基于SPIN的BPEL4WS建模与验证研究

Web服务组合研究领域的一个重要问题是如何形式化描述Web服务组合,验证服务组合的正确性,Web服务组合的形式化模型可以用来检查和验证Web服务组合以保证组合的正确性.文章使用模型检查工具SPIN对目前普遍使用的Web服务组合规范BPEL4WS (Business Process Execution Language for Web Services,Web服务业务流程执行语言)模型进行了验证,给出了BPEL4WS语法到Promela形式化模型的转换方法,最后通过一个实例对BPEL4WS表示的服务组合模型的安全性、活性和有界性等特性进行了验证分析,从而给出了基于SPIN的BPEL4WS表示的Web服务组合模型验证的方法.     

Web服务组合的层次化建模

目的形式化地描述Web服务组合流程,为更好地使用工具和现有方法验证以及测试Web服务组合奠定基础。方法用有色Petri网对BPEL的每种活动建模,分析BPEL中、、和几种活动的共同作用,分析BPEL流程的错误处理机制和补偿机制;从网资源流动的角度完善现有的层次化有色Petri网定义,将BPEL流程的层次关系映射成层次化有色Petri网的层次关系。结果完善了层次化有色Petri网定义,提出了Web服务组合的层次化建模方法。结论层次化构建Web服务组合模型是一种可以用于大型BPEL流程的方法,所构建的模型有利于从抽象层面和细节上分析Web服务组合。     

面向数据流的服务组合演化影响性分析方法

BPEL已经成为事实上的Web服务组合标准语言,利用BPEL控制流图(BPEL flow graph,BFG)对BPEL进行建模,通过模型对服务组合的数据流进行分析,提出一个面向成员服务的数据依赖度量集;通过此度量集可以量化成员服务的数据依赖复杂度,从而分析成员服务对BPEL中数据流的影响程度与范围,为服务组合演化策略的制定及实施提供依据.     

面向自适应的组合服务动态调整方法

为了实现组合服务对异常情况的自适应,提出了一种组合服务动态调整机制.该机制将调整逻辑和BPEL执行逻辑相分离,从而能够在不扩展BPEL语言的语法和语义基础上支持组合服务的动态调整,保证了方法的适用性.建立了服务异常模型来描述服务运行过程中所面临的异常情况的类别、产生原因以及外在表现,并且在该模型的基础上给出了异常监控策...     

支持数据流分发的组合服务协调框架

针对集中式Web服务组合的性能缺陷以及完全分布式Web服务组合中组件服务重用性差等问题,提出一种基于集中控制流分散数据流模式的Web服务组合协调框架. 描述了框架中运行的协调协议的形式化定义、模型和语法结构. 采用数据流分析方法优化组合服务.提出从BPEL到协调协议的转换算法. 实验结果表明,采用此协调框架的组合服务不仅保持了组件服务的可重用性,而且在响应时间和事务处理能力等方面性能有显著提高.     

基于BPEL的业务流程管理框架的研究

随着Web服务技术的发展,BPEL在企业业务流程建模中的应用越来越多.本文对BPEL的关键技术作了分析,设计了一种基于BPEL的业务流程管理框架,结合具体实例分析了流程的执行过程.     

基于MDA的SOA服务协作模型

BPEL是业务流程执行语言用来描述SOA的服务协作模型,实现对已有系统业务流程的编排.但其随着整合已有系统的增多和业务流程复杂性的增加,BPEL建模也变得异常复杂.本文给出了一种基于MDA模型驱动转换的方法来建立SOA服务协作模型.针对建立SOA服务协作模型的复杂性,在平台无关层建立UML活动图描述服务协作模型的交互过程,通过建立模型之间的映射规则,将平台无关层模型自动转换到平台相关层BPEL模型,试验表明:该方法能较好地简化SOA服务协作模型的建立过程.     

一种基于Petri网的服务组合流程分析方法

虽然业务流程执行语言(BPEL)有很多特征使它适合组合流程的描述,但它缺乏形式化语义,从而不能对组合流程进行严格的分析和验证。本文提出了一种基于Petri网的BPEL语言所对应的组合流程分析方法。应用Petri网来描述BPEL所定义的组合流程,描述组合流程的基本活动及它们之间关系,进而分析了组合流程结构上的合理性。通过实例网的构建,给出了流程可组合性的判定定理,并提出减少服务搜索空间的算法。最后,应用具体实例模拟组合流程的分析过程,展示了该方法的有效性。     

Web服务语言BPEL到接口自动机的转换

在目前对于服务组合的研究中,对于用业务流程执行语言(BPEL)和WSCL等标准语言来描述的服务来说,语言本身缺乏对组合正确性进行检验的支持,必须借助相关的形式化工具来完成对服务组合的检验.为了解决BPEL对检验支持的不足,基于接口自动机这一形式化工具,对BPEL中主要语言元素到接口自动机进行转换,转换的目的是为了下一步应用基于接口自动机的行为获取方法来对服务的组合进行验证,最后通过一个实例证明了转换方法的有效性.     

面向用户的Web服务可靠性计算模型

基于SOA,从用户的角度分析并计算Web服务及其应用的可靠性.首先采用一种扩展的UDDI模型收集可靠性相关数据,计算基本服务的可靠性、转移失效率和转移概率.然后基于BPEL文档构造组合服务的结构图,定义其结构属性,将转移失效率作为基本服务可靠性的加权系数,给出各种结构的组合服务的可靠性计算公式.最后在此基础上设计可靠性预测的递归算法用于计算Web应用的可靠性.实验结果表明:基于结构图的方法具有简便性和易处理性.     

