Web服务与语义Web服务.docx
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1、Web服务与语义Web服务吕勇全(华南师范大学计算机学院广州510631) 摘要:现有的基于XML的Web服务规范或标准没有提供足够的手段来描述Web服务,以支持 发现、组合以及执行Web服务的一般机制。因此,分布的、异构的和动态变化的Web服务的交 互会产生很多问题。为了更有效地适应Web服务的分布的、异构的、不断变化的特点,Web 服务发展到语义Web服务将是一条必然的出路。本文介绍7Web服务与语义Web服务的联系及 区别,并提出了实现语义Web服务的O WL-S本体Web服务描述语言及一种实现基于本体的Web 服务发现框架。关键词:Web服务;语义Web服务;本体Web Service
2、s and Semantic Web ServicesYong-quan Lu(School of Computer, South China Normal University, GuangZhou 510631 China) Abstract :The present XML-based specifications and standards of Web services can not be sufficient to annotate Web services , so as to support generic mechanisms for discovering , compo
3、sing and executing Web services. Thus , the interaction of distributed , heterogenous and ever changing Web services can result in several problems. In order to adapt to distributed , heterogenous and ever changing characteristics of Web services in a more effective way , there is only one way for W
4、eb services to develop into Semantic web services. This paper discribe the contacts and distinctions of Web services and Semantic web services, give a language named OWL-S to annotate Web services, and give a framework based on Ontology to realize Web services and discovery.Key words: Web services,
5、Semantic web services, Ontology0 .引言Web Service是一种全新的技术,被誉为是Internet的第三次革命。Web Service是一种 新的应用程序分支,是自包含、自描述、模块化的应用程序,是在I nternet上进行分布式计 算的基本构造模块。它采用开放的标准以Web的方式向用户和应用程序提供服务,真正做 到了平台和语言独立,只要遵守Web Service标准,我们就可以用任何自己喜欢的语言,在 任何平台上编写Web Service。Web Service向外界暴露一个可以调用的接口,只要Web Service 提供商在网上发布他们的Web Ser
6、vice,用户就可以查找和调用Web Service。在这种环境下, Web Service成为应用程序集成的平台,应用程序可以是通过使用多个不同来源的 Web Service模块构造而成,这些模块相互协同工作,不必关心它们位于何处、采用何种编程工 具以及如何实现。WebServiCe技术将改变未来的软件开发模式,给软件生产方式带来一场 革命,极大地提高软件开发的效率,软件开发将会由组件开发向服务开发转变,专业化的服 务提供商和服务组装商将会应运而生。Web Service服务的价值在于利用Internet实现软件的 实时组装,你可以根据自己的需求通过Internet上的服务组装自己的应用程序
7、,就像组装电 脑硬件一样,而且,只要web Service的调用接口不变,即使实现发生改变,用户应用程序 的源代码也不需要修改和重新编译。当前对描述Web Service的WSDL仅仅描述了它的语法,即服务能做什么和如何绑定、 调用格式,在注册中心的查找是基于关键词的查找,而Web Service目前处于起步阶段,随 着Web Service的广泛应用,网上发布的Web Service将会越来越多,这种查找方式的不足 就暴露出来了。比如一个买Pet的服务,现在有一个卖Dog的请求,如果只能进行关键词的 查找,显然这个服务和请求无法匹配,而且基于关键词的查找很难真正达到用户的要求,比 如用户对服
