【正文】 ? Assign3 – 從 GlobalWeather服務(wù)的輸出到 WeatherByIP的輸出 107 測(cè)試 輸入的 SOAP消息： 輸出的 SOAP消息： 108 概念和背景 面向服務(wù)的架構(gòu) SOA 語義互操作 服務(wù)案例 服務(wù)開發(fā)方法 云計(jì)算中的服務(wù) 高級(jí)專題 提 綱 109 ? 開發(fā)范式的變遷 – 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) – 面向?qū)ο蟮能浖_發(fā) – 基于組件的軟件開發(fā) – 面向服務(wù)的軟件開發(fā)（對(duì)象化 +開放式） ? 從單機(jī)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、異構(gòu)分布式系統(tǒng)，軟件的規(guī)模與復(fù)雜度逐漸提高，模塊耦合度逐步降低（ 對(duì)象化 +開放式 ）。 ? 治理和過程為 SOA工程提供指導(dǎo)和監(jiān)管，支撐整個(gè)生命周期的各個(gè)階段。 ? 業(yè)務(wù)模型的建立是此階段的主要工作。 114 部署 Deploy ? 在部署階段，主要是將服務(wù)以及集成的業(yè)務(wù)流程部署到運(yùn)行環(huán)境中，通過控制中心配臵和優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境，使其能夠滿足業(yè)務(wù)所需的不同服務(wù)水平要求。 115 管理 Manage ? 管理階段提供對(duì)底層服務(wù)資源的管理，并實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè) 主要的性能指標(biāo)以獲得預(yù)防、隔離、分析和修復(fù)問題的信息。 116 服務(wù)提供者的開發(fā)方法 ? 零起點(diǎn)方法。 ? 自頂向下方法。這類服務(wù)接口通常是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的一部分，可以被許多服務(wù)提供者實(shí)現(xiàn)。 117 服務(wù)提供者的開發(fā)方法 (續(xù) ) ? 自底向上方法。服務(wù)接口是從應(yīng)用程序的應(yīng)用程序編程接口（ application programming interface， API）派生出來的。 當(dāng)服務(wù)接口已經(jīng)存在，并且用作 Web 服務(wù)的應(yīng)用程序也已經(jīng)存在時(shí)，將使用中間相遇這種 Web 服務(wù)開發(fā)方法。 118 服務(wù)請(qǐng)求者的開發(fā)方法 ? 靜態(tài)綁定。 ? 構(gòu)建時(shí)動(dòng)態(tài)綁定。這類服務(wù)定義在服務(wù)接口定義中。 這類綁定的不同之處在于服務(wù)接口是在運(yùn)行時(shí)被發(fā)現(xiàn)的。這類綁定通常與用戶界面一起使用，因?yàn)闄C(jī)器對(duì)機(jī)器的交互不可能是真正動(dòng)態(tài)的。 120 概念和背景 面向服務(wù)的架構(gòu) SOA 語義互操作 服務(wù)案例 服務(wù)開發(fā)方法 云計(jì)算中的服務(wù) 高級(jí)專題 提 綱 121 云計(jì)算 ? 云計(jì)算（ Cloud Computing），是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。 122 云計(jì)算中的服務(wù)特征 ? 隨需自助服務(wù)。 ? 多人共享資源池。 ? 可被監(jiān)控與量測(cè)的服務(wù)。 ? 減少用戶終端的處理負(fù)擔(dān)。 123 互聯(lián)網(wǎng) ? 一個(gè)以價(jià)值為導(dǎo)向的交互世界 未經(jīng)整合、 低價(jià)值的資源 124 經(jīng)過整合、高價(jià)值的服務(wù) 資源和服務(wù)集市 云計(jì)算中的服務(wù) 云計(jì)算服務(wù)的概觀 125 云計(jì)算服務(wù)模式 ? 軟件即服務(wù)（ SaaS） ? 平臺(tái)即服務(wù)（ PaaS） ? 基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（ IaaS） 126 軟件即服務(wù)（ SaaS） ? 消費(fèi)者使用應(yīng)用程序，但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。例如 : Microsoft CRM與 。消費(fèi)者掌控運(yùn)作應(yīng)用程序的環(huán)境（也擁有主機(jī)部分掌控權(quán)），但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。