满足QoS约束的Web服务部署技术研究
王子珍，赵建新，解志斌，朱子薇，张宏映
（北方自动控制技术研究所，太原 030006）
摘 要： 随着信息装备的不断发展，传统指挥信息系统已不适应现代战争需求，SOA凭借其松散耦合等特点成为现代指挥信息系统的发展新方向。服务部署的优化问题是服务化指挥信息系统的重要研究内容之一。在分析Web服务和QoS指标的前提下，结合SOA和现有软件架构特点，设计了服务部署的结构，满足用户功能性需求后，通过心跳监测对QoS指标监控，对所得数据进行个性化处理、规范化处理和归一化处理，并以此作为Web服务流程中选择服务的路径依据，用来满足用户的非功能性需求，最终得到了满足QoS约束的Web服务部署方案，保证了服务流程中的整体QoS性能，进一步实现了对服务部署方案的优化。
关键词： 指挥信息系统，QoS，Web服务，部署
0 引言
如今信息技术正在快速发展，由于当代战争中的实践应用及推广，信息化战争正渐渐取代传统形式的机械化战争，当今战争的主要作战样式已变为各军兵种的联合作战［1］，战争的主流早也已从原始意义中作战部队力量的拼杀和指挥员脑力的比拼转变为更加重要的作战两方指挥信息系统之间的较量。传统指挥信息系统采用“烟囱式”系统架构，无法实现各军兵种分系统的互联、互通及互操作，因此，基于SOA的新型指挥信息系统应运而生。
SOA以其松散耦合和支持业务流程随需而变等特点，已经成为了指挥信息系统新的解决方案。服务部署是基于SOA的指挥信息系统研究的重要内容之一。随着指挥流程的变迁、任务量的变化，导致网络上的服务部署方案无法持续满足用户的QoS需求，部署优化问题亟待解决。
本文针对以上情况，在分析Web服务和QoS指标后，结合指挥信息系统架构的实际状况，对服务部署方案进行优化，以满足用户的非功能性指标。
137＊＊＊＊5878：小意啊小意，这次你可一定要让我上墙啊！哪怕就只上墙一次也好啊！因为我要让那个女孩知道一直以来都有人在喜欢她。永康中学九（12）班的HQ，我喜欢你！
本研究中的初中数学微课程是指以初中课程知识为主要载体，以微课为手段，通过课程内容所承载的文化内涵、生活底蕴和意义空间，来延伸、拓展和发展学生的数学思维、数学素养的拓展性课程.
1 Web服务及QoS描述
1.1 Web服务
SOA（Service Oriented Architecture，面向服务的架构）是一种有效组织和利用分布式资源的架构，是一种松散耦合、可动态化和重用扩展的分布式的组件模型。SOA拥有开放的接口和协议，可灵活实现系统的重构，代表了当前指挥信息系统的发展方向。
Web服务是SOA的核心概念，服务是无状态自包含的一种业务功能，通过对接口标准的良好定义，同时接受多方请求，并返回一个或多个的响应。Web服务之间是相互独立的，并不依赖于其他服务，且与使用的技术无关［2］。Web服务具有以下特性：
1.1.1 Web服务是松耦合的
构建问卷时，充分考虑社会距离对行为的影响。以情景1和11为例，社会距离对泰国留学生使用直接请求言语行为策略和我们想象的有所不同。照常理，社会距离越近，越容易实施直接请求言语行为，但调查结果显示，社会距离较近的反而更多使用间接请求策略，而社会距离较远的反而更多使用直接请求策略。深入探讨发现，在泰国高等社会地位主要有三级。一级：国王，二级：和尚，三级：长辈和老师，对这三级给予崇高敬意。因此即使对自己的祖父，社会距离亲近，依然惯用间接请求策略。
服务之间相互独立，不会因一个服务变化而对另一个服务造成较大影响。服务之间交互只需提供必要的接口信息，而不用提供内部具体的功能实现信息。
泡沫混凝土独特的结构特性赋予其优异的物理力学性能和使用功能，在保温隔热工程、大体积回填工程、轻质制品制造等方面得到广泛应用。目前北京市掘路回填材料普遍优先选用泡沫混凝土，使用效果良好，为保证结构层以下回填质量要求，且便于管线后期维护，回填材料建议采用泡沫混凝土等自密实材料。
通过服务之间的组合可在原有基础服务之上构建新的服务，以满足更复杂的需求，这正是SOA架构的一大特点［3-5］。
