Automatic Dynamic Web Service Composition: A Survey and Problem Formalization

The aim of Web service composition is to arrange multiple services into workflows supplying complex user needs. Due to the huge amount of Web services and the need to supply dynamically varying user goals, it is necessary to perform the composition automatically. The objective of this article is to overview the issues of automatic dynamic Web service composition. We discuss the issues related to the semantics of services, which is important for automatic Web service composition. We propose a problem formalization contributing to the formal definition of the pre-/post-conditions, with possible value restrictions, and their relation to the semantics of services. We also provide an overview of several existing approaches dealing with the problem of Web service composition and discuss the current achievements in the field and depict some open research areas

Assessing Web Services Interfaces with Lightweight Semantic Basis

In the last years, Web Services have become the technological choice to materialize the Service-Oriented Computing paradigm. However, a broad use of Web Services requires efficient approaches to allow service consumption from within applications. Currently, developers are compelled to search for suitable services mainly by manually exploring Web catalogs, which usually show poorly relevant information, than to provide the adequate "glue-code" for their assembly. This implies a large effort into discovering, selecting and adapting services. To overcome these challenges, this paper presents a novel Web Service Selection Method. We have defined an Interface Compatibility procedure to assess structural-semantic aspects from functional specifications - in the form of WSDL documents - of candidate Web Services. Two different semantic basis have been used to define and implement the approach: WordNet, a widely known lexical dictionary of the English language; and DISCO, a database which indexes co-occurrences of terms in very large text collections. We performed a set of experiments to evaluate the approach regarding the underlying semantic basis and against third-party approaches with a data-set of real-life Web Services. Promising results have been obtained in terms of well-known metrics of the Information Retrieval field

Semantic interoperability in astrophysics for workflows extraction from heterogeneous services

Modern instruments in astrophysics lead to a growing amount of data and more and more specific observations, among which scientists must be able to identify and retrieve useful information for their own specific research. The Virtual Observatory ( http://www.ivoa.net/deployers/intro_to_vo_concepts.html ) architecture has been designed to achieve this goal. It allows the joint use of data taken from different instruments. Retrieving and cross-matching those data is in progress, but it’s impossible today to find a sequence resolving a given science case needing a combination of existing services of whom the user doesn’t knows the specifications. The goal of this work is to propose the basis of an architecture leading to automatic composition of workflows that implement scientific use cases

Web service composition: A survey of techniques and tools

Web services are a consolidated reality of the modern Web with tremendous, increasing impact on everyday computing tasks. They turned the Web into the largest, most accepted, and most vivid distributed computing platform ever. Yet, the use and integration of Web services into composite services or applications, which is a highly sensible and conceptually non-trivial task, is still not unleashing its full magnitude of power. A consolidated analysis framework that advances the fundamental understanding of Web service composition building blocks in terms of concepts, models, languages, productivity support techniques, and tools is required. This framework is necessary to enable effective exploration, understanding, assessing, comparing, and selecting service composition models, languages, techniques, platforms, and tools. This article establishes such a framework and reviews the state of the art in service composition from an unprecedented, holistic perspective

An intelligent, time-optimized monitoring scheme for edge nodes

Monitoring activities over edge resources and services are essential in today's applications. Edge nodes can monitor their status and end users/applications requirements to identify their ‘matching’ and deliver alerts when violations are present. Violations are related to any disturbance of the desired Quality of Service (QoS). QoS depends on a number of performance metrics and can differ among applications. In this paper, we propose the use of an intelligent mechanism to be incorporated in monitoring tools adopted by edge nodes. The proposed mechanism observes the realizations of performance parameters that result in specific QoS values and decides when it is the right time to ‘fire’ mitigation actions. Hence, edge nodes are capable of changing their configuration to secure the desired QoS levels as dictated by end users/applications requirements. In our work, a mitigation action could involve either upgrades in the current services/resources or offloading tasks by transferring computational load and data to peer nodes or the Cloud. We present our model and provide formulations for the solution of the problem. A high number of simulations reveal the performance of the proposed mechanism. Our experiments show that our scheme outperforms any deterministic model defined for the discussed setting as well as other efforts found in the relevant literature

