بخشی از مقاله
برخی از منابع:
[1] Paul A. Buhler, José M.Vidal, "Semantic Web Services as Agent Behaviors", Agentcities: Challenges in Open Agent Environments, Springer, Verlag, 2003.
[2] Abhijit Patil, Swapna Oundhakar, Amit Sheth, Kunal Verma, "METEOR-S Web service Annotation Framework", Proceedings of the World WideWeb Conference, July 2004.
[3] Joachim Peer, "Bringing Together Semantic Web and Web Services", Proceedings of the First International Semantic Web Conference on The Semantic Web. 2002.
[4] Vadim Ermolayev1, Natalya Keberle, Oleksandr Kononenko, Sergey Plaksinl, Vagan Terziyan, "Towards a framework for agent-enabled semantic web service composition", International Journal of Web Service Research, Idea Group, ISSN: 1545-7362, Vol. 1, No. 3, 2004.
[5] Natenapa Sriharee, Twittie Senivongse, "Discovering Web Services Using Behavioural Constraints and Ontology", Proceedings of Distributed Applications and Interoperable Systems, France, Paris, November 1721, 2003.
[6] Andriy Zharko, "PEER-To-PEER ONTOLOGICAL DISCOVERY of MobiLE SERVICE COMPONENTS IN SEMANTIC WEB", Master's Thesis, University of Jyväskylä, Department of Mathematical Information Technology, 3/11/2003.
مقدمه
وب سرویس هارستهای از خدمات نرم افزاری برای ارتباط بین سیستمها در وب هستند که توسط مسیری یکتا معین شده و با یک واسط تعریف می گردند . وب سرویسها جزو آخرین تلاشها در تکامل محاسبات توزیع شده با مقیاس وسیع به حساب می آیند توصیف، اعلان، کشف و ارتباط با وبیسرویس ها از طریق استانداردهای مبتنی بر XML یعنی WSDL ،UDDI و SOAP انجام میگیرد. WSDL برای توصیف سرویس، IUDDI، بستری برای جستجو و استفاده از وب سرویسها و SOAP نیز یک قرارداد پیامرسانی استاندارد برای ارتباط با وب سرویس است.
با رشد فوق العاده چشمگیر اینترنت، استفاده از وب سرویسها افزایش یافته و روشهای سنتی جستجو مبتنی بر کلیدواژه ها با احتمال وجود هزاران سرویس مشابه نتایج مطلوبی درپی ندارد. از طرف دیگر وجود دامنه ی لغات مختلف برای توسعه دهندگان وب سرویسها در توصیف و اعلان سرویس و کاربران در جستجو و استفاده از آنها، کشف وب سرویسی مطلوب را با چالش جدی مواجه کرده است. جدول ۱ روند تکامل ابعاد مختلف وب سرویسی را نشان میدهد. این تکاملی استفاده از فناوری جدید وب معتایی به موازات وب سرویسی را می طلبد.
وب معنایی نوعی توسعه بر وب کنونی است که اطلاعات در آن خوش تعریف هستند؛ بگونهای که توسط ماشین قابلی درک بوده، در تعامل بین سیستمها قابل استفاده و استنتاج باشند۳) وب سرویس ها پتانسیل بالایی در پذیرش وب معنایی دارند و این پذیرش می تواند تأثیر قابل توجهی در کشف و ترکیب پویای وب سرویس ها داشته باشد. این مقاله با ترکیب مفاهیم آنتولوژی وب سرویس به توصیف موجود در WSDL، روشی مفهومی در توصیف وب سرویس ارائه کرده و تأثیر این رویکرد را در فرایند کشف وب سرویس نشان داده است. آنتولوژی وب سرویس، اطلاعات مهم رفتاری شامل ورودیها، خروجیها، پیش شرطها و اثرات جانبی اجرای سرویسی را بیان می کند.
در ادامه ی مقاله با این رویکرد بیشتر آشنا می شویم. در بخش ۲، چگونگی نگرش مفهومی به وب سرویس برای پذیرش وب معنایی بیان شده است. در بخشی ۳، راه حلی پیشنهادی، نحوهای پیاده سازی و نتایج اجرا آمده است. بخش ۴ به مرور کاملی از کارهای انجام شده در این زمینه و مقایسه ی آنها با روشی مطرح در این مقاله پرداخته است. بخش ۵ شامل خلاصه، نتیجه گیری و جهت گیری آیندهای در تکامل وب سرویس ها است. در پایان نیز منابع و مراجع مقاله ذکر شده است.