服务的无状态是指服务在满足需求之后，将处理结果返回给使用者，其自身并不保存任何状态结果信息。
1.1.3 Web服务是无状态的
1.2 QoS及指标
在Web服务领域，一般认为Qos（Quality of Service，服务质量）指的是Web服务的一种能力，它能响应用户的服务请求，以一定的服务质量完成服务的执行，并提供的服务质量符合服务提供者的宣称和用户的预期。目前它已经成为Web服务使用效用的重要标准，用来区分不同等级的服务提供者［6］。本文从以下角度提出了关于Qos的属性指标：
1）响应时间：指服务的请求者向服务提供者发出调用请求到获得其回应所需的时间间隔，包括Web服务的执行时间和服务请求者与服务提供者通信所需的时间。单位：ms。
2）可靠性：指Web服务按照它所宣称的功能正常稳定运行的能力，它代表Web服务能正常执行的概率。通常采用平均无故障时间和平均故障恢复时间等指标来加以描述。单位：百分比。
3）信誉度：代表了该Web服务的可信程度，也就是该服务在功能属性和服务质量等方面的实际表现与发布该服务时所宣称状况的相符程度。该属性只能根据服务用户的反馈数据求得，是一个主观性很强的效益型指标。单位：百分比。
第一点，国内动物养殖环境是非常恶劣的，这种恶劣，不是动物的生存条件恶劣，而是在动物养殖的过程中，并没有对动物的生活环境进行基础的消毒，和疾病的防治。另外，很多家禽在饲养的过程中，并没有进行科学喂养，而是，农户通过自身养殖经验，用野草剩饭对家禽进行投喂，引发动物的食物中毒，或大范围的家禽腹泻。这些错误的养殖方法都造成了动物养殖环境恶劣，造成动物疾病爆发风险。
以上3个指标的具体量化方式如表1所示。
国民政府对抗战时期小学教育的重视，在一定程度上引发了福建知识分子对小学教育的讨论，他们纷纷著书立说，为战时福建的小学教育建言献策。抗战时期国统区出版了大量期刊、报纸，刊载了政府及民众为挽救民族危亡所提出的政策和建议，福建出版的《抗战与教育》《战时小学教育》等期刊见证了知识分子为促进战时小学教育的发展所做出的努力。
表1 QoS指标的量化方式
2 服务部署优化
2.1 服务部署结构设计
在指挥系统软件中，用户的请求可由多个基础服务组合而成，这些基础服务通过一定的规范和交互规则，共同完成用户的调用［7］。在本研究中，服务部署问题主要解决如何选择最佳服务及服务器来完成用户的需求。目前为止，常用的服务部署方法有固定部署法、轮循部署法等。以上方法虽能保证系统业务功能的实现，但无法满足服务使用者更高的需求，当服务性能相差较大时，采用现有方法无法根据用户对当前服务的要求对服务部署流程实现个性化定制，容易造成系统负载的不平衡。
1.1.2 Web服务是可组合的
因此，本文在现有指挥系统软件结构的基础上，提出两种解决方案。
1）在服务请求者与服务提供者之间增加服务部署节点计算机，并配置服务代理模块，专门负责对所需服务进行筛选和确定，以确定最佳服务部署方案。其结构如下页图1所示。
采用此结构对服务部署方案进行优化会存在以下风险：首先，服务代理计算机会因故障或遭到攻击而瘫痪，从而导致整个指挥信息系统无法正常工作，其后果不堪设想。其次，设立多台服务代理计算机共同实现对服务部署方案的选择，可在一定程度上避免因服务代理计算机单点失效而导致整个系统瘫痪，但设立多台计算机会导致指挥信息系统中物理节点出现冗余，可能在较长时间内只有一台服务代理计算机被使用，造成了节点资源的浪费［8］。
庆幸的是，房东的那间阁楼还空着，向南帮易非把所有东西搬了回去，在门口，他抽了支烟，他说：姐，这个家亏欠你的……将来……
图1 方案1的服务部署结构图
QoS监控是与测量相关的技术，其有可能测量失败，但同时也可进行可用性测量。在系统执行过程中，QoS监控用来监控各服务器的运行状况，以及发现各服务的异常，从而进行服务状态的预测及服务路径的选择，保证每一次服务请求的非功能性需求得到满足。
图2 方案2的服务部署结构图
服务代理模块一方面负责接收服务请求，另一方面感知服务提供者的QoS变化，将所需服务通过数学计算和合理的选择与管理，最终确定优化的部署流程，完成服务请求。采用此种方案避免了因服务代理计算机的单点失效而造成的系统瘫痪，更适用于指挥信息系统。