基于顺序图的Web组合服务属性验证

为了更好地理解和分析Web组合服务的过程及其相关属性,针对个体服务的WSDL文档和服务组合规约BPEL,提出了基于UML的Web组合服务建模和验证方法.从服务的WSDL中提取消息、操作等基本元素,用类图构建静态模型,以便考虑Web组合服务数据相关属性;用顺序图对业务流程构建动态模型,以形象易理解的方式刻画组合服务的行为...     

组合Web服务过程中的合理调度问题研究

介绍了当前企业信息系统存在的问题,指出了EAI的缺点,对BPEL进行了简单的概述.在web Service和BPEL技 术基础之上,给出了在一个组合服务过程中如何解决服务单元合理调度问题的框架,并分析了框架的结构,对服务单元的状态属性表进行了设计.     

一种Web服务组合模型合理性验证方法

为了更加有效地对Web服务组合进行分析验证,设计BPEL到PNML语言的文件转换规则,实现Web服务组合流程的Petri网建模。针对Web服务组合流程设计中可能存在死锁及不正确的流程,在不破坏原Petri网模型结构性质与系统行为的基础上,将其调整映射为自由选择网。在自由选择Petri网理论基础上,设计了一种Web服务组合Petri网模型的合理性验证规则,能在多项式时间内分析网模型的结构活性与有界性,从而避免采用传统的可达树等分析方法出现的状态空间爆炸问题。最后,使用两个具体的Web服务组合Petri网模型证明了本文方法的有效性。     

动态服务流程模型混合分割方法及应用

为统一跨组织之间的服务流程定制问题,提出了基于高级Petri网的动态服务流程模型混合分割方法,将一个全局的BPEL模型分割为若干个完备的执行分片,根据组织的不同,分别放置在多个BPEL引擎上协同执行,在此基础上进行了模型混合分割的正确性验证.通过示例验证了BPEL流程模型混合分割执行的可行性,最后结合示例给出了支持模型混合分割的原型系统.仿真结果表明:动态服务流程模型混合分割方法支持下的多个BPEL引擎分布式执行比集中式BPEL引擎的集中编制有明显的优势,从而提高了服务流程引擎的吞吐率,也减少了服务响应时间的花费.     

基于着色Petri网的BPEL建模与验证

目的为了保证使用商业过程执行语言(BPEL)描述的Web服务组合的正确性。方法用着色Petri网(CP-nets)对BPEL流程进行建模、分析以及验证。结果定义了一套从BPEL到CP-nets的映射规则,该规则可以将BPEL流程转换成CP-nets,通过着色Petri网工具-CPN tools对该CP-nets进行自动分析以及验证,从而验证该BPEL流程的安全性、活性等性质。结论利用CP-nets这种形式化工具可以有效地发现BPEL流程中存在的设计错误。     

一种面向服务的协同工作流设计

在对基于SOA的工作流进行扩展的基础上,进一步考虑对人工参与的支持,并提出一种基于服务组合工作流模型的辅助决策系统架构。首先扩展了BPEL以描述抽象工作流,并支持人工任务的参与,然后参考OWL-S语言和技术实现服务的动态组装和分配,最后提出一种人机融合的机制描述了工作流的执行机理。     

基于WSDG的Web服务组合可靠性预测

为了更好地对基于SOA的Web服务组合进行可靠性预测,提出了基于服务依赖图的可靠性模型.首先介绍了Web服务组合的描述语言WS-BPEL,以及用来描述服务业务流程的原子活动和结构化活动;其次在传统的控制流图的基础上提出了Web服务依赖图的概念,Web服务依赖图用来描述Web服务组合的执行行为和结构信息,包括服务名、服务类型和服务的可靠性,以及服务之间的转移概率、转移可靠性等信息;然后分析BPEL的原子活动和结构化活动的控制依赖关系,并在此基础上构造相应的Web服务依赖图.最后基于服务依赖图的遍历,应用可靠性预测算法计算Web服务组合的可靠性.实例分析结果表明,基于依赖图的可靠性预测方法具有简便性和易处理性.     

服务组合中基于执行性能评价模型的人工任务调度方法

针对服务组合中人工任务的执行问题,给出了一个支持人工任务的组合服务执行引擎.该执行引擎将人工任务作为BPEL中的一个活动,并通过人工服务容器实现人工服务资源对人工任务的执行,能够保证人工服务资源与业务流程间的松散耦合.同时,针对人工任务的执行效率保证问题,建立了包括执行效率、负载均衡以及可靠性等性能指标的人工服务资源执行性能评价模型,以客观地反映人工服务资源任务执行的实际效果.在该模型的基础上,给出了人工任务调度问题的目标函数,并提出了基于执行性能评价模型的人工任务调度算法.实验结果验证了所提出的人工任务调度方法的有效性.     

基于B+树的BPEL流程异常处理机制研究

Web服务组合具有松耦合、自治性的特点,BPEL规范中的异常处理机制也不完善,于是BPEL流程中的异常处理方法是研究的一个主要问题。针对该问题,在流程运行阶段处理异常的一些通用的策略的基础上,提出了基于B+树的等价服务替换算法,分别阐述了BPEL中同步和异步调用Web服务产生异常的情况,最后构架了一个异常处理的系统框架原型。     

一种Web服务组合的数学模型

为了更好地分析和验证Web服务组合,提出了一种描述服务间消息交互的Web服务组合数学模型.首先定义了个体服务形式化模型,并分析了相关性质,然后定义了消息交互的各种逻辑以及服务组合模式,并对消息交互逻辑进行了分析和实现,在此基础上,给出了服务组合模型的定义,并通过个体服务控制器、消息逻辑控制和全局控制算法实现了Web服务组合过程.该模型简洁灵活,具有可扩展性.实例分析表明,该模型能够对服务组合中的消息交互进行模拟.