دانلود رایگان ترجمه مقاله رویکرد مبتنی بر ژنتیک برای ترکیب سرویس وب (ساینس دایرکت – الزویر 2015)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F2134

مدل ترکیب
تعاریف زیر در این تحقیق مورداستفاده قرار خواهند گرفت
تعریف 1 (خدمات متمرکز). خدمات متمرکز (هسته‌ای) یک واحد مستقل هستند و می‌توانند وظیفه‌ی خاصی را در سامانه‌ی خدمات رایانشی ارائه دهند. خدمات هسته‌ای به‌واسطه‌ی فراهم آوردگان خدمات در اختیار کارگذاران قرار می‌گیرند تا بتوانند بازخوانی شوند.
تعریف 2 (مجموعه‌ی خدماتی) یک مجموعه‌ی خدماتی، طیفی از خدمات هسته‌ای است که عملکرد یکسانی دارند ولی سطوح QoS آن‌ها متفاوت است.
شکل 2 می‌تواند دیدگاه‌های مفهومی از ترکیب خدمات وب محور را ارائه دهد. با توجه به درخواستی مرتبط با ترکیب، یک‌روند ترکیبی طراحی می‌شود که می‌تواند روند کاری اجزای مختلف را بیان کند.
1. کشف خدمات: یک مجموعه‌ی خدماتی برای هر وظیفه درروند ترکیب می‌تواند در رابطه با توضیحات کاربردی خدمات هسته‌ای کشف شود.
2. گزینش خدمات: با توجه به توصیف غیرکاربردی خدمات و شبکه‌ی QoS، روند گزینش خدمات می‌تواند خدمات هسته‌ای را از مجموعه‌های خدماتی انتخاب کند.
. توافق‌نامه در سطح خدمات
در SOA، توافق‌نامه در سطح خدمات (SLA) می‌تواند به‌عنوان قرارداد قانونی در بین فراهم‌کننده‌ی خدمات و کاربر مدنظر قرار گیرد. این قرارداد می‌تواند در بستر یک‌روند کاری تعریف شود که از ملزومات پیوسته‌ی QoS محسوب می‌شود مانند ظرفیت کاری کلی، مانایی و هزینه (برای مثال هزینه‌های استفاده از منابع). در این مقاله یک SLA می‌تواند با زمان واکنش و پاسخ پشت سرهم مشخص گردد و همچنین می‌توان قیمت، در دسترس بودن و شهرت خدمات ترکیب‌شده را نیز مدنظر قرارداد.
2.2. خدمات وب بر اساس QoS
QoS می‌تواند خصوصیات غیرکاربردی را بیان کند. QoS مرتبط با خدمات هسته‌ای می‌توانند توسط فراهم آورندگان ارائه شوند، بر اساس زمان اجرا محاسبه گردند و توسط کاربران نظرات گردند و یا به‌واسطه‌ی بازخورد کاربران در رابطه با خصوصیات هرکدام از معیارهای QoS جمع‌آوری گردند. در این مقاله، ما بر چهار معیار مشخص QoS تمرکز داریم که در جدول 1 نشان داده‌شده است.
2.3. خدمات وب آگاه از موقعیت
خدمات متعدد هسته‌ای وجود دارند که می‌توانند بر اساس خصوصیات مختلف اجرایی شوند تا بتوانند یک عملکرد یکسان را ارائه دهند. به‌علاوه، یک کاربرد می‌تواند در زمینه‌های وابسته‌ی متعددی ارائه شود، ما آن‌ها را به‌عنوان خدمات هسته‌ای مختلف مدنظر قرار می‌دهیم که در این تحقیق عملکرد یکسانی را ارائه می‌دهند. میزان توزیع خدمات هسته‌ای می‌تواند بر QoS یک سرویس ترکیب‌شده تاثیر داشته باشد. برای مثال، در مقایسه با دو خدمات هسته‌ای اجراشده بر روی یک عامل، اگر دو خدمات هسته‌ای بر دو موقعیت موجود در آسیا و اروپا اجرایی شوند، تأخیر شبکه بین آن‌ها می‌تواند پارامتر مهمی باشد و این حالت زمان به میزان زیاد خود را نشان می‌دهد که این دو موقعیت باهم ارتباط برقرار کنند.
عملکرد شبکه برای عملکرد خدمات ترکیب‌شده‌ی توزیع یافته ضرورت دارد. ما می‌توانیم تأخیر شبکه را در دودسته بندی مختلف قرار دهیم: تأخیر شبکه در بین خدمات و تأخیر شبکه در بین خدمات و کاربر.
