Enhanced service discovery via shared context in a distributed architecture

Abstract

[eng] The objective of this thesis is to demonstrate that sharing the vocabulary for service description enhances the service discovery mechanism. The proposed solution is a distributed architecture for enhanced context-aware web services. The starting point is a motivation scenario in which university students are trying to share a solution about a specific problem in a campus environment. Taking into account the case’s requirements, two research scopes have been set: context-aware systems and service discovery mechanisms. In the first one, context modeling techniques were analyzed. System capabilities were illustrated via an abstract layered architecture. In the second scope, industry and consortia supported discovery approaches were described. A special focus was given to research initiatives that integrate the context-awareness feature within discovery mechanisms. The proposed solution includes an ontology-based context model for describing service vocabulary. This model is shared among users to facilitate the description of their petitions. The Devices Profile for Web Services (DPWS) was integrated in the architecture as a framework for sending, describing and discovering Web services. The adopted validation methodology consisted in comparing scenarios with the context ontology as vocabulary source and others that use synonyms from Wordnet. A series of discrete-event simulations were set up by specifying performance metrics related to the discovery mechanism, control parameters and user behavior models. The results have shown that using the context ontology enhances the discovery ratio as well as the mean discovered services per request. Scenarios with the ontology as vocabulary source generated an overhead of probe messages compared to Wordnetbased scenarios.

[spa] El objetivo de esta tesis es demostrar que los mecanismos de descubrimiento de servicio mejoran cuando se comparte el vocabulario para la descripción del servicio. La solución propuesta se basa en una arquitectura distribuida para servicios web sensibles al contexto. El punto de partida es un escenario en el que un grupo de estudiantes universitarios desean compartir las soluciones de un ejercicio o problema estando todos ellos situados en el campus. Teniendo en cuenta los requisitos de este caso de partida, el trabajo de investigación se ha centrado en dos ámbitos, en los sistemas sensibles al contexto y en los mecanismos de descubrimiento de servicios. Dentro del primer ámbito, se ha llevado a cabo un análisis detallado de las técnicas de modelado del contexto. Las capacidades del sistema han sido ilustradas mediante un arquitectura abstracta dividida en capas. En el caso del segundo ámbito de investigación, se han descrito las soluciones de descubrimiento de servicios que tienen el soporte de las industrias. Las soluciones en las que se han integrado las características de sensibilidad al contexto junto con los mecanismos de descubrimiento han sido analizadas con una especial atención. La solución propuesta incluye un modelado del contexto mediante el uso de ontologías, con el objetivo de describir el vocabulario de los servicios. Este modelo se comparte entre los distintos usuarios del sistema para facilitar la descripción de sus peticiones. El Devices Profile for Web Services (DPWS) ha sido integrado en la arquitectura propuesta con el objetivo de enviar, describir y descubrir los servicios Web. La metodología para la validación ha consistido en comparar distintos escenarios que usan la ontología del contexto como fuente del vocabulario, con otros en los que se usan sinónimos extraídos de Wordnet. Esta comparación se ha realizado usando los resultados de una serie de simulaciones de eventos discretos. Gracias a estos escenarios de simulación se han estudiado las métricas de rendimiento relacionadas con los mecanismos de descubirmiento, los parámetros de control y los modelos de comportamiento. Los resultados han mostrado que el uso de ontologías de contexto mejoran el ratio de descubrimiento de servicios al igual que el número medio de servicios descubiertos por petición. Escenarios con la ontología como fuente

de vocabulario han generado un overhead de los mensajes Probe comparando con escenarios basados en Wordnet.