#0是规模最大的聚类，主要研究高端模拟教学试验、多种教学法相结合、团队合作学习在护理学基础教学中的应用价值与应用效果以及病理学、临床微生物学、药学等学科的实验教学体系的应用、改革与创新；#1主要研究循证护理、术后护理与术后健康教育、并发症、术中护理安全及防范措施等；#2主要研究早期糖尿病肾病评估与诊断以及糖尿病肾病的临床护理与治疗；#3主要研究植物药材挥发油的抗肿瘤作用及其化学成分的研究；#4主要研究轴扫技术在CT腹部检查中的作用以及体层摄影术在临床检查、诊断中的应用价值。
服务代理的模块构成如图3所示。
图3 服务代理模块图
2.2 QoS监控
随着网络环境的变化，指挥信息系统中关于服务的QoS指标会随生命周期而产生一定变化，因此，需要定时对QoS指标信息进行采集，并反馈给用户，以辅助选择不同的服务。
2）在服务请求者与服务提供者之间增加服务代理模块，该模块在客户端中运行，独立于服务请求者。其结构如图2所示。
在本设计中，QoS监控模块与服务提供者建立高速传输通道并实现周期性反馈，即心跳监测，可实现对服务提供者的多方位和多角度监测。QoS监控模块采用WCF技术中的“回调”实现，QoS模块定期发送心跳包对服务提供者访问，服务提供者在收到访问后回调服务请求者的QoS模块，并反馈回服务提供者的节点负载信息和服务QoS指标的数据信息。
2.3 路径分析
路径分析主要是对QoS监控模块所获得的数据进行处理计算，包括服务器的负载信息，以及各服务的可靠性信息等。通过对QoS数据信息处理，可作为下一服务路径选择的依据。
对QoS数据处理共分为以下3步：
1）个性化处理
根据指挥员对指挥信息系统中服务的不同要求，对指出的关键QoS属性，确定选择标准或阈值，服务选择管理器以此为依据对候选服务进行精确选择；对用户没能指出的关键属性，系统为其设缺省值，其数值只需满足其基本要求即可。
使用唯一的QoS综合指标对各服务实例进行选择，并以此为依据排序。
成本型QoS指标使用以下方式进行规范化处理：
其中，m为服务实例数，n为QoS指标的个数。
效益型QoS指标使用以下方式进行规范化处理：
对各项QoS指标进行个性化处理后，可得关于QoS的约束矩阵：
3）归一性处理
2）规范化处理
集团（总局）党委第一时间制订下发了《深入学习宣传贯彻习近平总书记在垦区考察时的重要讲话精神实施方案》。方案要求，垦区上下要深刻领会、准确把握习近平总书记对北大荒一系列重要讲话精神实质和深刻内涵，把思想和行动统一到习近平总书记对农垦改革发展的重大判断和部署要求上来。总局党委宣传部下发了《深入学习宣传习近平总书记重要讲话精神的通知》，召开了学习宣传总书记重要讲话精神新闻策划会议，对新闻媒体营造氛围、推动学习宣传习近平总书记重要讲话精神工作不断普及深入做出部署。垦区各级党组织通过精心组织、周密策划，上下齐动，多措并举，迅速掀起了学习宣传习近平总书记重要讲话的精神热潮。
老巴自斟自酌地饮了酒。他满是酒意，摇晃着走到阿东的床边，说：“罗爹爹和细婆他们的话说得都蛮对，但是听不得。”
对QoS指标的数据处理完毕之后，服务选择管理器选择最佳服务进行下一步访问。重复以上过程，直至服务组合管理模块中服务流程的每一步均访问完毕，结束了此次访问请求。
3 服务部署流程分析
本节通过设计和实现感知QoS的服务部署方法，在保证用户功能性需求的同时，优化服务部署方案，进一步满足用户的非功能性需求。满足QoS约束的Web服务部署的流程如下：
本文采用数值模拟方法, 计算了半模试验段侧壁简化模型的附面层厚度, 分析了涡流发生器安装角度、 结构尺寸、 安装位置、 个数等参数对减小附面层厚度的影响规律. 通过模拟各参数变化情况下涡流发生器的影响效果, 得到最优的参数组合结果: 反向双叶片分布的8个梯形叶片, 安装角度12°, 安装位置距旋心20δ, 后缘高度为1.2δ. 利用这种涡流发生器在Ma=0.4～0.9范围内, 模型旋转中心处的附面层厚度可减小66%左右, 其对核心流影响小于0.003.
