專利名稱：在具有耦合計算機的網(wǎng)絡內提供服務系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在具有耦合計算機的網(wǎng)絡內提供服務的系統(tǒng)以及方法。
背景技術：
DE 10159931 A1描述了一種通過一個自動化設備訪問具有多個自動化設備的分布式自動化系統(tǒng)的服務的方法。其中，關于待維護的自動化設備的信息形成選擇準則，借助該選擇準則自動查找用于維護待維護自動化設備的服務。在此，該訪問在自動化設備的網(wǎng)絡內進行，其中每個自動化設備都是該網(wǎng)絡內的通信用戶，并且在每兩個自動化設備之間至少在時間上存在所謂的對等(Peer-to-Peer)連接。在可以進行對等通信的網(wǎng)絡中，對所有通信用戶給予相同的訪問網(wǎng)絡的權利。其中，每個通信用戶可以向其他通信用戶提供信息和服務，他自己也可以使用由其他通信用戶提供的信息和服務。此外，還可以查找和定位其它通信用戶的信息和服務，然后訪問這些功能或服務。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，簡化在具有耦合計算機的網(wǎng)絡中服務的提供。
為此，提供了一種用于在具有耦合計算機的網(wǎng)絡中提供服務的系統(tǒng)，其中，·該計算機具有用于存儲對象的存儲器裝置，·該對象具有用于加載、存儲和處理組描述的第一裝置，·該對象具有用于加載、存儲和實施對應于相應組的服務的第二裝置，·為每個組分配已存儲了該組的描述的對象，·該組的描述確定對應于該組的服務的語義，·所述對象具有用于在不同組內并行搜索包含對應于相應組、并可由相應對象實施的服務的對象的搜索裝置，
·所述對象具有用于啟動實施所述可由該組的另一個對象實施的、對應于該組的服務的第三裝置。
該技術問題還通過一種用于在具有耦合計算機的網(wǎng)絡中提供服務的方法來解決，其中，·該計算機存儲對象，·該對象加載、存儲和處理組描述，·該對象加載、存儲和實施對應于相應組的服務，·為每個組分配已存儲該組描述的對象，·一個組的描述確定對應于該組的服務的語義，·該對象并行地在不同的組內查找具有對應于相應組的、并可由相應對象實施的服務的對象，以及·該對象啟動實施可由該組的另一個對象實施的、對應于該組的服務。
本發(fā)明尤其是用于分散的自組織信息系統(tǒng)的多層體系結構的基礎。模塊化的系統(tǒng)結構使得可以動態(tài)擴展該系統(tǒng)的功能，并由此實現(xiàn)了在工作運行時的高度靈活性。對象也稱為同位體(Peer)(同級別的)。組也稱為語義組。對組的描述，也就是對語義有序結構的定義，也稱為組實體，可以后加載到同位體中，尤其是在靜態(tài)運行時。由此可以動態(tài)地將新的搜索策略和新的功能引入該系統(tǒng)。
所提議的虛擬搜索網(wǎng)絡獨立于中心單元，也就是說，結點不必保證其在動態(tài)系統(tǒng)中的可用性。在沒有巨大花費的情況下，各結點可以適應對網(wǎng)絡拓撲結構的更改，而無需更改整個重疊結構。在重疊網(wǎng)絡中搜索服務避免了所謂的溢出機制。
根據(jù)本系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式，對象具有用于找到、卸載和/或定義組描述的第四裝置。由此可以避免使操作者必須清楚告訴一個同位體，該同位體應當加載哪些組實體以及由此加載哪些成員。也就是說，通過讓同位體自身來決定它想要擁有哪些組實體來提高該同位體的自主程度。該同位體可以自主地收集有關新語義組的信息，并查詢屬于該新語義組的組實體的駐留地點。與查找特定于應用的信息或服務相同，可以在一個特殊的、分離的、并具有自己聯(lián)網(wǎng)規(guī)則的搜索網(wǎng)絡中查找語義組。獲得對特定組的查詢并且是所查找組的成員的同位體，將對應的信息(在該情況下是組實體)發(fā)送到提出查詢的同位體，后者然后自主地加載該信息，并成為所期望的語義組的成員?？梢詾樵撎厥馑阉骶W(wǎng)絡確定合適的距離函數(shù)和合適的聯(lián)網(wǎng)策略。
根據(jù)本系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，所述對象具有用于找到和/或定義對應于所述組的服務的第五裝置。由此尤其是可以定義新的服務。
根據(jù)本系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，所述對象具有用于獲得該對象與所述組的所屬關系的第六裝置，從而提供了有關在同位體中加載的組實體的信息。
根據(jù)本系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，所述對象具有用于加載和實施距離函數(shù)的第七裝置，其中該距離函數(shù)用于確定每兩個對象之間的語義距離。在目前公知的對等系統(tǒng)中不存在語義近似描述。在公知系統(tǒng)中，通常采用雜湊(哈希)函數(shù)來將給定的服務描述變換為全系統(tǒng)范圍內唯一的數(shù)值(例如Freenet、Chord、Tapestry、CAN)。然后將該數(shù)值對應于在網(wǎng)絡中提供該服務的結點的地址。雜湊(哈希)數(shù)組的主要問題在于其數(shù)學特性由于哈希值的生成相當于產生相同分布的隨機值，因此服務描述的語義近鄰不能用哈希值表示出。也就是說，所形成的相鄰關系在虛擬搜索網(wǎng)絡內沒有語義意義。
