一種Web服務的服務質量預測方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術領域，更具體地說，涉及一種Web服務的服務質量預測方法 和裝置。
【背景技術】
[0002] Web服務（WebService)技術以其自包含、自描述、模塊化的特點以及松耦合、低 成本等顯著優(yōu)勢成為目前面向服務架構（ServiceOrientedArchitecture，SOA)最成功的 實現(xiàn)技術。然而，隨著大量的Web服務被構建和發(fā)布，網絡中出現(xiàn)了大量功能相同或相近但 服務質量（QualityofService，QoS)各異的Web服務。包括可靠性、可用性、安全性等在 內的QoS指標作為非功能屬性的代表成為Web服務選擇的重要依據。但是，受服務提供商 的硬件及軟件等基礎設施、網絡狀況、服務請求負載等因素的影響，Web服務的QoS呈現(xiàn)出 明顯的動態(tài)特性，因此，非常有必要開展Web服務的QoS動態(tài)預測研究，通過預測Web服務 的QoS的預期水平來評估不同Web服務的非功能屬性，并依據此進行Web服務的選擇。
[0003] 現(xiàn)有技術中關于Web服務的QoS預測方法主要包括以下幾種方法：
[0004] (1)基于協(xié)同過濾（Collaborative Filtering，CF)及其改進算法的QoS預測方 法。
[0005] 具體地，針對用戶端的QoS指標，該類方法依據相似度高的實體間往往具有相似 觀點或屬性的基本假設，選擇與自己相似度高的實體作為推薦者，并根據推薦者的歷史QoS 數(shù)據進行預測。
[0006] (2)基于人工智能的QoS預測方法。
[0007] 具體地，該類方法通過采用大量的歷史QoS數(shù)據構造、訓練并更新免疫算子、人工 神經網絡等人工智能算法的核心部件，進行QoS預測。
[0008] (3)其他QoS預測方法。
[0009] 如基于結構方程模型（StructuralEquationModeling，SEM)的QoS預測方法，利 用QoS歷史信息定量預測在未來時間段內QoS的變化值；又如基于事例推理的QoS預測方 法，依據外界環(huán)境、事務類型、事務大小相同或相近時服務的QoS相同或相近的基本假設進 行QoS預測。
[0010] 然而本發(fā)明的發(fā)明人對現(xiàn)有技術中的上述Web服務的QoS預測方法進行研究后發(fā) 現(xiàn)，現(xiàn)有Web服務的QoS預測方法主要存在以下問題：一是依賴于大量歷史QoS數(shù)據，運行 效率低；二是QoS數(shù)據來源于服務消費者的反饋信息，而服務消費者的反饋信息在數(shù)據量 和數(shù)據的真實性兩方面都帶有不確定性，從而使得Web服務的QoS預測準確性難以保證；三 是難以根據實時的QoS數(shù)據實現(xiàn)QoS預測的自適應校準。

【發(fā)明內容】

[0011] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種Web服務的服務質量預測方法和裝置，以解決現(xiàn)有技 術中Web服務的QoS預測方法存在的依賴于大量歷史QoS數(shù)據，運行效率低，準確性低以及 無法實現(xiàn)自適應校準的難題，以實現(xiàn)服務器端Web服務的QoS預測和自適應校準，為用戶選 擇Web服務提供客觀決策依據。技術方案如下：
[0012] 基于本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種Web服務的服務質量預測方法，包括初始 化的服務質量QoS估計值；所述方法包括：
[0013] 在第k-1個時間窗口結束時，依據所述第k-1個時間窗口的QoS估計值計算得到 第k個時間窗口的QoS公告；k為大于1的正整數(shù)；
[0014] 依據所述QoS公告、第k個時間窗口的卡爾曼增益和第k個時間窗口的QoS量測 值，計算所述第k個時間窗口的QoS估計值；
[0015] 依據所述第k個時間窗口的QoS估計值和QoS公告，計算所述第k個時間窗口的 QoS公告可信度；
[0016] 依據所述第k個時間窗口的QoS公告可信度調節(jié)所述第k+1個時間窗口的大?。?br>[0017] 以調節(jié)后的第k+1個時間窗口的大小為QoS預測周期執(zhí)行后續(xù)預測。
[0018] 優(yōu)選地，當計算第1個時間窗口的QoS公告時，所述在第k-1個時間窗口結束時， 依據所述第k-1個時間窗口的QoS估計值計算得到第k個時間窗口的QoS公告包括：
[0019] 在所述第1個時間窗口開始時，依據初始化的QoS估計值為計算得到第1個時間 窗口的QoS公告。
[0020] 優(yōu)選地，所述在第k-1個時間窗口結束時，依據所述第k-1個時間窗口的QoS估計 值計算得到第k個時間窗口的QoS公告包括：
[0021] 利用公式==巧毛-!，計算所述第k個時間窗口的QoS公告
[0022] 其中，毛^為第k-1個時間窗口的QoS估計值，F(xiàn)k為第k個時間窗口的QoS狀態(tài)轉 換矩陣。
[0023] 優(yōu)選地，所述依據所述QoS公告、第k個時間窗口的卡爾曼增益和第k個時間窗口 的QoS量測值，計算所述第k個時間窗口的QoS估計值包括：
[0024] 利用公式4 = 4- +A(4 -)計算所述第k個時間窗口的QoS估計值毛? ? 5.
