基于分層著色Petri網(wǎng)的Web服務(wù)動(dòng)態(tài)組合建模與驗(yàn)證.pdf

1、隨著Web服務(wù)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)上發(fā)布的Web服務(wù)的數(shù)量將越來越多,當(dāng)單個(gè)服務(wù)無法滿足用戶的需求時(shí),需要將多個(gè)功能有限的服務(wù)進(jìn)行服務(wù)組合,產(chǎn)生增值服務(wù)。手工地去組合這些Web服務(wù),不便于對服務(wù)組合依據(jù)用戶需求變化,進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,所以迫切需要對這些服務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)組合。Web服務(wù)本體描述語言O(shè)WL-S所描述的Web服務(wù)流程,使得Web服務(wù)包含機(jī)器可讀的語義信息,可以實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、組合、執(zhí)行和監(jiān)控。但動(dòng)態(tài)服務(wù)組合卻是一個(gè)復(fù)雜而易錯(cuò)的過程

2、,現(xiàn)有的組合規(guī)范缺乏有效的驗(yàn)證機(jī)制,因此需要建立Web服務(wù)組合的形式化描述模型,利用對形式化模型的分析,驗(yàn)證方法來檢驗(yàn)Web服務(wù)動(dòng)態(tài)組合的正確性和有效性。
　　 目前已有一些形式化驗(yàn)證方法,主要有基于進(jìn)程代數(shù)、自動(dòng)機(jī)和Petri網(wǎng)。但是進(jìn)程代數(shù)和自動(dòng)機(jī)方法只是停留在語法層面,對語義信息描述不夠,且建模過程復(fù)雜,模型抽象,缺乏直觀的圖形表示。由于基本Petri網(wǎng)沒有顏色和分層的概念,不能精確表達(dá)Web服務(wù)不同類型的數(shù)據(jù),而且對于大

3、規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng),容易出現(xiàn)狀態(tài)空間爆炸問題。
　　 本文提出一種利用分層著色Petri網(wǎng)(HCPN)對以O(shè)WL-S描述的Web服務(wù)組合流程建模和驗(yàn)證的方法。首先研究基于OWL-S的語義Web服務(wù)動(dòng)態(tài)組合流程,得到Web服務(wù)組合過程模型;然后提出OWL-S描述的Web服務(wù)組合流程中的原子過程,復(fù)合過程以及各控制結(jié)構(gòu)向Petri網(wǎng)轉(zhuǎn)化的規(guī)則,得到Web服務(wù)動(dòng)態(tài)組合過程模型對應(yīng)的分層著色Petri網(wǎng)模型;最后利用CPN Tools工具對建

4、立的CPN模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真,并通過狀態(tài)空間機(jī)制驗(yàn)證模型的有界性、可達(dá)性、活性(探測有無死鎖)等各項(xiàng)性能。從而達(dá)到驗(yàn)證Web服務(wù)組合正確性和有效性的目的。
　　 分層著色Petri網(wǎng)(HCPN)建模,彌補(bǔ)了一般Petri網(wǎng)的不足,引入不同顏色的token以及token數(shù)的變化來表示OWL-S模型中的IOPE,可以更好的刻畫Web服務(wù)的控制流和數(shù)據(jù)流,引入分層概念,可以簡化模型,對于大型復(fù)雜系統(tǒng)可以分成一些子網(wǎng),每個(gè)階段獨(dú)立驗(yàn)證