用于產生與相應對象之間的語義距離最小的對象列表的第八裝置完全實現(xiàn)了基于對網(wǎng)絡中提供的服務和信息的內容解釋來建立相鄰關系。由此還可以進行無法用雜湊法實現(xiàn)的模糊搜索和范圍搜索。尤其是建議，所述對象具有用于根據(jù)相應語義距離來影響對象的搜索裝置的第九裝置。如果該系統(tǒng)具有多個語義重疊網(wǎng)絡，則可以基于該特殊搜索在對查詢進行內容分析之前就已經篩選出重要的結點，并因此顯著提高系統(tǒng)性能，尤其是當不同搜索的結果可以組合在一起時。
根據(jù)本系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，所述對象具有用于處理服務描述的第十裝置。
為了加速搜索，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，對象具有用于向相應組內的其它對象傳送對由前一對象不能實施的服務的搜索查詢的第十一裝置。優(yōu)選的，還具有用于識別一個組內的新對象的第十二裝置。
尤其是在層次結構化的信息系統(tǒng)中，有利的是一個組的對象相互之間具有層次關系。在系統(tǒng)中，優(yōu)選具有用于提供信息的服務。
特別靈活的是在系統(tǒng)中，組內的一個對象僅部分地知道該組內的其他對象，其中對于前者至少可以間接的與該組內的所有其他對象進行通信聯(lián)系。這在所述組分別是關聯(lián)組時就是如此。
根據(jù)本系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施方式，如果所述對象具有用于傳送消息的通信裝置，則可以在系統(tǒng)中特別簡單地傳送搜索查詢，其中該通信裝置具有用于分析該消息的語義內容的分析裝置。一般來說，消息是指一個封閉的信息集合，該信息集合由于公知或假定的協(xié)議而在通信伙伴之間進行交換。語義學一般是用語言表示內容含義的學說。在所提議的系統(tǒng)中設置了具有語義的信息(例如文檔)，即具有機器能理解的含義的信息。作為消息的語義，是指通過解釋該消息的內容而得到的信息。目的是從機器可讀的數(shù)據(jù)發(fā)展到機器可理解的數(shù)據(jù)。所提議的系統(tǒng)可以基于對消息的語義內容進行分析而智能地傳遞消息。
如果具有耦合計算機的網(wǎng)絡是工業(yè)自動化系統(tǒng)，則尤其是可以提供一種過程信息系統(tǒng)，該過程信息系統(tǒng)使得可以在具有自配置、多維和可動態(tài)重新加載的語義有序結構的分布式自動化系統(tǒng)中訪問對象的信息和服務。
下面借助附圖中所示的實施例詳細描述和解釋本發(fā)明。
圖1是用于在具有耦合計算機的網(wǎng)絡中提供服務的系統(tǒng)，圖2是一種應用情況下的系統(tǒng)配置，圖3是用于描述分散、自組織信息系統(tǒng)的多層結構的層模型，圖4是其中每一層都由附加的對等組對應關系表示的層模型，圖5是整個系統(tǒng)的對象組件的組成，圖6是語義搜索網(wǎng)絡的同位體的模塊結構，圖7是組實體的實施方式。
具體實施例方式
圖1示出用于在具有耦合計算機4、5的網(wǎng)絡3內提供服務1、2的系統(tǒng)的實施例。計算機4具有用于存儲對象7、8、39、40的存儲裝置20。在圖1中示出兩個組9、10，對象7、39和8、40分別屬于這兩個組。所示對象7存儲組9的描述11。該對象7具有用于加載、存儲和處理組9的描述11的第一裝置21。此外，對象7還具有用于加載、存儲和實施對應于組9的服務1、2的第二裝置22。組9的描述11確定對應于組9的服務1、2的語義。對象7具有用于在不同組9、10內并行搜索對象7、8、39、40的搜索裝置33，這些對象具有對應于相應組9、10、并且可由相應對象7、8、39、40執(zhí)行的服務1、2。此外，對象7還具有用于啟動實施可由該組9的另一對象8實施的、對應于組9的服務的第三裝置23。所示對象7具有用于查找、卸載和/或定義組9、10的描述11的第四裝置24。此外，對象7還具有用于查找和/或定義對應于組9、10的服務1、2的第五裝置25。利用對象7的第六裝置26可以獲得對象7與組9、10的所屬關系。對象7具有用于加載和實施距離函數(shù)38的第七裝置27，該距離函數(shù)用于確定每兩個對象7、8之間的語義距離。利用對象7的第八裝置28可以生成與相應對象7的語義距離最小的對象8的列表。為了根據(jù)相應語義距離來影響搜索裝置33，對象7還具有第九裝置29。利用對象7的第十裝置30處理服務1、2的描述35。對象7還具有用于向相應組9內的其它對象8傳遞查找對象7無法實施的服務的搜索查詢的第十一裝置31。利用第十二裝置32，可以識別一個組9、10內的新對象7、8。對象7具有用于發(fā)送消息36的通信裝置34，其中該通信裝置34具有用于分析該消息36的語義內容的分析裝置37。
圖2示出一種應用情況下的系統(tǒng)配置。通過公司網(wǎng)絡52將具有工程或應用程序、即管理信息系統(tǒng)56的計算機53-55與過程管理系統(tǒng)50以及存儲可編程控制器51相互連接。過程管理系統(tǒng)50和存儲可編程控制器51通過現(xiàn)場總線57與現(xiàn)場設備58-61耦合。公司網(wǎng)絡52通過互聯(lián)網(wǎng)62與另一個公司網(wǎng)絡63連接。該另一個公司網(wǎng)絡63通過存儲可編程控制器64(SPS)以及工程站65與另一現(xiàn)場總線66連接。消息就通過該現(xiàn)場總線66從現(xiàn)場設備67-70發(fā)送出去以及發(fā)送到現(xiàn)場設備67-70。
