义Web服务的服务轮廓和服务模型

1．1 于OWL－S的语义Web服务的服务轮廓

目前普遍所指的的OWL－S就是Web服务和语义Web的结合，主要是为了解决Web服务描述和发现以及业务组合的语义表示．在语义Web服务描述语言OWL－S中，语义Web服务可以分成三个部分：(1)ServiceProfile：描述服务的功能，即这个服务是做什么的，服务搜寻代理通过Serviceprofile发现能够匹配的服务，搜寻到可以满足服务请求者要求的Web服务．(2)ServiceModel：描述服务是怎么做的，即服务的具体实现细节．(3)ServiceGrounding：描述怎样访问服务．如果说之前的WSDL和UDDI实现了Web服务的自动化，那么OWL－S即实现了Web服务的全面智能化升级．目前研究的主要方向是OWL－S的功能部分，对服务提供者和服务请求者都适用．OWL－S具有很多的优势，但是由于现实生活中，不能达到到处都是语义的理想状态，限制了OWL－S功能的发挥．

1．2 基于OWL－S的语义Web服务的服务模型

服务模型是指对服务的内部过程进行的描述，描述服务过程中的具体操作、逻辑顺序和服务之间的相互协调等．过程模型主要包括两个方面的信息：外部观察得到的IOPE和内部控制结构．基于OWL－S的Web服务发现模型，是Web服务结合OWL－S，扩展UDDI标准，建立的OWL－S的功能服务与UDDI之间的映射关系，在 UDDI中存储OWL－S信息，通过功能匹配引擎实现Web服务的予以匹配．该模型采用转换器进行OWL－S与UDDI的映射，弥补了WSDL服务描述语言缺乏语义的不足，也弥补了UDDI不能识别Web服务语义以及UDDI关键词匹配的不足，是先进的模型匹配．

2 过程匹配的方法研究

2．1 基于OWL－S的语义Web服务发现的相关技术

基于OWL－S的语义Web服务发现所需用到的技术包括以下几个方面：(1)首先，第一步是要通过文档转换，把服务供应者的文档转换成为OWL－S描述文档，通过OWL－S编辑器进行描述文档的改善，再进行Web服务发现的OWL－S文档生成．(2)WSDL与OWL－S的转换，他们都是把抽象的描述和实际应用的具体数据和协议分开，并协调两者之间的关系．WSDL不支持Web服务的语义描述，OWL－S是对WSDL的升级，但是无法表达WSDL的绑定信息，OWL－S在应用时需要通过WSDL来描述具体的消息，所以要进行两者之间的映射转换．(3)OWL－S与UDDI之间的映射也是语义Web服务发现过程匹配的所需技术之一，UDDI相当于一个注册中心，为了实现OWL－S描述的规范，对其语义信息进行存储，必须运用OWL－S与UDDI的映射关系，完成他们之间的语义信息转化．只有完成语义描述的映射和转化，才能实现语义Web和Web

2．2 语义Web服务的三层匹配与计算方法

三层匹配，就是指前文所提到的OWL－S的三个层次即功能属性匹配、基本描述属性匹配和QoS属性匹配．只有建立三层相应的匹配器来逐次实现Web服务的三层匹配．(1)Web服务的功能属性匹配方法运用等级匹配算法，计算出发布服务者和请求服务者之间的输入输出匹配度，等级匹配算法的关键点在于利用匹配时的树形结构所表现出的对应关系进行进行不同分粒度的匹配度计算，使输入和输出属性对应概念之间能够达到相应的匹配度．这样的计算思想实现了Web服务功能属性的匹配．(2)Web服务的基本描述属性匹配的关键点在于基本描述属性中，不是每一个信息都是同等重要的，在Web服务匹配过程中，只对serviceName好和textdescription进行匹配，又来表示标识和功能概述．匹配方法主要是基于单词的语法和基于语义的语法两种，前者是按照单词的词频、词性进行计算，后者是按照据法和语义进行深层结构分析．(3)Web服务和QoS属性匹配报刊的内容是对于服务质量的广泛包含概念，这些评价的衡量都会一定程度上影响到服务发现的过程．QoS属性匹配的方法是进行量化，制定质量的标准化设定，通过量化设定使各项QoS属性形成一个统一衡量的标准．由于QoS属性的内容模糊动态难确定，QoS属性匹配可以划分为数值型和区间型两种．

3 语义Web服务匹配模型的设计与实现

3．1 语义Web服务的三层匹配模型的结构设计与实现

语义Web服务的模型结构在OWL－S的语义Web服务发现模型存在的问题中，针对OWL－S的三个层面分别进行模型匹配，实现了功能属性的匹配，基本描述属性的匹配和服务质量属性的匹配．语义Web服务的模型结构主要由通信模块、OWL－S/UDDI转换器、UDDI注册中心和匹配器、领域本体库几个部分组成．这几个部分在语义Web服务的模型匹配中的用途各不相同：通信模块是用来对服务提供者和服务请求者这两种信息进行判断的，一般是指服务发布描述和服务请求描述的判断;OWL－S/UDDI转换器主要作用是通过一一映射把语义扩展到UDDI中;UDDI注册中心的作用是用于存储Web服务的信息，也是通过建立的一一映射关系把服务的基本信息转化形成UUDI存储模式．匹配器是整个Web服务的核心环节，通过匹配器进行三层匹配，实现了OWL－S的三个层面的分别匹配到位;领域本体库用于生成服务的发布和请求的描述，而且同时辅助服务语义的匹配．这样的几大部分构成了语义Web服务模型的主体结构．按照匹配结构分工进行有步骤的按流程计算和匹配，最终实现语义Web服务的三层匹配模型．

3．2 语义Web服务三层匹配模型系统运行与测试

在语义Web服务匹配模型设计完成后，为了验证语义Web服务过程匹配模型的有效性，需根据OWL－S规范构建复合服务，对语义Web服务的解析和过程匹配进行测试．测试过程对软硬件环境都有基本标准要求，测试的流程是根据过程匹配的流程相应展开的．

4 结语

语义Web服务匹配模型的研究过程基于OWL－S的三层匹配模型划分，实现逐次逐层匹配技术和计算方法的研究，实现了语义Web服务三层匹配模型，这样对Web服务的操作只能改良和操作能力都有大大的提升．同时，语义Web服务三层匹配模型可以实现不同组织之间的业务集成，大大提高了Web服务的服务能力，使之功能性更加强大和完善．

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