[0025] 其中，Kk為第k個時間窗口的卡爾曼增益，zk為第k個時間窗口的QoS量測值。
[0026] 優(yōu)選地，所述第k個時間窗口的卡爾曼增益心的計算方法包括：
[0027] 利用公式C=d，7' +0;，計算所述第k個時間窗口的預測誤差協(xié)方差矩陣 ，其中，Pki為第k-1個時間窗口的估計誤差協(xié)方差矩陣，Qk為第k個時間窗口的系統(tǒng)激 勵噪聲協(xié)方差矩陣；
[0028] 利用公式& =6(/r+馬F1，計算所述第k個時間窗口的卡爾曼增益Kk;
[0029] 其中，Rk為第k個時間窗口的量測噪聲協(xié)方差矩陣。
[0030] 優(yōu)選地，所述依據所述第k個時間窗口的QoS估計值和QoS公告，計算所述第k個 時間窗口的QoS公告可信度包括：
[0031] 利用公式
計算所述第k個時間窗口的QoS公告可信度 Trustk；
[0032] 其中，n為QoS指標個數(shù)。
[0033] 優(yōu)選地，所述依據所述第k個時間窗口的QoS公告可信度調節(jié)所述第k+1個時間 窗口的大小包括：
[0034] 判斷所述第k個時間窗口的QoS公告可信度是否小于閾值；
[0035] 如果小于，減小所述第k+1個時間窗口；
[0036] 如果不小于，保持或增大所述第k+1個時間窗口。
[0037] 基于本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種Web服務的服務質量預測裝置，包括初 始化的服務質量QoS估計值；所述裝置包括：
[0038] 第一計算單元，用于在第k_l個時間窗口結束時，依據所述第k_l個時間窗口的 QoS估計值計算得到第k個時間窗口的QoS公告；k為大于1的正整數(shù)；
[0039] 第二計算單元，用于依據所述QoS公告、第k個時間窗口的卡爾曼增益和第k個時 間窗口的QoS量測值，計算所述第k個時間窗口的QoS估計值；
[0040] 第三計算單元，用于依據所述第k個時間窗口的QoS估計值和QoS公告，計算所述 第k個時間窗口的QoS公告可信度；
[0041] 調節(jié)單元，用于依據所述第k個時間窗口的QoS公告可信度調節(jié)所述第k+1個時 間窗口的大??；
[0042] 執(zhí)行單元，用于以調節(jié)后的第k+1個時間窗口的大小為周期執(zhí)行后續(xù)預測。
[0043] 優(yōu)選地，所述第一計算單元計算第1個時間窗口的QoS公告時，具體用于在所述第 1個時間窗口開始時，依據初始化的QoS估計值.％計算得到第1個時間窗口的QoS公告；
[0044] 所述第一計算單元計算第k個時間窗口的QoS公告時，具體用于利用公式 f ，計算所述第k個時間窗口的QoS公告t;
[0045] 其中，毛_:1為第k-1個時間窗口的QoS估計值，F(xiàn)k為第k個時間窗口的QoS狀態(tài) 轉換矩陣。
[0046]優(yōu)選地，所述第二計算單元具體用于，利用公式毛=毛*廠）,計算所 述第k個時間窗口的QoS估計值4 . 9：
[0047] 其中，Kk為第k個時間窗口的卡爾曼增益，zk為第k個時間窗口的QoS量測值。
[0048] 優(yōu)選地，還包括：
[0049] 第四計算單元，用于利用公式4 =_ _，計算所述第k個時間窗口的預 測誤差協(xié)方差矩陣G1其中，Pk1為第k~l個時間窗口的估計誤差協(xié)方差矩陣，Qk為第k個 時間窗口的系統(tǒng)激勵噪聲協(xié)方差矩陣；
[0050] 第五計算單元，用于利用公式果^ = 6 (6 +A) 1，計算所述第k個時間窗口的卡 爾曼增益Kk;
[0051] 其中，Rk為第k個時間窗口的量測噪聲協(xié)方差矩陣。
[0052] 優(yōu)選地，所述第三計算單元具體用于，利用公式
計算所 述第k個時間窗口的QoS公告可信度TrUstk;
[0053] 其中，n為QoS指標個數(shù)。
[0054] 優(yōu)選地，所述調節(jié)單元包括：
[0055] 判斷子單元，用于判斷所述第k個時間窗口的QoS公告可信度是否小于閾值；
[0056] 調節(jié)子單元，用于在所述判斷子單元判斷所述第k個時間窗口的QoS公告可信度 小于閾值時，減小所述第k+1個時間窗口；在所述判斷子單元判斷所述第k個時間窗口的 QoS公告可信度不小于閾值時，保持或增大所述第k+1個時間窗口。
[0057] 應用本發(fā)明的上述技術方案，本發(fā)明提供的一種Web服務的服務質