下面描述本發(fā)明在過程管理技術中的應用。過程管理技術涉及用于引導過程工業(yè)中的過程和設備的功能、措施和裝置。與自動化技術相比，過程管理技術的重點不在于那些能產生自主式過程干預的、對信號進行處理的測量功能、控制功能和調節(jié)功能(MSR)，而在于作為一個整體來考察所有涉及企業(yè)資源“生產信息”的生產任務。在這種關系下也稱為面向信息的過程管理技術。在此，大多數(shù)面向信號的自動化技術可以理解為面向信息的過程管理技術的子集。
作為過程管理技術數(shù)字計算機，優(yōu)先采用過程管理系統(tǒng)(PLS)、存儲可編程控制器(SPS)、基于微控制器的“智能”現(xiàn)場設備以及工業(yè)PC。這些設備通過通信系統(tǒng)、例如現(xiàn)場總線系統(tǒng)和基于以太網(wǎng)的TCP/IP網(wǎng)絡與分布式信息處理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。這種系統(tǒng)具有用于引導過程和操作人員的接口，并由于進一步加劇的聯(lián)網(wǎng)和全球化而越來越多地具有與內部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)中的辦公軟件和面向事務的企業(yè)信息系統(tǒng)(例如企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP)或制造信息系統(tǒng)(MIS))的接口。
與過程的信息接口主要由測量和調節(jié)信號組成，這些信號對于加工過程來說具有直接的物理含義，并且該信息接口通過傳感器和執(zhí)行器來實現(xiàn)。所謂的基礎自動化的任務是從測量信號中將合適的調節(jié)信號反饋到該過程中。這種反饋過程目前在理論上已經很成熟，在實踐中也是可掌握的。
但是，對于企業(yè)信息系統(tǒng)和操作人員的有效相互配合來說，目前觀察過程信號已不再足夠。在生產跟蹤、質量保障、設備管理和維護中需要附加信息，并將這些附加信息對應于生產過程的各個實體(產品、設備、裝置)。在目前常用的管理系統(tǒng)結構中，該信息的駐留地點分布在整個系統(tǒng)中。由此，過程管理技術的軟件系統(tǒng)不僅要執(zhí)行自動化任務，尤其是還要執(zhí)行信息管理任務(“信息代理”)。
與此相關聯(lián)的是需要控制分布式和尤其是分散式的系統(tǒng)。要管理的技術系統(tǒng)越復雜，集中式方案(如目前還在少數(shù)過程管理系統(tǒng)族中遇到的那樣)的局限性就越明顯。此外在實踐中，由于軟件分布在具有不同運行系統(tǒng)和不同體系結構的、分散的計算機結點上以及由于硬件的增減而產生很多問題。另外，過程管理技術的軟件總體上是指不同制造商和版本的、不均勻的、部分利用完全不同方法模塊化和實現(xiàn)的應用程序。通常，這些問題是由于過程管理技術的硬件和軟件運行時間很長而導致的，并由此很難避免。
在當前的自動化系統(tǒng)中，必須事先在配置階段就清楚地告知希望使用該系統(tǒng)其它對象的服務或信息的客戶機，有關對象位于哪些系統(tǒng)部件中。這樣必須例如確定，向哪些部件發(fā)送警告數(shù)據(jù)，或告知可視化系統(tǒng)可以在哪些部件中讀取哪些測量值。在一體化的管理系統(tǒng)中，制造商為了簡化該費事的配置過程而提供了工程系統(tǒng)的功能，這些功能支持自動編制和加載相應的配置文件。
但是事先配置并不總是足夠的，尤其是對于未來的系統(tǒng)結構·在很多情況下會提出下列要求事后在運行時才例如由于臨時出現(xiàn)的問題或由于提出的新自動化或過程技術問題而使用對象實例。
·將計算機和微計算機系統(tǒng)與高效的總線系統(tǒng)一直耦合到現(xiàn)場級別為靠近過程的對象實例提供了在不同的實施部件之間自由對應和動態(tài)移動的可能性。這例如可應用在運行期間對系統(tǒng)進行動態(tài)的重新配置，例如根據(jù)情況提高在部件出現(xiàn)故障時的可用性，或通過有針對性的優(yōu)化措施來改善網(wǎng)絡中的總線和處理器負荷分布。
·在異構信息系統(tǒng)中，通過工程系統(tǒng)來支持配置只在滿足條件時才有可能。因此，尤其是在企業(yè)管理系統(tǒng)領域和接通老化和外來系統(tǒng)時，配置費用顯著增加。
上述要求在公知系統(tǒng)中通過在運行階段之外的工程階段進行重新配置來完成，也就是說配置在運行時一般是靜態(tài)的。對于運行期間可以重新配置的系統(tǒng)，必須例如將一個設備的通信地址的配置更改加載到該系統(tǒng)的所有其它設備中。由此，更新自動化系統(tǒng)的持續(xù)時間非常長。
