[論文レビュー] Towards a Graph-Based Approach for Web Services Composition

Chaker Ben Mahmoud, Fathia Bettahar+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 2013

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 4被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、入出力依存関係と実行順序を表現するため、サービスおよびその組み合わせを有向グラフとしてモデル化することで、自動ウェブサービス構成のためのグラフベースのアプローチを提案する。この手法により、ユーザーのクエリに基づいた効率的で構造的なウェブサービスの組み合わせが可能となり、主な貢献は自動サービスオchestrationおよび実行順序の決定を支援する形式的グラフモデルの形式化にある。

ABSTRACT

Nowadays, Web services (WS) remain a main actor in the implementation of distributed applications. They represent a new promising paradigm for the development, deployment and integration of Internet applications. The aim of Web services composition is to use the skills of several departments to resolve any problem that cannot be solved individually. The result of this composition is a compound of Web services that define how they will be used. In this paper, we propose an approach for automatic web services composition based on the concepts of directed graphs for the representation and description of Web services, and the ordering of web services compound execution. In this context, the user query, defined by a set of inputs and outputs, can be viewed as a directed graph composed of Web services.

研究の動機と目的

• 複雑なアプリケーションタスクのための、一貫性があり実行可能なワークフローに複数のウェブサービスを統合する課題に対処すること。
• 既存の構成アプローチがサービスの依存関係や実行順序を形式的にモデル化していないという限界を克服すること。
• ユーザー定義の入出力要件から構成されたウェブサービスを自動的に生成するための、構造的なグラフ表現を可能にすること。
• 正しさと実行順序の観点からの推論を可能にする、サービス構成の形式的フレームワークを提供すること。

提案手法

• 個々のウェブサービスを有向グラフのノードとして表現し、エッジは入力および出力データの依存関係を示す。
• ユーザーのクエリを有向グラフとしてモデル化し、ソースノードを入力を、ターゲットノードを必要な出力として表す。
• ユーザークエリのグラフと利用可能なサービスのグラフを一致させるために、グラフマッチングおよび変換技術を適用する。
• データフローの正しさを保証するために、構成済みグラフのトポロジカルソートを実行順序に適用する。
• 原子的サービスと複合サービスワークフローの両方を形式的グラフモデルで表現する。
• サービス発見と構成を統合的に統合するためのグラフベースのフレームワークを構築し、エンドツーエンドの自動化を支援する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてユーザー要件に基づいた自動構成を可能にするために、ウェブサービスを形式的にモデル化できるか？
• RQ2 どのようなグラフベースの形式的記法が、サービスの依存関係と実行順序の効果的表現を可能にするか？
• RQ3 ユーザーの入出力仕様が、有効なウェブサービスのシーケンスに自動的にマッピングされる仕組みは何か？
• RQ4 分散型ウェブサービスの構成において、正しさと一貫性を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 有向グラフモデルは、スケーラブルで保守性の高いサービスオchestrationを効果的にサポートできるか？

主な発見

• 提案されたグラフベースのモデルは、統一された形式的記法を用いて、原子的サービスと複合サービスの両方を効果的に表現している。
• グラフ変換を用いたユーザークエリと利用可能なサービスグラフの一致により、自動構成が可能である。
• 構成済みグラフのトポロジカルソートにより、正しい実行順序が保証され、データ依存関係の違反を防止する。
• この手法はモジュラーや拡張性に優れ、新規サービスの動的統合を可能にする。
• 高レベルのユーザー仕様から実行可能なサービス構成を生成するという点で、フレームワークの実現可能性が示された。
• 有向グラフの使用により、サービス構成の正しさと効率に関する推論の明確で形式的な基盤が提供された。