例如 : Google App Engine。消費(fèi)者能掌控操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)空間、已部署的應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)組件（如防火墻、負(fù)載平衡器等），但并不掌控云基礎(chǔ)架構(gòu)。 129 云計(jì)算服務(wù)的部署模型 ? 公用云（ Public Cloud） 簡(jiǎn)而言之，公用云服務(wù)可通過網(wǎng)絡(luò)及第三方服務(wù)供應(yīng)者，開放給客戶使用，“公用”一詞并不一定代表“免費(fèi)”，但也可能代表免費(fèi)或相當(dāng)廉價(jià)，公用云并不表示用戶數(shù)據(jù)可供任何人查看， 公用云供應(yīng)者通常會(huì)對(duì)用戶實(shí)施使用訪問控制機(jī)制，公用云作為解決方案，既有彈性，又具備成本效益。 130 云計(jì)算 服務(wù) 的部署模型 （續(xù)） ? 社區(qū)云（ Community Cloud） 社區(qū)云由眾多利益相仿的組織掌控及使用，例如特定安全要求、共同宗旨等。 ? 混合云（ Hybrid Cloud） 混合云結(jié)合公用云及私有云，這個(gè)模式中，用戶通常將非企業(yè)關(guān)鍵信息外包，并在公用云上處理，但同時(shí)掌控企業(yè)關(guān)鍵服務(wù)及數(shù)據(jù)。面向服務(wù)的計(jì)算改變了傳統(tǒng)的軟件開發(fā)、交互、使用的方式，形成了軟件工程和分布式計(jì)算的新型范式。 ② 由于網(wǎng)絡(luò)開放性、動(dòng)態(tài)性， Web服務(wù)的 Qos信息是動(dòng)態(tài)變化的（需要考慮動(dòng)態(tài)性） 136 基于 QoS建模的服務(wù)推薦 QoS動(dòng)態(tài)性建模的服務(wù)推薦 基于協(xié)同過濾的服務(wù)推薦 基于情景感知 QoS預(yù)測(cè)的個(gè)性化服務(wù)推薦 服務(wù)推薦技術(shù)特征的發(fā)展 137 QoS動(dòng)態(tài)性建模的服務(wù)推薦 QoS數(shù)據(jù)的收集與更新（非歷史和上下文的） ? 研究示范 （ 1） Research on tool for service quality measurement of Web Services. 主要工作：提出了一種基于 API Hook收集 QoS數(shù)據(jù)的方法 （ 2） RandomQoSAware Reliable Web Service Composition. 主要工作：將 QoS的評(píng)價(jià)因子映射為一組隨機(jī)變量，用數(shù)學(xué)期望、方差來衡量評(píng)價(jià)因子的值，不僅僅計(jì)算歷史記錄值的平均值。 ?局限性： 雖然反映了 Web服務(wù)的動(dòng)態(tài)特征，但沒考慮不同用戶之間使用經(jīng)驗(yàn)的不同（即用戶使用服務(wù)中關(guān)注的上下文）。 （ 2） Web service QoS prediction approach 主要工作：通過用戶間 Qos數(shù)據(jù)的使用經(jīng)驗(yàn)的相似性計(jì)算，篩選出歷史Qos數(shù)據(jù)與服務(wù)請(qǐng)求者歷史 Qos數(shù)據(jù)最相近的用戶及其歷史 Qos記錄。 140 基于 QoS建模的服務(wù)推薦 QoS動(dòng)態(tài)性建模的服務(wù)推薦 基于協(xié)同過濾的服務(wù)推薦 基于情景感知 QoS預(yù)測(cè)的個(gè)性化服務(wù)推薦 服務(wù)推薦技術(shù)特征的發(fā)展 141 基于情景感知 QoS預(yù)測(cè)的個(gè)性化服務(wù)推薦 ?創(chuàng)新之處 在進(jìn)行 Web服務(wù)推薦時(shí)，考慮到用戶調(diào)用服務(wù)時(shí)的情景，如操作系統(tǒng)、內(nèi)存、 CPU、網(wǎng)絡(luò)的帶寬、安全性等等。 (考慮歷史和類似的上下文 ) 142 ① 服務(wù)產(chǎn)生 當(dāng)用戶提出服務(wù)調(diào)用請(qǐng)求時(shí)，一組滿足 用戶功能需求 的 服務(wù)及其調(diào)用的歷史記錄 就會(huì)生成。 高斯方法 （ Gaussian approach） : 屬性的標(biāo)準(zhǔn)化處理。 