下面描述分布式的、分散組織的系統(tǒng)的體系結構設計和實現(xiàn)，該系統(tǒng)包含網(wǎng)絡結點(“同位體(Peers)”)，在這些網(wǎng)絡結點之間的通信連接不是先驗的，即不是通過工程確定，而是原理上在需要時通過搜索過程請求才在運行過程中產生。在此，同位體具有這樣的特性，即它們可以既是通信連接的發(fā)送方又是通信連接的接收方。通信連接還用于請求服務(例如存檔服務)。一種特殊的服務是提供信息(例如特定的測量值)。這種系統(tǒng)也稱為對等系統(tǒng)(P2P系統(tǒng))。
這種P2P系統(tǒng)已由互聯(lián)網(wǎng)公開(例如Napster、Gnutella)。但是，在這種公知系統(tǒng)中采用的搜索策略對所有參與的同位體來說都是相同的，并基于純文本搜索或基于面向特性的搜索準則。
下面描述原理上已經可用的代碼技術，這些技術可用多種語言和軟件結構表達為不同的形式·面向對象的模型化·組件技術·互聯(lián)網(wǎng)技術(XML、SOAP、WSDL、Web服務)在所描述的本發(fā)明的實施例范圍內，將這些代碼技術組合在一起并按照過程管理技術的要求進行裁剪。其中，還要考慮可伸縮性、效率、在線能力和與平臺無關性的要求。
在公知的“經典”P2P系統(tǒng)中，“對等”是指計算機可以向其它計算機提供服務，以及搜索和定位由其它計算機提供的服務，并接著訪問這些服務，由此將服務器和客戶機的特性與功能結合在一起?！坝嬎銠C”的概念在這種關系下是指各種計算機系統(tǒng)。在這種關系下，“經典”意味著存在預先定義的、嚴格的有序結構以及采用非語義的搜索策略。大多數(shù)P2P系統(tǒng)一般只提供一個服務，通常是搜索文檔。客戶機是軟件應用程序，其需要另一個軟件應用程序提供的服務(例如信息)。服務器是一種軟件應用程序，其根據(jù)委托向另一個軟件應用程序提供服務(例如信息)。
P2P思想的擴展尤其在于將搜索策略與搜索查詢的內容或者搜索伙伴的組屬性進行匹配，以及在于可以在一個基于P2P的共用網(wǎng)絡中并行和動態(tài)地加載不同的搜索算法。
下面，就P2P系統(tǒng)作為具有用于實現(xiàn)過程管理技術應用的裝置的體系結構的要求來分析和討論目前存在的P2P體系結構。除了模塊化的可能性之外，還考察運行時方面，例如應用元信息和通過應用接口提供服務。
基于該要求，進一步描述一個P2P系統(tǒng)的體系結構模型，該P2P系統(tǒng)具有自配置的、多維和可動態(tài)重新加載的語義有序結構。該P2P系統(tǒng)為相應的特殊應用提供基礎設施。
在公知P2P系統(tǒng)中的搜索策略被證明是非常低效的，并且不能或只能很有限地實現(xiàn)系統(tǒng)的可伸縮性。該低效基于如下事實，即若干P2P系統(tǒng)形成一個具有無規(guī)則相鄰關系的重疊網(wǎng)絡，其中盲目地在結點之間傳遞查詢?；蛘叽嬖趯2P系統(tǒng)的提議，即預先給定相對嚴格的重疊結構，在該重疊結構中信息基于所謂的雜湊函數(shù)存放在結點中。分配給信息的雜湊值使得可以更為容易地在系統(tǒng)中重新找到該信息。
原理上，對于體系結構及在分布式環(huán)境中屬于該體系結構的搜索策略存在3個基本點，下面詳細描述這3點集中的服務管理(中央服務知識庫)、網(wǎng)絡的查詢溢出(溢出/廣播)和采用分布式雜湊表(分布式雜湊表系統(tǒng))。
在集中式體系結構中，一個或少量所選擇的中心服務器管理在網(wǎng)絡中提供的所有服務的描述。由于這個原因，服務供應商向其中一個服務器發(fā)送其服務的描述，而當服務搜索者希望了解特定服務的描述及其駐留地點時，該服務搜索者與服務器進行接觸。為了將中心服務索引始終保持在當前狀態(tài)，必須將已過時的服務，也就是在網(wǎng)絡中不再可用的服務手動地移出，或周期地在預定時間間隔內將其從索引中刪除。
該體系結構不適用于動態(tài)網(wǎng)絡，因為沒有服務器可以在經常更改網(wǎng)絡拓撲結構的條件下保證自身的可獲得性。此外，中央服務器表示“單點故障”。少數(shù)結點的故障就可以使整個系統(tǒng)癱瘓。這種可以克服的系統(tǒng)狀態(tài)往往是系統(tǒng)外部攻擊的目標。
但在其它網(wǎng)絡領域，該體系結構得到了廣泛應用。CORBA Trading ObjectService、Sun Jini和藍牙(Bluetooth)都采用這種集中式結構。該體系結構也同樣適用于諸如Napster及其克隆這樣的協(xié)議或服務定位協(xié)議(SLP)。在電子商務中變得越來越重要的萬維網(wǎng)服務通常由UDDI(萬維網(wǎng)服務的通用描述、發(fā)現(xiàn)和集成)在中心索引中進行管理。最后，在諸如LEAP(輕量可擴展代理平臺)和FIPA-OS(智能物理代理的基礎)的代理平臺上搜索服務的考慮方面主要是基于集中式服務管理結構。
與中心索引直接相反的是廣播體系結構。服務供應商將其服務描述不是分布在網(wǎng)絡的其它結點上，而是本地存儲在該服務自身的駐留地點。這使得必須將對特定服務的搜索查詢傳遞到該網(wǎng)絡的所有成員，并在這些成員處將搜索查詢與現(xiàn)有的服務描述進行比較。為了減少同一個查詢重復到達一個結點，開發(fā)了更為精細的溢出算法。但是并不能完全避免這一點。
總之，該廣播機制由于其要求較大帶寬而不適合網(wǎng)絡。此外，不需要的查詢降低了各結點在處理重要查詢時的效率。盡管如此，在具有極大拓撲動態(tài)性的網(wǎng)絡領域，廣播還是唯一可行的辦法。廣播策略的典型代表是SSDP(簡單服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議)以及完全分散的文件共享協(xié)議，如Gnutella或JXTA搜索。
