基于服务交互网络的Web服务组合#刘永奎，张霖**（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院复杂产品先进制造系统教育部工程研究510中心，北京100191）摘要：提出了一种演化的Web服务交互网络的构建方法。在该网络中，服务之间的交互关系可以分为合作、竞争和代替，并以此为依据构建了互补Web服务的交互网络和相似Web服务的交互网络。详细分析了网络的拓扑结构特征，包括度分布、聚类系数、网络直径等，以及功能相同的服务的微观组织形式。最后，基于广度优先搜索算法研究了基于服务交互网络的服务组合问题，并且探讨了进一步的研究方向。仿真实验结果证明了本文所提方法的有效性。关键词：服务组合；复杂网络；交互中图分类号：TP1515WebservicescompositionbasedonserviceinteractionnetworksLiuYongkui,ZhangLin(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsand2025Astronautics,Beijing100191)Abstract:AnevolutionaryWebservicesinteractionnetworkmodelisproposed.TheinteractionrelationshipsbetweenWebservicescanbeclassifiedintothreecategories:cooperation,competitionandsubstitutionaccordingtowhichthecomplementaryWebserviceinteractionnetwork(CWSIN)andsimilarWebserviceinteractionnetwork(SWSIN)areconstructed.Thetopologicalpropertiesofthenetworks,suchasdegreedistribution,clusteringcoefficient,networkdiameter,aswellastheorganizationofhomogeneousWebservicesareanalyzedindetail.Finally,theproblemofservicecompositionisstudiedbasedonthenetworksapplyingthebreadth-firstsearch,andthefuturepossibleresearchdirectionsarealsodiscussed.Thesimulationresultsindicatetheeffectivenessofmethod.Keywords:servicecomposition;complexnetworks;interaction300引言Web服务是一种基于Web的自治的软件组件，可以被发布、发现和调用从而构建松耦合、跨组织和互操作的应用。Web服务的基本架构包括WSDL、SOAP和UDDI,以及在语义描述方面的扩展，包括WSDL-S、SAWSDL、OWL-S和WSMO。由于单个服务的功能3540有限，通常需要组合多个服务来满足用户的请求，即服务组合。研究者提出了众多Web服务组合方法[1]。然而，由于Internet上Web服务的数量不断增长，Web服务组合仍旧是一种复杂的具有挑战性的任务。最近，由于复杂网络能够较好地刻画Web服务之间复杂的交互关系，基于复杂网络的方法吸引了该领域诸多研究者的广泛兴趣[2-11]。论文提出了一种演化的Web服务交互网络模型，该模型能够同步生成两种类型的服务交互网络，即互补Web服务的交互网络(ComplementaryWebServiceInteractionNetwork，CWSIN)和相似Web服务的交互网络(SimilarWebServiceInteractionNetwork,SWSIN)。Web基金项目：教育部博士点基金（20101102110009）；中国博士后基金（2012M520139,2013T60052）作者简介：刘永奎（1981-），男，讲师，博士后，主要研究方向：复杂网络，服务组合，多智能体系统通信联系人：张霖（1966-），男，教授，主要研究方向：云制造，云计算与智能物联系统，服务计算，复杂网络和多智能体，复杂系统模型管理.johnlin9999@163.com-1-服务交互网络是通过向网络中不断地增加Web服务而生成的。上述服务网络是根据服务的功能进行区分的。例如，CWSIN中的服务功能上是互补的，即可以被组合在一起构建45505560657075复合服务；SWSIN则包含了功能相似的服务，从而可以在服务失效的时候互相代替或者竞争参与同一个复合服务。也就是说，在CWSIN中，服务之间是可组合或者调用关系，而在SWSIN中，服务之间是竞争或者代替关系[7,10,11]。就我们所知，还没有类似的模型被提出。论文研究了服务交互网络的拓扑结构特性以及基于该网络的服务组合问题。研究结果表明，CWSIN具有服从幂率的出度和入度分布、很低的聚类系数以及较小的网络直径，这些都与实际的服务网络的数据是一致的。此外，在CWSIN的基础上应用广度优先搜索算法研究了服务组合问题，研究结果表明了该方法的有效性。1相关工作Web服务组合作为一种提供增值服务的方法得到了广泛深...