1 语义Web服务的描述语言OWL-S

Web服务的发现,自动组合和互操作,都需要对服务进行一定的语义描述,基于WSDL的Web服务描述语言主要集中于数据交换和服务发布的语法标准,计算机缺乏对服务描述的语义理解,目前,研究者们提出了专门描述服务语义的OWL-S语言[1]。

OWL-S包含一整套本体提供了Web服务的词汇表以描述服务的语义,他能够根据服务的输入（Inputs）、输出（Outputs）、前提（Preconditions）以及结果（Effects）进行推理,OWL-S使得Web服务具备机器可理解性和易用性,从而支持智能主体自动的、动态的Web服务发现、执行、组合和互操作。 OWL-S包含以下3种任务：

自动Web服务发现 对于特定Web服务能够自动定位,这种服务匹配是基于语义的,而不是基于关键字的匹配。

自动Web服务调用 通过计算机程序或智能主体自动执行某一特定的Web服务,在这一点上,传统的Web服务技术已经能够做到这一点。

自动服务组合和互操作 这个任务是让计算机可以自动地选择、组合Web服务,从而执行一些复杂的任务。

为了达到上述目标,OWL-S规范了一组用来描述服务的知识本体,使用语义标记使得Web服务能够被人和机器理解,OWL-S的知识本体由3部分组成[1]：ServiceProfile,ServiceModel,ServiceGrounding。他们分别描述服务能做什么？服务如何工作以及服务如何被访问？三者之间的关系如图1所示。

虽然OWL-S能够对Web服务的语义描述提供很好的支持,然而,OWL-S在服务质量（QoS）方面描述的也不尽人意。规范中并没有提供度量QoS的类和属性的详细定义,使得用户在查找服务时,不能够很好地根据服务质量的要求来提高查询的准确率。为此,本文构建一个Web服务质量本体,通过OWL-S Profile中的ServiceParameter这一扩展机制,在Web服务描述中引入该服务质量本体,从而使得Web服务的发现匹配能够根据服务的QoS信息进行筛选。

2.1 本体的基本概念

一般情况下,Ontology是用于描述特定领域的概念模型。Ontology为语义Web提供了相关领域的共同理解,确定了该领域内共同认可的概念的明确定义以及概念之间的相互关系,这使得人们之间以及机器之间能够准确地基于语义而不是仅仅是语法里进行交互,然而就服务质量本体而言,目前来没有一个统一的服务质量本体规范,随着Web服务的流行,Web服务的数量也在急剧增加,属于不同服务提供着的功能相似的Web服务,其性能可能差别很大,如何在众多功能相似的Web服务中发现最佳服务,成为当今Web服务的热点研究之一,由于 QoS具有不可公度性和矛盾性等特点,因此作者认为有必要对服务质量进行建模,以解决服务提供者和服务消费者之间就服务质量相互理解的问题。

2.2 Web服务质量的度量参数

由于目前还没有关于Web服务质量的标准,本文在参考了文献[2-4]提出的服务质量数的基础上,根据Web服务质量的历史统计信息和最近时间段的信息,定性的讨论了Web服务质量的计算方法并提出了一个有效的Web服务质量模型。该模型由以下5个服务质量参数构成：

稳定性（Stability）,用于描述同一Web服务不同的调用时刻所需的响应时间的差异。

响应时间（Response Time）,指服务从请求者发出执行请求开始到收到应答消息所经过的时间。

可靠性（Reliability）,表示能够维护服务和服务质量的程度。

服务成本（service Cost）,描述服务消费者需要为使用服务而付出的费用。

信誉度（Grade）,用于描述服务使用者对他们所调用的Web服务的评价。

2.3 Web服务质量描述模式

为了实现不同服务之间的服务质量的一致描述,同样需要标准的规范来描述服务质量,以使得服务之间的服务质量比较能在共享的语义基础上进行,为此,本文提出了服务质量描述模式（QoS Description Schema）,如图2所示。

（1）QoS Profile Layer

服务质量描述模式的顶层是一个QoS Profile类,QoSprofile类有3个属性名称（name）、文本描述（textDescription）和具有质量参数（hasParameter）,其中属性hasPatameter的取值范围为类QoSParameter。每个服务的质量总体上用一个QoSProfile来描述。

（2）QoS Parameter Definition Layer

该层主要定义用来描述服务质量的各个参数,QoSParameter而类是所有质量参数的公共超类,QoSParamerter类有3个属性：参数名称（ParamName）、参数描述（paramDescription）和具有度量（hasMetric）其中hasMetric的取值范围为类QoSMetric。QoSParameter是所有质量参数的公共超类,通过子类继承关系定义各服务质量参数。

（3）QoS Metric Layer

该层的作用主要是为服务质量参数定义合适的质量度量,为服务质量定义精确语义信息,QoSMetric类是所有质量参数度量的公共超类,包括单位（unit）、度量名称（metricName）度量约束（metricConstraint）3个属性、通过子类继承关系定义各服务质量参数的度量。

3 结语

本文总结了OWL-S对Web服务的语义描述方法,重点介绍了OWL-S中定义的Profile语义信息,这些信息是本文基于语义匹配的依据,通过OWL-S Profile中的serviceParameter这一扩展机制,在Web服务描述中引入服务质量本体,并提出服务质量本体的描述模式,为语义匹配过程的服务质量筛选机制提供了依据。