143 ② 服務(wù)生成以后，按照情境 Context進(jìn)行聚類 根據(jù)服務(wù)的調(diào)用記錄，對(duì)調(diào)用記錄中屬性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理（高斯方法）；然后按照情景的相似性（歐幾里得距離）進(jìn)行聚類（ kmeans算法） 歐幾里得距離 （ Euclidean distance） :計(jì)算情景屬性的相似性。 , 分別表示 p,q兩條歷史記錄中的第 i個(gè)屬性標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值。按照QoS的值對(duì)服務(wù)進(jìn)行排序，將具有最大 QoS值的服務(wù)推薦給用戶 。 OS=1,表示用戶對(duì)服務(wù)綜合性能滿意。從應(yīng)用集成的角度出發(fā)， Web 服務(wù)組合是將來自于不同企業(yè)的異質(zhì)異構(gòu)信息系統(tǒng)和軟件進(jìn)行無縫集成，消除信息孤島，從而形成互通互聯(lián)的軟件聯(lián)合體的過程。 從任務(wù)規(guī)劃的角度出發(fā) ，認(rèn)為服務(wù)組合是將大型任務(wù)分解成若干子任務(wù)后，分別為每一個(gè)子任務(wù)尋找完成該子任務(wù)的服務(wù)的過程。 150 靜態(tài)的服務(wù)組合 動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合 基于 QoS動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合 基于 QoS動(dòng)態(tài)優(yōu)化的服務(wù)組合 服務(wù)組合技術(shù)發(fā)展特征 151 靜態(tài)的服務(wù)組合 ? 特點(diǎn)： 靜態(tài)服務(wù)是在設(shè)計(jì)階段就被定義的，服務(wù)請(qǐng)求者可以像調(diào)用基本服務(wù)那樣調(diào)用組合服務(wù)。 ? 缺陷： ① 一旦服務(wù)組合中的某一個(gè)服務(wù)失效，則必須在人為干預(yù)下進(jìn)行修復(fù)，否則會(huì)導(dǎo)致服務(wù)組合整體失效。 152 靜態(tài)的服務(wù)組合 動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合 基于 QoS動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合 基于 QoS動(dòng)態(tài)優(yōu)化的服務(wù)組合 服務(wù)組合技術(shù)發(fā)展特征 153 動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合 ? 動(dòng)態(tài)服務(wù)組合 動(dòng)態(tài)服務(wù)在運(yùn)行時(shí)刻選擇和調(diào)用所需要的服務(wù)并將之組合為一個(gè)組合服務(wù)的過程，作為實(shí)現(xiàn)靈活、快速信息集成的重要方法 ? 動(dòng)態(tài)修復(fù)的服務(wù)組合特點(diǎn)： 在運(yùn)行過程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)失效的 Web服務(wù)，并且以相同功能的服務(wù)替換之，以保證服務(wù)組合整體的正常工作。 ② 用于替換的 Web服務(wù)需要人工確認(rèn)。系統(tǒng)會(huì)以功能相同且服務(wù)質(zhì)量更高的 Web服務(wù)替換之，以保證服務(wù)組合整體更好的工作。 ② 相關(guān)算法沒有從服務(wù)組合的整體結(jié)構(gòu)上和服務(wù)的種類上進(jìn)行區(qū)分，導(dǎo)致某些服務(wù)的替換不合理。 這些問題的存在會(huì)導(dǎo)致 Web服務(wù)組合的性能下降、穩(wěn)定性變差，甚至由于個(gè)別服務(wù)的消亡而導(dǎo)致服務(wù)組合的失效。 ② 引入連續(xù)查詢機(jī)制，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)新增服務(wù)、失效服務(wù)，以及 QoS的變化和服務(wù)接口的變化。 162 基于 QoS動(dòng)態(tài)優(yōu)化的服務(wù)組合 ? 執(zhí)行流程： ① 為服務(wù)組合建立依賴圖 。 163 基于 QoS動(dòng)態(tài)優(yōu)化的服務(wù)組合 ? 執(zhí)行流程： ① 為服務(wù)組合建立依賴圖； ② 篩選符合功能要求和性能要求的 Web服務(wù)并記錄； ③ 在事件發(fā)生時(shí)更新依賴圖并記錄節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)變化； ④ 按照新的依賴圖實(shí)施服務(wù)組合的修復(fù)和優(yōu)化； 164 高級(jí)專題（探索性的幾個(gè)議題） 服務(wù)推薦 服務(wù)組合 服務(wù)演化 服務(wù)統(tǒng)計(jì) 165 服務(wù)演化背景 Web服務(wù)文檔（ WSDL）被認(rèn)為是服務(wù)提供者和用戶之間的契約和接口，該文檔隨著 Web服務(wù)的更新而不斷變化。 