除了基于中心服務器和面向廣播的方面之外，另一考慮方面就是雜湊。雜湊應用的最著名代表就是Freenet、Chord、Tapestry和CAN。一般采用雜湊函數(shù)來將給定的服務描述變換為全系統(tǒng)范圍內唯一的數(shù)值。然后將該數(shù)值與網(wǎng)絡中提供該服務的結點的地址對應。雜湊應用的主要問題在于其數(shù)學特性由于生成雜湊值相當于產生相同分布的隨機值，因此服務描述的語義相鄰關系不能以雜湊值表示。因此，雜湊只能用于具有極少語義的服務描述(例如作為碼字的布爾邏輯連接的服務描述)。語義豐富的描述，例如可以進行語義“相鄰關系計算”的基于實體的應用，不能借助雜湊函數(shù)進行有意義的處理。在DHT系統(tǒng)中，待管理的資源，也就是信息和服務相互之間不存在關系。
雖然雜湊在搜索代碼唯一可知的針對性搜索中具有很好的性能，但是它對于模糊搜索和范圍搜索來說仍然不是有效的。
在重要查詢具有其源頭的地方存儲信息或在運行時將信息移至該地方的思想已經應用在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。但是，用于分布式數(shù)據(jù)庫的算法基于兩個基本假設，這兩個假設都不涉及P2P系統(tǒng)一個假設是存在少量靜止結點，另一個假設是該系統(tǒng)的用戶擁有對信息駐留地點的完全控制。但在全球范圍的分布式P2P系統(tǒng)中，特定結點可能還沒有準備好接收用于管理的任何信息或聯(lián)系任何相鄰關系。
DHT系統(tǒng)同所有已存在的P2P系統(tǒng)一樣，都是基于一個唯一的重疊網(wǎng)絡?？疾煲粋€重疊網(wǎng)絡作為N個結點的有限集合，其中每個結點ni∈N都具有一個特定的、信息的有限集合I(在此特定信息可以位于不止一個結點中)，這樣每個結點都與少量結點(即該結點所謂的鄰居)虛擬連接。后者又與其它結點虛擬連接。如果將該連接表示成三元組(ni，nj，l)，則ni和nj是連接結點，而l表示連接類型。具有相同l的連接的集合形成重疊網(wǎng)絡。在目前的P2P系統(tǒng)中，所有連接都具有相同的l。這是一種純粹專橫的限制。原理上，P2P系統(tǒng)可以具有多個重疊網(wǎng)絡。在這種情況下，一個結點可以通過“l(fā)1連接”與一個特定的結點組相鄰，并通過l2連接與可能的另一個結點組相鄰。這可能會具有決定性地改善在具有大量結點的系統(tǒng)中進行查找的性能。SUN公司的JXTA框架雖然支持在P2P系統(tǒng)中組形成的能力，但該框架既沒有規(guī)定組結構，也沒有規(guī)定結點應當何時加入一個組或應當如何執(zhí)行組間的搜索。
對不同考慮方面的分析展示出，沒有一個方面可以實現(xiàn)基于語義的服務搜索?，F(xiàn)存的應用或者不適合于完全動態(tài)網(wǎng)絡中的應用(在基于服務器的體系結構的情況下)，或者以存在大帶寬作為前提(在廣播應用的情況下)，由于網(wǎng)絡結點的巨大資源異構性而導致該帶寬不總能得到利用，或者(在基于雜湊的體系結構的情況下)只支持弱語義的服務描述。本發(fā)明提供了語義搜索服務的新的應用。
對具有很大應用范圍的通用P2P系統(tǒng)的要求說明，一個應用的特殊語義不能被完全表達出來。出路在于，用可伸縮的模型范圍來代替不變模型范圍的邊界條件。提議一種開放式的模型體系結構，具有抽象的、通用的基本系統(tǒng)模型，對該基本系統(tǒng)模型可以增加特殊的應用概念，以填補語義空隙?；灸Ｐ秃蛻媚Ｐ偷姆蛛x導致特定于應用的語義與作為基礎的通用模型化模式(模板)之間的分離，并且成為實現(xiàn)獨立于應用的基本功能和基本服務的基礎，并由此成為不同應用協(xié)同工作的基礎。此外，該措施還具有如下優(yōu)點，即掌握基本模型的軟件開發(fā)者不必再自行完全表達出作為基礎的基本問題的解決方案，而是可以將精力集中在應用領域的問題的解決方案上。語義的說明例如與實際文檔分離地存在于所謂的XML模板中，在實際文檔中借助所定義的標記進行語義描述。
此外，在體系結構設計中必須在軟件應用的運行時表示的靈活性與該軟件應用的性能之間進行折衷。靈活的表示說明復雜系統(tǒng)具有高度的可更改性，尤其是結構的可更改性(結構變異)。這種系統(tǒng)具有高度的連通性(很多清楚的內部關系和關系類型)和高度的多樣性(很多系統(tǒng)組件和組件類型)。一個組件是就結構和特性而言完全特殊的軟件模塊，在該軟件模塊中封閉地描述其功能，并只能操縱預先給定的接口。如果一個系統(tǒng)由很多細分的組件構成，則該系統(tǒng)可以在運行時極為靈活地改變。一方面大量的清楚關系導致很多組件之間的通信代價增加。所出現(xiàn)的系統(tǒng)開銷成為性能的負擔。另一方面實現(xiàn)包含在模型化結構中的抽象機制也干擾了性能。如果通過更少的、粗分的組件來表示同一系統(tǒng)，則該實現(xiàn)會更有效。通過將很多細分的組件融合為較少粗分的、不可分離的具體組件，可以充分利用優(yōu)化潛力。
原理上，該措施在過程管理技術(或者在自動化技術)的軟件工程中類似于在普通軟件工程中的措施。但是，將軟件用于過程管理技術的邊界條件部分地明顯偏離在其它應用領域中的邊界條件·軟件應用程序不只是在制造商那里形成，而是有很大一部分是在使用者那里產生并與該使用者的需要相匹配。