Búsqueda y selección de servicios web con restricciones QoS en ambientes cloud computing

En la actualidad la nube enfrenta problemas para la búsqueda y selección de servicios web, debido al gran número de servicios disponibles por los diferentes proveedores cloud y a la diversidad de criterios de calidad de servicio (QoS, por sus siglas en inglés) de cada uno de ellos. Muchos servicios pueden satisfacer un requisito con criterios de calidad similares. Debido a esto, los desarrolladores de software tienen que elegir los servicios más adecuados para una composición determinada. Esta tesis desarrolla una estrategia para el descubrimiento y selección de servicios web denominada Ar_WSDS, que basa su implementación en el funcionamiento sistemático de reconocimiento de patrones del cerebro. Los servicios web son representados como patrones hacer reconocidos por Ar_WSDS, quien determina los servicios necesarios y suficientes que constituyen la composición y que cumplan con los criterios QoS que el desarrollador defina. El proceso de reconocimiento da como resultado un conjunto de servicios web que cumplen con una métrica de calidad para cada uno de sus servicios como para el servicio compuesto. Ar_WSDS ofrece una nueva visión de reconocimiento que permite dividir el problema de selección en tareas funcionales y descriptivas. El sistema es concebido desde una arquitectura por componentes, principio que brinda granularidad y adaptación para la adición nuevos criterios QoS. Los resultados de la evaluación del sistema demuestran la efectividad del proceso de descubrimiento y selección, y de categorización o ranking de servicios que ofrecen un mayor rango de búsqueda y selección, frente a otros enfoques.DoctoradoDoctor en Ingeniería de Sistemas y Computació

Une approche ontologique pour l'interopérabilité et la composition automatique de services Web : application en astrophysique

Dans le but d’exploiter au mieux les grandes masses de données hétérogènes produites par les instruments scientifiques modernes de l’astrophysique, les scientifiques ont développé le concept d’Observatoire Virtuel (OV). Il s’agit d’une architecture orientée services, qui a pour objectif de faciliter l’identification et l’interopérabilité des données astrophysiques. Malgré le développement et les avancées permises par l’OV dans l’exploitation de ces données, certains objectifs sont partiellement atteints notamment l’interopérabilité, la sélection de services et l’identification de services connexes, etc. Par ailleurs, l’ergonomie des outils à la disposition de l’utilisateur final reste perfectible. De même l’utilisation actuelle des ressources de l’OV, s’appuyant sur des compétences humaines, gagnerait à être automatisée. Les services de données astrophysiques n’étant pas tous inscrits dans l’OV, il serait aussi souhaitable pour permettre une utilisation plus large de ces outils, qu’ils s’appuient également sur des services disponibles en-dehors de l’OV. En vue d’automatiser l’utilisation des ressources en ligne, les sciences de l’information travaillent depuis 2001 à l’élaboration du Web sémantique. Cette évolution apporte au Web des capacités de raisonnement automatiques, basées sur des algorithmes utilisant une nouvelle forme de description des contenus. Cette nouvelle forme de description sémantique se trouve exprimée dans des représentations informatiques appelées ontologies. Malheureusement, les méthodes actuelles d’élaboration du Web sémantique ne sont pas complètement compatibles avec les services OV qui utilisent des modèles de données, des formats et des protocoles d’accès aux services qui s’éloignent de ceux rencontrés habituellement dans les sciences de l’information. Dans ce contexte, cette thèse décrit une méthodologie générique de composition de services sans état, basée sur la description des services par une ontologie dont la définition est proposée dans ce document. Cette ontologie représente aussi bien des services Web que des services non accessibles par le Web. Elle prend en compte certaines spécificités qui peuvent être rencontrées dans les infrastructures de services préexistantes. L’enrichissement de l’ontologie par des concepts issus de domaines d’application spécifiques pour lesquels il n’existe que peu de représentations ontologiques est également pris en compte. La population de cette ontologie, par des services éventuellement éloignés des standards utilisés habituellement dans les sciences de l’information, est aussi traitée. La méthodologie a été appliquée avec succès dans le cadre de l’astrophysique, et a permis de développer une application Web permettant la composition automatique de services utilisable par un public non averti