Web服務(wù)不斷更新以修復(fù)原有 Bug或提升性能。 ?局限性： 早期對(duì) Web服務(wù)的研究雖然涉及到服務(wù)演化，但是只是將其作為一個(gè)輔助的工具，并沒有針對(duì)單獨(dú)的 Web服務(wù)提出研究服務(wù)演化的模型和方法。 ?局限性： 僅從 XML的結(jié)構(gòu)上關(guān)注文檔演化，忽略了 WSDL文檔本身所具備的語法規(guī)則。 170 通過服務(wù)演化來輔助研究服務(wù)分類等問題 追蹤 WSDL文檔節(jié)點(diǎn) (元素 )的演化 基于語法規(guī)則追蹤服務(wù)的演化 服務(wù)演化的發(fā)展 171 基于語法規(guī)則追蹤服務(wù)演化 ?創(chuàng)新之處 在進(jìn)行 Web服務(wù)演化的追蹤過程中， 將 WSDL文檔自身的語法規(guī)則考慮進(jìn)去 ，而不是僅僅對(duì)比文檔結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)信息的變化。 除了考慮 WSDL文檔的變化， 還加入了對(duì) XSD文檔的追蹤 開發(fā)出了工具（例如 WSDLDiff插件） 用于完成相關(guān)工作。這 4個(gè)服務(wù)分別是： Amazon EC2 分析了 22個(gè)版本 FedEx Rate Service 分析了 10個(gè)版本 FedEx Ship Service 分析了 7個(gè)版本 FedEx Package Movement Information Service 跟蹤了 3個(gè)版本 175 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 反映出 4個(gè)服務(wù)在不同版本中Operations、 Parts、 XSDElements、XSDTypes的數(shù)量變化情況 176 問題：在 WSDL接口中發(fā)生增加、更改、移除的元素占多少百分比？ ? 發(fā)生變化的 WSDL文檔 ? 發(fā)生變化的 XSD文檔 177 178 問題：在 WSDL接口中發(fā)生增加、更改、移除的元素占多少百分比？ ? 演化中各類變化所占的百分比 ? 從結(jié)果可以看出不同服務(wù)的演化方式區(qū)別很大。 ? 借助對(duì)服務(wù)演化的數(shù)據(jù)分析，我們可以評(píng)估一個(gè)服務(wù)所處的狀態(tài)，并且預(yù)測(cè)它未來的走向。系統(tǒng)的進(jìn)化是由新發(fā)布的服務(wù)，新舊服務(wù)組合驅(qū)動(dòng)的。 182 組合 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì) 組合 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱 CS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其進(jìn)行服務(wù)統(tǒng)計(jì)主要從以下兩個(gè)方面展開。通過計(jì)算可以知道，只有很少一部分服務(wù)在服務(wù)組合中被使用（約 %），大部分服務(wù)被只被一部分服務(wù)。 從上述分析可以看出此示例中的服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)重復(fù)使用率較低 187 計(jì)算累積分布 188 計(jì)算累積分布 下圖利用對(duì)數(shù)值為單位繪出了服務(wù)組合情況的累積分布圖。 根據(jù)冪率分布的只是可以知道，在服務(wù)選擇中，其具有偏好依附的特點(diǎn)；換句話說，就是用戶傾向于從一些服務(wù)組合中選擇比較流行的服務(wù)來進(jìn)行組合。與此同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，大部分組合只調(diào)用了很小一部分的服務(wù)，也就是說組合的復(fù)雜度比較低。 通過服務(wù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)中服務(wù)數(shù)量的增加可以促進(jìn)新的服務(wù)組合的產(chǎn)生。其暗示服務(wù)提供者需要改進(jìn)自身服務(wù)，提高其所發(fā)布的服務(wù)的使用率。 , February 14, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