[논문 리뷰] Towards a Graph-Based Approach for Web Services Composition

Chaker Ben Mahmoud, Fathia Bettahar외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 06. 18.

Service-Oriented Architecture and Web Services참고 문헌 4인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 입력/출력 종속성과 실행 순서를 표현하기 위해 방향성 그래프로 서비스와 그 조합을 모델링함으로써 자동 웹 서비스 조합을 위한 그래프 기반 접근법을 제안한다. 이 방법은 사용자 쿼리에 기반한 효율적이고 구조화된 웹 서비스 조합을 가능하게 하며, 핵심 기여는 자동 서비스 오케스트레이션과 실행 순서 설정을 지원하는 형식화된 그래프 모델을 제공하는 것이다.

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.

연구 동기 및 목표

• 복잡한 애플리케이션 작업을 위한 통합되고 실행 가능한 워크플로우로 다수의 웹 서비스를 조합하는 도전 과제를 해결한다.
• 기존 조합 방법에서 서비스 종속성과 실행 순서의 형식화된 모델링 부족을 극복한다.
• 사용자가 정의한 입력/출력 요구사항을 기반으로 구조화된 그래프 표현을 사용해 복합 웹 서비스를 자동 생성한다.
• 정확성과 실행 순서 설정에 대한 추론을 지원하는 서비스 조합을 위한 형식화된 프레임워크를 제공한다.

제안 방법

• 개별 웹 서비스를 방향성 그래프의 노드로 표현하고, 간선을 통해 입력 및 출력 데이터 종속성을 나타낸다.
• 사용자 쿼리를 입력 노드가 입력을 나타내고 대상 노드가 필요한 출력을 나타내는 방향성 그래프로 모델링한다.
• 사용자 쿼리 그래프와 가용 서비스 그래프를 정렬하기 위해 그래프 매칭 및 변환 기법을 적용한다.
• 데이터 흐름의 정확성을 보장하기 위해 조합된 그래프의 위상 정렬을 통해 실행 순서를 강제한다.
• 원자 서비스와 복합 서비스 워크플로우를 모두 형식화된 그래프 모델로 표현한다.
• 서비스 탐색과 조합을 통합된 그래프 기반 프레임워크에 통합하여 종단 간 자동화를 지원한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 사용자 요구사항에 기반한 자동 조합을 지원할 수 있는 형식화된 방식으로 웹 서비스를 모델링할 수 있는가?
• RQ2 어떤 그래프 기반 형식화가 서비스 종속성과 실행 순서의 효과적인 표현을 가능하게 하는가?
• RQ3 사용자의 입력/출력 사양을 어떻게 자동으로 유효한 웹 서비스 시퀀스로 매핑할 수 있는가?
• RQ4 분산 웹 서비스의 조합에서 정확성과 일관성을 보장하기 위한 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 방향성 그래프 모델이 확장 가능하고 유지보수 가능한 서비스 오케스트레이션을 효과적으로 지원할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 그래프 기반 모델은 통합된 형식화된 표현 방식을 사용해 원자 서비스와 복합 서비스 워크플로우를 성공적으로 표현한다.
• 그래프 변환을 통해 사용자 쿼리와 가용 서비스 그래프를 매칭함으로써 이 접근법은 자동 조합을 가능하게 한다.
• 조합된 그래프의 위상 정렬을 통해 실행 순서가 정확하게 보장되어 데이터 종속성 위반을 방지한다.
• 이 방법은 모듈화되고 확장 가능한 조합을 지원하여 새로운 서비스의 동적 통합이 가능하다.
• 프레임워크는 고수준의 사용자 사양으로부터 실행 가능한 서비스 조합을 생성하는 데 가능성을 입증한다.
• 방향성 그래프의 사용은 서비스 조합의 정확성과 효율성에 대한 추론을 위한 명확하고 형식화된 기반을 제공한다.