۲ نگرش مفهومی به وب سرویس
در حال حاضر تنها بخش تاچیزی از ایدههای مرتبط با کشف و ترکیب پویای وب سرویسها حاصل شدهاند و استانداردهای موجود مانند UDDI ،WSDL و SOAP نتوانسته اند پاسخگوی نیازهای واقعی در طراحی وب سرویسها باشند . وب معنایی یکی از راههای ارائه شده برای بهبود مدیریت و تحلیل دانش به شمار می رود. تأثیر آنتولوژی ها که مدیریت منابع وب را برعهده دارند، در پیشبرد ایدهی وب معنایی انکارناپذیر است. آنتولوژی، دادههای مفهومی سطح بالا در مورد منابع موجود در وب را به صورت مشخصه های صریح با درک مشترک بیان می کند . فواید عمده ی آنتولوژی را می توان استفاده از واژگان مشترک برای دادههای سطح بالا، سیستماتیک کردن دانش، استانداردسازی و قابلیت استنتاج دانستا۶ نگرش مفهومی به وب سرویس یعنی ترکیب آن با وب معنایی بر فرایندهای مدل سازی، توسعه و توصیف سرویس، اعلان و ذخیرهسازی، جستجو، اجرا و ترکیب سرویسها تأثیر می گذارد. در این مقاله بنا به نیاز، جنبههای توصیف و کشف سرویس بررسی شده است.
۱-۲ توصیف مفهومی وب سرویسی
توصیف وب سرویس که در مرحله ی کشف سرویس استفاده می شود، باید شامل خواص کارکردی سرویس (آنچه انجام می دهد) به همراه خواص غیر کارکردی (مانند رده بندی و صفات دیگر سرویس) و از طرفی قابل درک برای ماشین و انسان باشد. به بیان دیگر توصیف سرویس باید در سطوح نحوی و معنایی با ادراک مشترک انجام گیرد. خواص نحوی (Syntactic) بیانگر مفاهیم پیاده سازی و نیازهای برنامه نویسی است و خواص معنایی بر جنبههای مفهومی سرویس تأکید دارد. هدف اساسی وب معنایی نیز بازنمایی داده به صورت قابل تفسیر توسط ماشین است. این هدف توسط زبان DAML-S که برای توصیف وب سرویسها ایجاد شده است برآورده می گردد. DAML-S یک آنتولوژی مبتنی بر DAMLOIL است که سه نوع دانش اصلی در مورد سرویس فراهم میآورد: ۱. نمایه ی سرویس خواص کارکردی سرویس، صفات تجاری و اطلاعات تأمین کننده را دربردارد. ۲. مدل سرویس: بیانگر چگونگی کار سرویسی و فرایندهای اجرای سرویس است. ۳. زیربنای سرویس : نحوهای ارتباط با سرویس با پروتکل هایی مانند RPC HTTP و ACL را نشان می دهد.
دیگر زبانهای موجود برای تعریف سرویس و برآوردن نیازهای یک تطبیق مناسب بین درخواست و پاسخ، نمیتوانند در حد یک آنتولوژی برای توصیف و کشف وب سرویس ظاهر شوند۷) جنبههای مختلف وب سرویس اعم از جنبههای ساختاری، توصیفی، کارکردی و ارتباطات که برای یک توصیف کامل در جهت خودکارسازی کشف، اجرا و ترکیب سرویس ها لازم است، در اجزای DAML-S پیش بینی شده اند ۸). در حالت ایده آل می توان از هر سه قسمت اصلی DAML-S در کنار هم برای کشف وب سرویس استفاده کرد ولی نمایه ی سرویس با توجه به نوع اطلاعات آن انتخاب مناسبتری برای کشف وب سرویسی است و نیازهای اصلی فرایند کشف را مرتفع می نماید. نکتهی قابل توجه این که افزودن محتوا به وب سرویسی ها با استفاده از زبانهای خانوادهای DAML (دراین جا DAML-S)، قابلیت استفاده از فناوریهای مختلف و مرتبط با عامل ها برای خود کارسازی، کشف، اجرا و ترکیب پویای وب سرویس ها که تعامل بین سیستمی و یکپارچه سازی سیستمها را دربردارد نیز مقدور می سازد.
