SZTAKI - Department of Distributed Systems

Az INFRAWEBS projekt fõ célja egy szoftver eszközkészlet kifejlesztése amely támogatja a WSMO alapú szemantikus webszolgáltatások (SzWsz) teljes életciklusát, beleértve azok létrehozását, karbantartását és végrehajtását.
A szemantikus webszolgáltatások új lehetõségeket kínálnak a kooperáció, csoportos munkavégzés, szolgáltatás gyártás és fenntartás területein.

Ezekkel az új generációs eszközökkel a szolgáltatók és szoftverfejlesztõk képesek lesznek nyílt és bõvíthetõ webszolgáltatás-fejlesztõi platformok létrehozására. A megvalósuló szolgáltatások nyílt szabványokon és ajánlásokon alapulnak majd, mint például BPEL4WS, WSMO, WSMX, WSML, SPARQL, RDF, stb. Ezen ajánlasok között kiemelt fontosságú projektünkben a W3C felé javaslatként is benyújtott WSMO (Web Services Modelling Ontology), amelyet a Webszolgáltatások leírására használunk.

Az INFRAWEBS hálózat lazán kapcsolt egységekbõl épül fel, ahol minden egység egy teljes értékû, adaptálható szemantikus webszolgáltatási környezet, és a hálózat révén a webszolgáltatások szélesebb körben is elérhetõvé válnak. A fejlesztõk környezet nyújtotta eszközökkel tervezhetik, elemezhetik és karbantarthatják WSMO alapú szemantikus webszolgáltatásaikat.

Az INFRAWEBS keretrendszer

A projekt erõfeszítései konkrét szoftvermodulok és azok integrált rendszerének (az INFRAWEBS keretrendszer) kifejlesztéseire irányulnak. A keretrendszer mûködésében megkülönböztetjük a szolgáltatások tervezési és végrehajtási fázisát. A tervezési fázisban az alábbi komponensek állnak a szolgáltatók, tervezõk, szolgáltatásbrókerek rendelkezésére:

• SzWsz Tervezõ, amely a webszolgáltatás WSMO leírásának (modelljének) létrehozását segíti és koordinálja grafikus szerkesztõfelületekkel és beépített esetalapú logikai következtetõvel. Ide tartozik a szolgáltatás képességeinek (capability) és interfészének (grounding, choreography, orchestration) definiálása.
• Szervezeti Memória, amely a rendelkezésre álló nem-szemantikus és szemantikus formában elérhetõ adatokat tárolja és kategorizálja, és ezzel lehetõvé teszi az információk hasonlósági vagy kulcsszó alapon történõ keresését.
• Szemantikus Információs Bróker, amely a hagyományos webszolgáltatások adatait gyûjti, regisztrálja és szolgáltatja SPARQL keresõfelületen keresztül többek között az SzWsz Tervezõ felé.
• SzWsz Komponáló, amely szemantikus webszolgáltatások kompozícióját támogatja grafikus szerkesztõfelülettel. Ezzel az eszközzel összetett folyamatokat állíthatunk össze egyszerû webszolgáltatásokból esetalapú következtetés segítségével.

A végrehajtási fázisban a szolgáltatás használóit a következõ modulok segítik:

• Elosztott Tárház, amely a szemantikus leírások (célok, szolgáltatások, mediátorok WSML nyelven) tárolására és lekérdezésére szolgál. A tárház két részre oszlik: a belsõ tárolóra, amely a szûkebb szolgáltatói környezet összes elemét elérhetõvé teszi, és egy nyilvántartásra, amely az INFRAWEBS peer-to-peer hálózat összes egységétõl gyûjti a nyilvánosnak szánt adatokat.
• A Szolgáltatás Elérési Middleware az INFRAWEBS keretrendszert használó alkalmazások számára nyújt egy egyszerû és koncentrált elérési pontot, amely végigvezeti a keretrendszer felhasználóit a szolgáltatásvégrehajtás lépésein (szolgáltatás keresése, kiválasztása és futtatása).
• A SzWsz Végrehajtó modul a WSML leírásban megadott módon lefuttatja a megadott szemantikus webszolgáltatást (és ezáltal a belecsomagolt hagyományos webszolgáltatást is), végrehajtva a kívánt konverziókat (grounding, choreography, orchestration) a szemantikus és WSDL/SOAP-alapú reprezentációs szintek között.
• A Minõségbiztosítási (QoS) Bróker megfigyeli a webszolgáltatások végrehajtását, méri a végrehajtás jellemzõit, és statisztikát generál a mért adatokból, amelyet késõbb a szolgáltatások kiválasztásánál lehet figyelembe venni.
• A Biztonsági modul egy védelmi "immunrendszer", amely a szoftverkörnyezet váratlan változásait és a visszaélési kísérleteket észleli és reagál azokra.

Az INFRAWEBS projekt megoldása abban is újszerû, hogy integrálja a nem-szemantikus (pl. hasonlósági keresés, esetalapú egyezés) és szemantikus (logikai) módszereket és adatokat a probléma megoldása érdekében.

Middleware a Szemantikus Webszolgáltatásokhoz

A projektben a SZTAKI Elosztott Rendszerek osztálya által kifejlesztett Szolgáltatás Elérési Middleware egyszerû felületet nyújt a szemantikus webszolgáltatások használatához SOAP üzeneteken keresztül:

• szolgáltatás keresése (discovery): a felhasználó által megfogalmazott logikai célt megvalósító szolgáltatások keresése
• szolgáltatás kiválasztása: amennyiben több szolgáltatás is megfelel a célnak, ezek közül ki kell választani egyet. A cél ennek a választásnak a támogatása. Ehhez felhasználhatóak a rendszer által megfigyelt statisztikai adatok illetve a felhasználó további elvárásai (preferenciái). A választás során fellépõ minõségi és egyéb szempontok alapján a szolgáltatások listája szûrhetõ vagy újrarendezhetõ.
• a szolgáltatás futtatása: a kiválasztott webszolgáltatást a rendszer a megadott bemeneti adatokkal elindítja, az eredményt pedig szemantikus formában közli a klienssel. A futtatott szemantikus webszolgáltatás végrehajtja a hozzá tartozó kommunikációs mintát, amely leírja a klienssel történõ kommunikációt (choreography, pl. megerõsítés kérése), valamint a hagyományos webszolgáltatásokkal való kommunikációt (orchestration).

Szokásosan logikai következtetést használnak a felhasználó céljának megfelelõ szolgáltatások megkeresésére. Ez általában erõforrás-igényes, lassú mûvelet, mivel bonyulult logikai következtetések zajlanak a háttérben. Az INFRAWEBS projektben egy hibrid megoldást választottunk, amely a hagyomáyos szöveges keresést ötvözi a logikai következtetéssel. Az elsõ lépésben a hasonlósági illetve kulcsszó alapú keresõ leszûkíti a szóba jövõ szolgáltatások listáját, anélkül hogy egyetlen lehetséges megoldás is elveszne. A következõ lépésben a logikai megfeleltetést már csak erre a szûkebb listára kell végrehajtani.
A második lépésben a szolgáltatás illesztése a megadott célhoz logikai programozási eszközökkel történik, a megoldást Prologban implementáltuk.

A megoldást szemléltetõ demonstrációs környezetet a következõ címen lehet kipróbálni: http://infrawebs.dsd.sztaki.hu.