8、务质量、隐私、安全等方面的要求。问题的根本在于当前的Web服务缺乏清楚 的语义,本文的出发点就是为Web Service标注清楚的语义,将Web服务与语义Web结合 起来提供智能服务。下一代Web是语义Web,其目标是为了让计算机能够明确地解释执行任务,而这正好 能够解决Web服务自动实现的问题。实现语义Web的一个关键因素是开发一种丰富的、能 够很好地编码和描述Web内容的语言,这样的语言必须能够定义良好的语义,对描述复杂 的交互和Web对象之间的制约关系有充分的表达能力,同时在可接受的时间和资源限制下, 能够很好地自动操作和推理。目前己有的描述Web服务的语言均基于XML,包括RDF(Re
9、S。 urCeDeSCriptio nFramework)、RDFSChema、DAML+OIL,以及最近发布的 Web Ontology Language(OWL)。DAML+OIL和OWL是建立在人工智能知识表示基础之上的语言,它们 提供了一种自然的方式来描述在Web词典间的类与之类的关系,以及类与类(或之类与之类 之间)之间关系上的限制。语义Web服务的目标就是以一种明确的、计算机能够理解的语言来描述Web服务的功 能和内容,同时增强己经存在的Web服务操作的性能和鲁棒性,比如Web服务的发现和调 用。语义Web服务也将使大量的自动化任务成为可能,包括自动查找、调用、合成、运行 监控和恢
10、复。1. Web服务随着Internet和Web技术的迅速发展,传统的分布式计算技术如DCOM、CORBA / IIOP 已不能很好地适用于web环境,复杂的应用连接和程序代码造成了应用非常高的维护和更 新代价。如何建立一个适合Web环境的分布计算模型己成为当前乃至以后的一个研究热点。 W3C倡导的Web服务即是这样一个新型的分布式计算模型,它就是为Web这样高度分散化, 高度自治的分布环境量身定做的一个模型。Web服务是描述一些操作的接口,通过标准化 的XML消息传递机制,可以通过网络访问这些操作。该接口隐藏了服务实现的细节,允许 通过独立于服务实现、独立于硬件或软件平台、独立于编写服务所用
11、的编程语言的方式实现 该服务。1.1 Web服务的关键技术SOAP:是一种对象间的访问协议,并不是一种新的对象技术,用于构建Web Services 和服务请求之间的通讯,是 web services的核心和主要通信协议。SOAP包括三个部 分:(1)SOAP 信封(Envelope); (2) SOAP 编码规则;(3) SOAP RPC表示。UDDI:通用描述、发现和集成协议 UDDI(universal Deseription,Discovery and Integration) 是一套基于分布式web的、为服务提供的信息注册中心的实现标准规范,同时web也包含 一组使企业能将自身提供的
12、信息注册以使得别的Web企业能够发现的访问协议的实现标准.WSDL: WSDL是一种描述网络服务(Network Service)的 XML格式,网络服务是能对面 向文档类型的信息和面向过程的信息进行操作的端点(Endpoint)的集合。对操作和消息的描 述是抽象性的,并在定义端点时,将消息和操作绑定到具体的网络协议和消息格式上。wSDL 是可扩展的,它允许对端点和端点间的消息进行描述,同时不去考虑具体的消息格式或者双 方用于通讯的网络协议。1.2 Web服务交互过程所面临的问题Web服务交互所处的环境是分布的、异构的和动态变化的。这种环境会给Web服务的交 互带来许多问题。由于发布者和请求者
13、处于不同的环境,不可能指望服务发布和服务请求完全相同(语 法相同、语义也相同),或者说恰好存在一个能满足请求者需要的Web服务。由于发布者和请 求者对同一个服务很可能具有非常不同的认识和理解,就很可能导致两种情况:一是服务发 布和服务请求的接口描述相同,但是它们有可能指的是两个功能不同的Web服务;二是服务 发布和服务请求接口描述不同,但是它们很有可能指的是同一个Veb服务。例如,假定Web上 存在一个财政新闻服务,而请求者需要一个查询股票信息的服务。请求者的业务需求也是不断变化的,请求者有可能在不同时间提出不同的服务需求, 也有可能提出不同的特殊要求。比如请求者现在关注的是服务成本、过了一段
14、时间后还有可 能请求者更侧重服务的响应时间或者更关注服务质量等条件;另外,如果Web部署了质量更 好的、更能满足请求者需要的服务;而请求者更希望选择价格低廉、执行速度快的服务。Web本质上是动态的,提供者发布到Web上的服务是不断改变的;在提供者和消费者 交互过程中,请求者所需要的服务是动态改变的。有两种情况,一是能够满足请求者准确需求 的Web服务不一定总在Web上,如何找到满足请求者需求的替代服务是值得考虑的问题;二 是Web上部署了多个功能相同的Web服务,能否灵活高效地选择具有最高质量(QoS)的Web 服务也是要考虑的问题。总之,由于使用Web服务的环境的不同,提供者和请求者之间的语
15、义差异是不可避免的; 另外,动态改变的Web和业务需求所带来的问题,也得通过增加服务的语义来解决。这就要求 SOA具有较强的适应能力,以提供由Web服务交互环境等因素所带来的语义问题的解决机 制。通过增加Web服务的语义描述,使SOA支持语义处理的机制是解决语义问题的一个可行 的方案。2.语义Web服务2.1语义Web简介由于今天的Web的内容基本上都是只有人才能读懂的,而Web上的数据却急剧的上升, 使人难以找到想要的信息,搜索引擎返回的结果也多到人们不能逐一的进行挑选。设计Web 的初衷是使它成为一个信息空间,它应该不仅适用于人与人之间的交流,更应该能使机器加 入进来以帮助人们。为了这个目
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