تأخیر شبکه در بین خدمات که با متغیر dt1 در این مقاله نشان داده می‌شود به‌طورکلی و عمده از موقعیت جغرافیایی آن دسته از پایگاه‌های اطلاعاتی به دست می‌آیند که خدمات بر روی آن‌ها قرار می‌گیرند. تأخیر در بین مراکز داده‌ای قابل‌اندازه‌گیری و تخمین است، زیرا عدد پایگاه‌های داده‌ای برای یک فراهم‌کننده‌ی مشخص خدمات داده‌ای محدود و ثابت است. فراهم‌کننده‌ی ابر می‌تواند تأخیر شبکه را در بین پایگاه‌های داده‌ای ثبت کند تا بتواند کاربرد آن را تسهیل نماید. تأخیر شبکه در بین خدمات و کاربر که در این مقاله به‌صورت dt2 بیان‌شده است می‌تواند به‌طورکلی توسط محیط شبکه در بین آن‌ها تشخیص داده شود. این تأخیر می‌تواند از بازخورد شبکه و اطلاعات مرتبط با روند اجرای نظارت حاصل شود. بسیاری از تحقیق‌ها با اندازه‌گیری نقطه‌به‌نقطه QoS مرتبط با شبکه سروکار دارند ولی این موضوع در اینجا زیاد مدنظر نیست.
2.4. خدمات ترکیب‌شده
اغلب اوقات SLA می‌تواند بر اساس سطح QoS از حالت قراردادی استفاده ‌کند. به‌منظور تصمیم‌گیری در این زمینه که آیا خدمات ترکیبی می‌توانند یک SLA را برآورد کنند و یا خیر، باید QoS های پیوسته‌ی آن را به‌واسطه‌ی تجمیع خدمات هسته‌ای QoS و شبکه‌ی QoS بررسی کنیم. QoS مرتبط با خدمات ترکیبی به ساختار مسیر ترکیب‌شده بستگی دارد. شکل 3 نشان‌دهنده‌ی ساختارهای سه‌جزئی است: تناوبی، موازی و شرطی. محاسبه‌ی QoS مربوط به ساختار تناوبی می‌تواند زمینه‌ای برای محاسبه‌ی QoS از دیگر ساختارها ارائه دهد. همانند دیگر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، توابع تجمیعی برای محاسبه‌ی QoS از خدمات ترکیبی در جدول 2 ارائه‌شده‌اند؛ که در این رابطه، Ti بیان‌کننده‌ی زمان واکنش تجمیعی از شاخه‌ی تناوبی i‌اُم است.
2.5. بیان مسئله
هدف ترکیب خدمات محور در یک محیط ابری توزیع‌شده ازلحاظ جغرافیایی یافتن یک مسیر ترکیبی است که در این رابطه عملکرد کلی می‌تواند بهینه باشد و ملزومات QoS می‌توانند مورد تائید قرار گیرند. درنتیجه، برای یک درخواست ترکیبی، مسئله این است که چگونه باید خدمات مناسبی برای هر روند کاری انتخاب کرد.
1. تجربه‌ی کاربر می‌تواند بهینه شود
2. ملزومات QoS توضیح داده‌شده در SLA می‌توانند برآورد شوند.
. الگوریتم ترکیب خدمات
3.1. طراحی الگوریتم
روندی که ما ارائه دادیم بر اساس یک الگوریتم ژنتیک مطرح می‌شود. بسیاری از روش‌های جستجو شناخته‌شده وجود دارند مانند Tabu Search، Simulated Annealing و Genetic algorithm و این عوامل برای حل بسیاری از مسائل مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند و همچنین این موضوع به اثبات رسیده است که آن‌ها با عوامل متناظر متناسب‌سازی شده‌ی خود تاثیر بیشتری دارند. هرکدام از این روش‌ها دارای خصوصیات مشخص خود هستند که می‌توانند برای محیط‌های مختلف مورداستفاده قرار گیرند. در رابطه با روندی که ما ارائه دادیم، ما به این خاطر از الگوریتم ژنتیکی استفاده کردیم چون الگوریتم ژنتیکی می‌تواند برای مدل ترکیبی ما مناسب باشد. درنهایت، الگوریتم ژنتیکی می‌تواند جمعیت محور باشد، درحالی‌که Tbau search و Simulated Annealing تک عضو محور هستند. روش‌های جمعیت محور در مقایسه با روش‌های تک عوض محور برای روند کاری ما مناسب‌تر هستند. با در نظر گرفتن ملزومات QoS بیان‌شده در SLA، ما می‌توانیم اصلاحاتی بر روی ایجاد یک جمعیت اولیه ارائه کنیم که این فرایندها می‌توانند تناسب ژن محتمل و عالی را در جمعیت ما افزایش دهند. روش مورداشاره می‌تواند میزان راه‌حل اجرایی محتمل را تا حد عالی افزایش دهد. در گام دوم، بهینه‌سازی پارامترها برای الگوریتم ژنتیکی ساده‌تر از دیگر الگوریتم‌ها تحت مدل مورداشاره هستند. با توجه به پیچیدگی و تنوع محیط ابری، روش جستجو برای ترکیب خدمات باید جهت طرح‌بندی ساده باشد. بهینه‌سازی پارامترهای موردنیاز برای دیگر روش‌ها اغلب اوقات پیچیده هستند. برای مثال، عملکرد Simulated Annealing به میزان زیاد به دمای اولیه، میزان خن سازی و احتمال انتقال و غیره بستی دارد.