CBR4WSD: A CBR based approach for Web service discovery
CBR4WSD : Une approche de découverte de services Web par Raisonnement à Partir de Cas
Résumé
The success of the published Web services depends on the ability to discover and reuse them. The UDDI standard directory allows users to search for published Web services by providing a discovery mechanism based on syntactic research. However, this approach presents limitations. To remedy this situation, many work have proposed to integrate semantics in the services description. The aim is to ensure a better interpretation and subsequently warrant an efficient discovery by improving the quality of results. These studies fall into three categories of approaches: the algebraic approach, the deductive approach and the hybrid approach. The latter one aims to fill the limits of the first two approaches in order to achieve an effective discovery. It includes some work adopting Case Based Reasoning. The objective of these work is to capitalize on the experience by reusing solutions of similar cases to solve a target case that represents a query. However, most of the concerned work are limited on the one hand, to the discovery of Web services described using OWL-S ontology, and on the other hand, to the services functional properties. We believe that a Web services discovery approach aligned with the W3C standards and covering various aspects of this problem, but also aiming to optimize the discovery time, is still needed to improve the performance of the discovery process. The CBR4WSD approach that we have proposed stands in this context. It is a new approach based on Case Based Reasoning for discovering semantic Web services. Its contribution outline covers a set of aspects which aim to overcome the limitations of existing approaches. These aspects are mainly related to the treatment rationalization, the control of the treated Web services volumetry, the compliance to standards and the improvement of the results’ quality, by covering both clients’ functional and non-functional needs. In order to achieve these objectives, the CBR4WSD approach uses a semantic model based on W3C standards. This model slightly extends the WSDL standard and aligns with the SAWSDL and WS-Policy standards. It covers the services functional and non-functional aspects to not only enable the discovery of Web services in response to a query but also to select the best services by taking into consideration the preferences of the client. In addition, this approach offers an organization of the case base by service community in order to optimize the time of discovery. Along these same lines, it uses a retrieval process (search for similar cases) that emanates in an online process and another offline one. The latter consists mainly on a pretreatment that performs the semantic matching of the involved ontological concepts. As for the online process, it is essentially charged of the dynamic calculation of similarities between source and target cases. Finally, the proposed approach has been implemented by the establishment of the CBR4WSD system and validated through experimentation in the field of tourism, particularly the flight booking services.
Le succès des services Web publiés dépend de la possibilité de les découvrir et par la suite les réutiliser. L’annuaire standard UDDI permet à l’utilisateur de rechercher des services Web publiés en fournissant un mécanisme de découverte fondé sur une recherche syntaxique. Toutefois, cette solution présente des limites dont l’importance croit avec l’évolution pléthorique des services Web. Pour y remédier, de nombreux travaux ont proposé d’intégrer la sémantique dans la description des services. Le but est d’en assurer une meilleure interprétation et par la suite garantir une découverte efficace en améliorant la qualité des résultats obtenus. Ces travaux s’inscrivent dans trois catégories d’approches : l’approche algébrique, l’approche déductive et l’approche hybride qui vise à bénéficier des deux précédentes. Cette dernière comprend entre autres quelques travaux adoptant un raisonnement à partir de cas i.e. (Case Based Reasoning, CBR). L’objectif de ces travaux est de capitaliser sur l’expérience en permettant de réutiliser les solutions des cas similaires à un cas cible représentant une requête. Néanmoins, la plupart des travaux en question se limitent d’une part, à la découverte des services Web décrits selon l’ontologie OWL-S, et d’autre part, aux propriétés fonctionnelles des services. Nous pensons alors qu’une approche de découverte de services Web alignée avec les standards W3C et couvrant différents aspects liés à cette problématique, mais aussi visant à optimiser le temps de découverte, demeure nécessaire pour améliorer la performance du processus de découverte.L’approche CBR4WSD que nous proposons s’inscrit dans ce contexte. Elle constitue une nouvelle approche à base de raisonnement à partir des cas pour la découverte de services Web sémantiques. Son contour de contribution couvre un ensemble d’aspects qui visent à remédier aux limites des approches existantes. Ces aspects sont essentiellement relatifs à la rationalisation du traitement, à la maîtrise de la volumétrie des services Web traités, au respect des normes, et à l’amélioration de la qualité des résultats obtenus, en couvrant les besoins fonctionnels du client aussi bien que ses besoins non-fonctionnels. En vue d’atteindre ces objectifs, l’approche CBR4WSD utilise un modèle sémantique fondé sur les standards W3C. Ce modèle étend légèrement le standard WSDL et s’aligne avec les standards SAWSDL et WS-Policy. Il couvre les aspects fonctionnels et non-fonctionnels des services afin de permettre non seulement la découverte des services Web répondant à une requête mais aussi la sélection des meilleurs d’entre eux en prenant en considération des préférences du client. En outre, cette approche propose une organisation de la base de cas par communautés de services dans le but d’optimiser le temps de découverte. Dans cette même optique, elle utilise un processus de remémoration (recherche de cas similaires) qui se décline en un processus online et un autre offline. Ce dernier consiste principalement en un prétraitement réalisant l’appariement sémantique des concepts ontologiques mis en jeu, tandis que, le processus online se charge essentiellement du calcul dynamique des similarités entre les cas sources et cible. Finalement, l’approche proposée a été mise en œuvre par la mise en place du système CBR4WSD et validée à travers une expérimentation dans le domaine du tourisme, et en particulier, les services de réservation de billets d’avion.
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