·軟件應用程序一部分具有很大的停止時間，并在這段時間內一再根據(jù)更改的要求進行優(yōu)化、補充或替換。
·軟件應用程序必須與大量外來應用程序一起工作(在最簡單的情況下是交換當前數(shù)據(jù)和消息)。
·軟件應用程序必須具有高度的計算機平臺獨立性，因為在運行時期間幾乎不可避免地要出現(xiàn)互異的硬件。
尤其是前兩個邊界條件導致了，在過程管理技術中已提早開發(fā)出特定的、對軟件工程中的措施有著重要影響的技術·在很大程度上由使用者通過接入來自元件庫中的預先完成的組件(例如函數(shù)元件)生成軟件應用程序，并將該軟件應用程序與使用者的需求相匹配。其目標在于，至少在解決例行任務時為使用者解除編程的需要。
·已提供了如下可能，即允許在運行時對軟件進行更改(重新規(guī)劃)(例如在PLS中或在SPS的增量“Delta下載”時實例化元件類型)。由此，規(guī)劃和運行不必再嚴格順序地進行。
在過程管理技術中，在上述關系下表達了若干特定活動的概念。這樣就說明了“規(guī)劃”或“配置”與編程活動的界限。根據(jù)DIN19226第5部分的編程包括“程序設計、編碼和測試”以及由此通常還包括編輯(文本的)源代碼，而規(guī)劃或配置應理解為涉及工程師的如下措施，即從簡單的、已存在和測試過的組件中“構成”一個復雜的程序而無需編輯源代碼。規(guī)劃或配置本身包括建立結構和形成參數(shù)的活動。在建立結構時，通過將組件重新補充到應用程序中、相互連接或重新刪除，可以更改該應用程序的結構(也就是說更改軟件組件的數(shù)量及其關系)。在形成參數(shù)時，對組件的變量分配可以影響該組件并由此影響整個系統(tǒng)的值。但是在此，組件結構保持不變。
簡而言之，過程管理技術中的軟件應用程序的壽命周期可以分為3個階段·組件建模和編程(分析、設計和實施)，·從組件中規(guī)劃應用系統(tǒng)(系統(tǒng)結構)，以及·應用程序的工作運行其中，第二和第三階段可以同時進行。
待實現(xiàn)的過程管理技術的應用程序的模型通常包括面向對象的基本元素。如果還考慮已提到的過程管理技術中的工程階段，則對該方面有利的是，通過運行時規(guī)劃的軟件組件來表示P2P系統(tǒng)的功能所需對象的實現(xiàn)。
由于在構成應用系統(tǒng)時面向結構的因素最為重要，并應當可以在運行時靈活地加以更改，因此P2P系統(tǒng)不可避免的是一種“白匣子”，其內部結構可以通過系統(tǒng)接口清楚可見(可識別的對象和關系)。與此相反，根據(jù)“黑匣子”原理，單個組件的內部結構在運行時是無所謂的。內部結構只有在實現(xiàn)相應組件時在編程的層次上通過編程語言(可能是C、C++或Java)才具有意義。在實現(xiàn)組件時還確定組件的特性。相反，應用系統(tǒng)的特性(或者說是功能)在“一個系統(tǒng)大于其元素的和”的意義下從單個組件的特性以及組件的關系中隱含地表現(xiàn)出來。
在編程的最初階段，大型計算機非常復雜且昂貴，并且在這種計算機上運行的程序也非常復雜。當該系統(tǒng)老化時，由于費用的原因也無法替換，因此程序員通過增加新的代碼來逐步擴大功能。程序及其系統(tǒng)變得更為復雜而且更不能滲透。
面向對象的程序設計就是對那些由“繼承”系統(tǒng)的越來越大的復雜性而造成的問題的回答。模塊化和再利用性似乎是對“繼承”系統(tǒng)的問題的解決方法。出現(xiàn)了遠程程序調用(RPC)這種體系結構，以對付在不同計算機的組件之間進行通信時出現(xiàn)的問題。兩個最成功的RPC體系結構DCOM和CORBA雖然應用廣泛，但為了保證不同系統(tǒng)之間的較好的協(xié)同性還是太過復雜。為了設計出如下分布式體系結構，即該體系結構在互異的計算機情況下和很大的諸如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡中能以盡可能少的工程代價運行，需要在應用程序之間進行簡單的、不受平臺影響的通信。
有效的系統(tǒng)可以由簡單的、在相應的框架結構中智能得足以自我組織的組件(參見萬維網(wǎng)服務)構成。該框架結構提供了面向服務的體系結構(DOA)。面向服務意味著，這種體系結構支持服務的動態(tài)性、自我描述、發(fā)布、揭示和使用。服務是一種封閉的(程序)單元，提供特殊功能。該功能可以通過唯一的接口啟動。該功能是一個資源用來轉換該資源要求的、可以解決特定任務的函數(shù)的能力。
在概念上DOA模型由3個角色組成，這3個角色實現(xiàn)3個基礎交互。DOA的組件是原理上由兩部分組成的服務一方面是服務的實現(xiàn)。一個服務可以任意大，并且可用任意一種語言編寫。在此中心要求是，該服務在由服務供應商提供的、并在整個網(wǎng)絡中都可獲得的平臺上運行。原理上存在兩種實現(xiàn)服務的方式徹底重新開發(fā)該服務以及屬于該服務的接口，或者為業(yè)已存在的應用程序開發(fā)服務包以及屬于該服務包的接口。
另一方面是服務描述，即服務接口。該接口例如在XML(可擴展標記語言)中描述，并滿足一個或多個標準。屬于這種描述的是數(shù)據(jù)類型、運算、協(xié)議連接和網(wǎng)絡中具有該服務的實現(xiàn)的地址(URL等)。此外，諸如分類或服務質量(QoS)說明的元信息簡化了在針對目標的搜索中的查找。