۲-۲ کشف وب سرویس متکی بر مفاهیم
کشف وب سرویس فرایندی است که کاربر یا عامل نرم افزاری با ارسال یک تقاضا، مجموعه ای از سرویسهای با تطبیق نسبی را به عنوان مجموعه ی جواب دریافت می کند. کشف سرویس متکی بر چهار مرحله ی زیر است:
۱. توصیف سرویس توسط تأمین کننده ی سرویس
2 . انتشار و ذخیرهی سرویسی در انبارههای عمومی
3 . دریافت نیازهای درخواست کننده
4 . تطبیق نیازها با سرویس های موجود
معماری وب سرویس، استاندارد UDDI را برای تأمین کنندگان سرویس به عنوان انبارهای برای ثبت و اعلان سرویسها و جستجو در ان فراهم اورده است. مدل اطلاعات UDDI شامل صفاتی از سرویسی مانند مشخصات تامین کنندهی سرویس، نوع سرویس و چگونگی دسترسی به آن است که در ساختاری به نام tModel ذخیره میشود. جستجو در این انباره ها تنها بر مبنای نام یا کلیدواژههای مشخصی از یک سرویس یا نهاد تجاری مرتبط با آن است. اکنون که استفاده از آنتولوژی ها برای تأمین اشتراک اطلاعات و تعامل مفهومی سیستمها پذیرفته شده ۹، ۱۰ و ۱۱]، این محدودیت با استفاده از یک آنتولوژی مشترک که خواص مفهومی مرتبط با کارکردهای وب سرویس را به توصیف آن اضافه می کند، رفع گردیده است. بدین ترتیب جستجو می تواند با اتکای به آنتولوژی، در سطحی با ادراک یکسان از مفاهیم روی خواص کارکردی وب سرویس انجام گیرد. راهکار استفاده از آنتولوژی به طور جامع برای بهبود کشف سرویس را می توان در دسته بندی زیر نشان داد:
الف) در مرحله ی اعلانی سرویسی
۱. توسعهای استانداردهای WSDL و UDDI برای سازگاری با مفاهیم آنتولوژی
۲. ایجاد آنتولوژی برای انباره های ثبت سرویس و اعلان سرویس در انباره(ها)ی مخصوصی بر اساس کاربرد آن
ب) در مرحله ی کشف سرویسه
۱. گرفتن اطلاعات مربوط به درخواست وب سرویسی از کاربر براساس یک الگوی مفهومی
۲. پیدا کردن انباره یا انبارههای مرتبط با سرویسی
۳. یافتن وب سرویس ها از انباره ها بر اساس توصیفات مفهومی و ارائه ی آنها به کاربر براساس اولویت
تلاش هایی که در این زمینه صورت گرفته و در بخش ۵ مقاله آمده است، هر کدام بخشی از این راهکار جامع را مورد آزمایشی قرار داده اند. در این مقاله توصیفات WSDL سرويسری با اطلاعات کارکردی نمایاهی سـرويسښ DAML-S بهبود داده شده و در مرحله ی کشف سرویسی توسط یک الگوریتم چند مرحلهای تطبیق، استفاده شدهاند. دلایل انتخاب راه حل مذکور و روش پیاده سازی آن در بخش بعد ذکر شده است.
۳ روش پیشنهادی و پیاده سازی آن
روش پیشنهادی این مقاله افزودن توصیفات مفهومی سطح بالا در بخشی نمایه ی سرویس DAML-S به توصیف استاندارد WSDL و استفاده از توصیفات نحوی و مفهومی در مرحله ی کشف سرویس است. DAML-S از آن جهت انتخاب شده که در مقایسه با سایر استانداردها یا نیمه استانداردهای موجود، در بازنمایی مفهومی منابعی به شکلی وب سرویس ها، قدرت بیان و انعطاف بیشتری دارد (۴) از طرف دیگر با این که DAML-S نیازهای یک کشف سرویس خودکار را فراهم میآورد ولی ساختارهای سطوح پایینی ارتباطات در آن تکمیل نشده است ۱۲ او هنوز تا پذیرش نهایی توسط صنعت نیز فاصله دارد. ولی، WSDL یک استاندارد پذیرفته شده است. لذا بنابر تأیید گروه کاری DAML-S، از DAML-S نه به تنهایی، بلکه در کنار استاندارد موجود WSDL برای کامل تر بودن توصیف و جستجو استفاده شده است ۱۳] هرچند که بنابر آنچه در بخش قابل ذکر گردید UDDI نیز می تواند برای پذیرش مفاهیم آنتولوژی توسعه داده شود، سازگاری WSDL که زبان توصیف وب سرویس است با توصیفات مفهومی بیشتر بوده و نگاشت مفاهیم توصیفی سرویس در مستندات WSDL با معادل آنتولوژی آنها در نمایه ی سرویسDAML-S عملی تر و ساده تر است.
توصیفات سطح بالای موجود در آنتولوژی که به WSDL اعمال شده و خواص کارکردی و رفتاری سرویسی را نشان می دهند شامل ورودی، خروجی، اثرات و پیش شرطهای اجرا هستند. در روش مطرح این مقاله، دادههای توصیفی مستندات WSDL، شامل عمل سرویسی، ورودی و خروجی آن به مفاهیم معادلشان در آنتولوژی DAML-S نگاشت شده و با افزوده شدن به فایل wsdl در یک پایگاه داده به شکلی که در ادامه می آید نگهداری می شوند. پیش شرطها و اثرات اجرا که در توصیف WSd گنجانده نشده و خواصی رفتاری سرویسی را نشان می دهند، از نمایه ی سرویس DAML-S انتخاب و به سند wsdl و پایگاه داده مانند حالت قبلی افزوده می شوند.
