[논문 리뷰] Formal Model of Web Service Composition: An Actor-Based Approach to Unifying Orchestration and Choreography

Yong Wang|arXiv (Cornell University)|2013. 12. 03.

Service-Oriented Architecture and Web Services참고 문헌 48인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 동시성 재작성 이론에 기반한 형식적 의미론을 바탕으로 액터 기반의 웹 서비스 조합 언어인 AB-WSCL을 제안한다. 이 언어는 조율(orchestration)과 코디네이션(choreography)을 통합하여, 구성 요소 간 자연스럽고 구성적으로 검증 가능한 관계를 수립함으로써 설계 시기 검증과 런타임 실행을 모두 보장하는 형식적 정확성 확보를 가능하게 한다.

ABSTRACT

Web Service Composition creates new composite Web Services from the collection of existing ones to be composed further and embodies the added values and potential usages of Web Services. Web Service Composition includes two aspects: Web Service orchestration denoting a workflow-like composition pattern and Web Service choreography which represents an aggregate composition pattern. There were only a few works which give orchestration and choreography a relationship. In this paper, we introduce an architecture of Web Service Composition runtime which establishes a natural relationship between orchestration and choreography through a deep analysis of the two ones. Then we use an actor-based approach to design a language called AB-WSCL to support such an architecture. To give AB-WSCL a firmly theoretic foundation, we establish the formal semantics of AB-WSCL based on concurrent rewriting theory for actors. Conclusions that well defined relationships exist among the components of AB-WSCL using a notation of Compositionality is drawn based on semantics analysis. Our works can be bases of a modeling language, simulation tools, verification tools of Web Service Composition at design time, and also a Web Service Composition runtime with correctness analysis support itself.

연구 동기 및 목표

• 크로스 기관 서비스 조합에서 웹 서비스 조율(WSO)과 코디네이션(WSC) 간 자연스럽고 형식적으로 기반을 둔 관계를 수립하기 위해.
• WSO, WSC, 그리고 웹 서비스를 통합한 단일 동시 실행 모델을 구현하는 런타임 아키텍처를 설계하기 위해.
• 동시성 재작성 이론을 사용하여 AB-WSCL 언어의 형식적 의미론을 제공함으로써 정확성과 구성성 보장을 위해.
• 표준 XML 기반 웹 서비스 사양과의 매핑을 통해 모델링, 시뮬레이션, 검증, 런타임 실행을 위한 실용적인 도구를 제공하기 위해.
• 메시지 상호작용과 구성 요소 조합의 표현력과 정확성을 형식적 분석을 통해 입증하기 위해.

제안 방법

• 액터 모델의 내재된 동시성을 활용하여 웹 서비스, 조율, 코디네이션을 동시 시스템 내의 액터로 모델링하기 위해.
• WS, WSO, WSC 구성 요소 간 메시지 전달 의미론을 지원하는 액터 시스템 기반 도메인 특화 언어인 AB-WSCL을 정의하기 위해.
• 동시성 재작성 이론을 사용하여 AB-WSCL의 형식적 의미론을 수립함으로써 상호작용 순서와 상태 전이를 정밀하게 모델링하기 위해.
• 조직성 개념을 활용하여 상호작용 의미론을 통해 WSO와 WS, WS와 WS, WSO와 WSO 간의 관계를 형식적으로 검증하기 위해.
• AB-WSCL과 표준 웹 서비스 사양(WSDL, WS-BPEL, WS-CDL) 간의 매핑을 정의하여 상호 운용성과 실용적 적용 가능성을 확보하기 위해.
• 책 구매 프로세스의 연속적인 예제를 통해 액터 간 메시지 흐름과 상태 전이를 시연함으로써 접근법을 검증하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 웹 서비스 조합을 위한 단일 런타임 아키텍처 내에서 조율과 코디네이션을 형식적으로 통합할 수 있는가?
• RQ2 조율과 코디네이션을 모두 지원하면서도 구성성을 유지하는 액터 기반 언어에 대해 어떤 형식적 의미론을 정의할 수 있는가?
• RQ3 웹 서비스 조율, 웹 서비스, 그리고 코디네이션 간의 상호작용은 어떻게 모델링하고 정확성 여부를 검증할 수 있는가?
• RQ4 AB-WSCL은 설계 시기 도구(모델링, 시뮬레이션, 검증)와 런타임 실행을 위한 기초로 얼마나 잘 기능할 수 있는가?
• RQ5 AB-WSCL과 기존의 XML 기반 웹 서비스 사양(WSDL, WS-BPEL, WS-CDL) 간의 관계는 어떠한가?

주요 결과

• 액터 기반 접근법은 모든 구성 요소를 액터로 모델링함으로써 조율과 코디네이션을 자연스럽게 통합하여 일관되고 동시성 기반의 실행 모델을 제공한다.
• 동시성 재작성 이론에 기반한 형식적 의미론은 AB-WSCL에 엄밀한 기초를 제공하며, 구성 요소 간 상호작용의 정확성 보장을 가능하게 한다.
• 상호작용 의미론을 통한 조직성의 형식적 수립을 통해 WSO, WS, WSC 간의 잘 정의된 관계가 입증된다.
• WSDL, WS-BPEL, WS-CDL와의 매핑 가능성을 통해 AB-WSCL은 기존 웹 서비스 생태계와의 통합을 지원한다.
• 이 언어는 단순하면서도 표현력이 뛰어나 하나의 형식적 프레임워크 내에서 모델링, 시뮬레이션, 검증, 런타임 실행을 모두 지원한다.
• 이 접근법은 정확성 보장을 갖춘 설계 시기 검증과 런타임 실행을 모두 가능하게 하여 실제 서비스 조합 응용 분야에서의 실용성을 입증한다.