簡言之，在這種體系結構內的服務是通過基于XML的接口通信的、松散耦合的可查詢組件。其中如下定義各特征·松散耦合服務和調用服務的程序可以獨立地互相更換。
·可查詢特性、輸入/輸出參數(shù)以及連接機制的描述是公開可利用的。
·組件同位體服務的實現(xiàn)是封裝的，只能通過接口描述查詢功能。
·基于XML可供人閱讀的、基于文本的格式并因此是自描述的，這是不受平臺影響的協(xié)議的前提。
如上所述，DOA基于3個角色之間的交互提供者、中間者(寄存位置)和使用者。在這些角色之間的交互中，有發(fā)布關于服務的信息、找出哪些服務可用、以及連接這些服務。在一個典型的情況中，提供者提供服務的實現(xiàn)。該提供者定義所包含服務的服務描述，并將該服務描述發(fā)布到寄存位置。然后，使用者采用該寄存位置，以找到他感興趣的服務的服務描述。接著，利用該服務描述，使用者連接到服務并調用該服務。面向服務的體系結構提供了一種強大的框架結構來開發(fā)模塊化的應用程序。但是對于某些應用情況，DOA的集中式結構太不靈活。
在分散的、自組織環(huán)境中的面向服務的體系結構提供了P2P。P2P與DOA的區(qū)別在于，其試圖不對角色作顯式的定義。每個結點或同位體都可以接管每一個該結點或同位體知道或通過P2P網(wǎng)絡中的其它同位體了解的角色。在提供者、使用者和中間者之間不存在清楚的界限。這是“萬維網(wǎng)服務”和P2P體系結構之間的最顯著區(qū)別。“萬維網(wǎng)服務”模型仍然遵循傳統(tǒng)的具有中心服務器的體系結構，而P2P則是完全分散的系統(tǒng)，其中責任分布在各同位體上。
除了對分散的、自組織系統(tǒng)的需求(該需求由所述應用情況的邊界條件給出)之外，對等模型的技術優(yōu)點也顯而易見對網(wǎng)絡帶寬的更有效利用和更高的可控性。例如在當前的互聯(lián)網(wǎng)中常見的大規(guī)模的、局部的通信堵塞在P2P中不會出現(xiàn)。不存在確定的服務器。所有交互都發(fā)生在各同位體之間，從而沒有集中式的瓶頸。如果在同位體中出現(xiàn)硬件故障，則來自該網(wǎng)絡的另一個同位體可以處理查詢。如果一個同位體過負荷，則該同位體響應該查詢的時間過長，而另一同位體就代替它響應。
在這種關系下，語義的概念應理解為在描述服務及其參數(shù)時采用的字的意思。過去，語義在分布式系統(tǒng)中總是一個難以處理的問題。只要該系統(tǒng)相對較小并且可以概覽，則面向對象的方面就可以很好地解決該問題。方法及其參數(shù)的起名慣例一般會暗示開發(fā)人員，這些方法和參數(shù)具有什么含義。在大型系統(tǒng)中，一個類別或一個服務的語義通常不能只通過該類別的接口唯一的導出。如果多個企業(yè)參與一個分布式系統(tǒng)，則該問題甚至會變得更加嚴重。由于XML自身特有的可擴展性，增加XML的使用對理解問題幾乎沒有什么幫助。由于如下事實，即用XML模板指定XML標記的含義，因此每個開發(fā)者都設計自己的定義語句，這導致了“通天塔(Turm von Babel)”的情況。
公知將實體、即在基于XML的設計中缺乏的可以理解的文本連接到XML模板的嘗試。實體是一個具有相同興趣的團體關于概念的語義含義的約定。實體通常由“主語、謂語、賓語”形式的說法組成，其中一個說法的賓語又可以是另一個說法的主語。在圖形上可以按照具有定向的、命名的邊緣的圖表來顯示。在此要注意的是，一個實體不一定包含面向對象的類層次。更為簡單的設計是采用對服務進行分類的分類學。這應當理解為根據(jù)面向對象的模型化對事物進行分層的分類。該圖形表示具有樹的形式。在此，語義是隱含的，并且只有人類才可理解。
但是，按照基本形式的實體和分類都不適合大型的、分布式的、分散組織的服務系統(tǒng)。實體太復雜，而單單分類本身在有針對性的服務搜索時又不足。這里提議的解決方法避免了上述缺陷。除了存在服務分類之外，所謂的“距離函數(shù)”也是有利的，該“距離函數(shù)”通過給定一個算術值來唯一確定兩個服務之間的關系。下面詳細描述距離函數(shù)和所屬的搜索組。在自動配置網(wǎng)絡(由控制單元)和深度搜索(由搜索服務)時采用距離函數(shù)。該距離函數(shù)返回一個在兩個同位體之間人為指定的“近鄰”。該近鄰的定義在整個搜索網(wǎng)絡中是唯一的?；谠摻徲嬎銇硇纬赏惑w的相鄰關系。
搜索網(wǎng)絡由全部都是一個特定語義組的成員的同位體形成。這些同位體是該網(wǎng)絡的結點。該網(wǎng)絡的邊緣引向同位體近鄰。一個同位體可以是多個搜索網(wǎng)絡中的結點。一個語義組的每個成員都同等地意味著在所屬搜索網(wǎng)絡中的結點。
對模型化概念及其軟件技術的實現(xiàn)已給出了清楚的要求。在此基礎上，下面描述P2P系統(tǒng)的實際設計。為此首先解釋P2P系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結構，也就是基本組件和基本服務及其接口。然后描述其任務是根據(jù)語義準則形成P2P重疊網(wǎng)絡的組件的模型設計。下面將這些組件稱為“語義組”或“搜索組”。也就是說，一個語義組是那些同等理解特定的有限數(shù)量服務的同位體在內容上的配套連接。同位體可以在運行時學習這種理解。此外，借助本實施例來描述具體實現(xiàn)。