1）服务请求者向服务提供者发出请求。
2）服务组合管理根据用户提交的请求，定义服务流程，从服务注册中心选择目标服务。
3）多个服务器中会含有功能一样的服务，但其提供者的QoS不同，服务选择管理从路径分析中选择最佳服务提供者，保证服务流程的总体QoS。
4）路径分析的输入参数是对服务提供者QoS监控所获得的信息，并根据服务分配策略，针对QoS指标进行一系列的处理，将确定执行节点反馈给服务选择管理，最终生成当前请求的最佳服务选择。
5）按照服务流程重复以上4步工作，生成满足用户非功能需求的服务部署方案。
服务部署流程如图4所示。
满足QoS约束的Web服务部署方法能够从当前满足系统需求的众多子服务中，以QoS指标为选择服务的标准，通过路径分析确定当前流程中的每一个子服务，从而保证系统流程的整体QoS性能。相比较固定部署法和轮循部署法而言，满足QoS约束的Web服务部署方法的优点在于进一步优化服务选择方案，满足系统非功能性需求。
国际小麦基因组测序联盟（IWGSC）是一个公私合作的研究团队，组建于2005年。通过十多年的努力，完成了这个序列的绘制。该团队的负责人凯勒叶·埃弗索尔（Kellye Eversole）说：“我们认为，让育种者利用我们提供的信息来研发更适合当地的品种，是未来养活人口的基础。”
图4 满足QoS约束的服务部署流程图
4 结论
本文提出了满足QoS约束的Web服务部署方法，通过对QoS指标的实时性监控，和对反馈数据的统一化处理，最终得到唯一的QoS综合指标，并将其作为服务路径选择的标准，对候选服务节点进行精确选择，满足用户对QoS的要求。本研究下一步的工作是完善QoS的质量模型。
参考文献：
［1］刘俊杰，巴海涛，许锐锋.基于SOA的指挥信息系统集成研究［J］.指挥控制与仿真，2010，32（6）：9-11.
［2］陈香兰，李曦，龚育昌.服务组合中一种静态基础服务部署研究［J］.小型微型计算机系统，2010，4（4）：709-714.
［3］谢铁铮.网格资源部署动态策略的一种拟生算法［J］.计算机研究与发展，2004，41（2）：2123-2127.
［4］李硕，方芳，拜丽萍.美军信息系统互操作性研究［J］.火力与指挥控制，2016，41（9）：6-9.
［5］董龙明，高天成，邱瑞波，等.任务驱动的一体化作战指挥信息系统高效协同技术［J］.火力与指挥控制，2017，42（5）：79-83.
［6］杨星.云计算环境下虚拟机部署机制研究［D］.郑州：解放军信息工程大学，2012.
［7］王伟.云计算环境下服务部署优化技术的研究及应用［D］.上海：复旦大学，2013.
［8］脱立恒，倪宏，李满天，等.覆盖网络中多服务静态部署算法［J］.西安电子科技大学学报，2014，41（4）：28-34.
Research on Web Service Deployment Technology with QoS Constraint
WANG Zi-zhen，ZHAO Jian-xin，XIE Zhi-bin，ZHU Zi-wei，ZHANG Hong-ying
（North Automatic Control Technology Institute,Taiyuan 030006,China）
Abstract： With the continuous development of information and equipment,the future battlefield tends to diversify the situation,the traditional command information system has not adapted to the needs of modern warfare,SOA has become the direction of modern command information system.The optimization problem of service deployment is one of the important research contents of service command information system.Based on the analysis of Web services and QoS indicators,this paper designs the structure of service deployment based on the characteristics of SOA and existing software architecture.Under the premise of satisfying the user's functional requirements,the data of the QoS Personalized processing,normalization and normalization,as the basis for the path selection in the Web service process to meet the user's non-functional requirements,and ultimately to meet the QoS constraints of the Web service deployment program,to achieve the service deployment Optimization.
Key words： command information system,QoS,web service,deployment
中图分类号： TP393；TJ810.3+7
文献标识码： A
DOI： 10.3969/j.issn.1002-0640.2019.02.033
引用格式： 王子珍，赵建新，解志斌，等.满足QoS约束的Web服务部署技术研究［J］.火力与指挥控制，2019，44（2）：166-169.
文章编号： 1002-0640（2019）02-0166-04
收稿日期： 2017-12-06
修回日期： 2018-03-07
作者简介： 王子珍（1993- ），女，山西太原人，硕士研究生。研究方向：指控系统软件。
Citation format： WANG Z Z，ZHAO J X，XIE Z B，et al.Research on web service deployment technology with QoS constraint［J］.Fire Control&Command Control，2019，44（2）：166-169.
标签：指挥信息系统论文; qos论文; Web服务论文; 部署论文; 北方自动控制技术研究所论文;