在圖3中示出的多層模型描述了用于分散的、自組織信息系統(tǒng)的多層體系結構。這種通用的多層模型允許同位體71、72同時在不同的層次上運動。屬于每一層的搜索策略基于同位體71、72的有序結構75、76、77，該有序結構原理上獨立于同位體71、72的空間設置或網(wǎng)絡拓撲設置。但例如由于優(yōu)化原因，尤其是當所期望的信息多次“相同地”(涉及有序結構75、76、77的相應語義的一致性)存在于多個同位體71、72中時，例如在搜索“設置得最近”的消息服務器時，該有序結構也可以取決于該空間設置或網(wǎng)絡拓撲設置。在有序結構75、76、77下形成多層不是強制的，也就是說，有序結構75、76、77不是先驗地疊加在另一個有序結構上。不同的語義有序結構75、76、77不是相互分級地構成，而是相互平行，并只是一起使用P2P網(wǎng)絡的基礎結構73。通常同時存在多個不同的有序結構75、76、77，從而在原理上還并行存在著多個搜索策略，這些搜索策略在搜索時可以連接起來。
相對于當前P2P網(wǎng)絡中的搜索準則，這些有序結構75、76、77的特殊之處在于，搜索的搜索準則和優(yōu)化準則都面向一個搜索組成員的共同發(fā)出地或者說是服務接口。由此才能根據(jù)搜索查詢的內容來優(yōu)化搜索算法，并根據(jù)該搜索查詢來應用相同的算法。有序結構75、76、77的定義可以重新加載到同位體71、72中，在運行時也可以。由此可以將動態(tài)更新的搜索策略以及新的功能引入系統(tǒng)。
在根據(jù)圖4的模型中，每一層都由添加的同位體組屬性表示，也就是說在特定層上運動的同位體81、82不僅是屬于該層的同位體組的成員，而且是下級的所有同位體組的成員。因此，通過另外獲得新的同位體組屬性，同位體81、82還獲得新的語義更高的層次，并且必須基于該更高層的組織計劃另外為該更高層達成新的相鄰關系。如果同位體81、82失去組屬性，則該同位體只失去在對應層中的相鄰關系。通過同位體81、82在每個級別中都形成其它相鄰關系，可以保證在每一層上都具有用于對應(最不同的)要求的優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結構。該虛擬搜索網(wǎng)絡85的效率所需的準則是，這些虛擬搜索網(wǎng)絡必須是相互關聯(lián)的。這是組織策略的任務。自組織策略對相應層的選擇不是多層模型的組成部分，因為這些選擇取決于應用領域。對于每一層只唯一定義語義組的接口。語義組的服務的實現(xiàn)由相應層封裝。相反，基本服務是唯一確定的。利用所提供的基本服務已經形成了“通用的”第一搜索網(wǎng)絡84。所有同位體81、82都是該搜索組的成員。最底層是具有同位體81、82的實際物理網(wǎng)絡83。
不是每個同位體81、82都必須包含在所有有序結構中。因此，通過該有序結構定義的同位體集合(所謂的“語義組”)一般不是全等的。一個語義組的成員通常在搜索過程之前對于有關的同位體81、82，尤其是啟動該搜索過程的同位體只是部分已知(有限的相鄰關系)。盡管如此，另一方面同位體81、82原理上可以聯(lián)系到一個語義組中的所有同位體81、82。通過這后面兩個特性，系統(tǒng)可以自動地與該系統(tǒng)例如由于一個部分網(wǎng)絡的部分癱瘓、添加同位體或除去同位體81、82而引起的改變相匹配。
在一個語義組的、相互了解的同位體81、82之間存在雙邊關系。在該關系中的滾動(Rolle)用于在搜索過程期間進行航行。該滾動可以使這些關系具有方向，例如“上級”或“下級”同位體，以模型化同位體之間的等級關系。在一個語義組內的搜索過程將上述關系用于航行，其中搜索空間是動態(tài)建立的，因為每個在航行期間找到的同位體都只能有限地看到其近鄰。其中，航行由滾動支持。為每個在航行期間找到的同位體計算的距離量度加速了搜索過程。對于參數(shù)“距離”，原理上允許所有實現(xiàn)了“較大”、“較小”、“相等”說法的標尺。在這種關系下，用標尺表示標準比例尺，該標準比例尺可以與一個參數(shù)值邏輯連接。在此，根據(jù)所定義的值域以及允許的邏輯關系來區(qū)分不同的標尺類型。比例標尺和間隔標尺屬于米制標尺。非米制標尺又分為順序標尺和額定標尺。該值域中的元素根據(jù)對應的規(guī)則，按照唯一的次序以具有順序標尺的距離排列。在配置的成對比較時，該唯一次序除了額定標尺情況下的結果之外，還提供按照“較大”或“較小”說法形式的結果。
下面逐步描述搜索方法的流程。在第一步驟中產生搜索查詢。其中可以在任意一個同位體中產生搜索查詢。在第二步驟中，獲得該查詢的同位體在其組實體中搜索要查找的對象。組實體是可在運行時加載的組件，由控制單元、距離函數(shù)和在一個語義組內實現(xiàn)同位體的成員性的服務構成。該對象位于其中一個組實體中，這樣就終止該搜索。當目標對象不在當前同位體的組實體中，但達到搜索步驟的預定最大數(shù)時，也終止該搜索。否則在采用距離度量的情況下確定該查詢將被傳遞到的組實體以及由此確定同位體(作為該組實體的管理者)。為此，該同位體借助距離函數(shù)對每個相鄰同位體Pi(i是{1，...，n}中的元素)都計算目標對象和該近鄰的所有該目標對象已知的對象之間的最小距離disti，min。搜索查詢傳遞到與目標對象之間的距離最小(distk，min＜disti，min)的相鄰同位體Pk上。搜索查詢始終包含關于迄今為止搜索路徑的完整信息，并從一個同位體傳遞到下個同位體。如果搜索成功結束，則在第三步驟中，直接向啟動該查詢的同位體返回一個積極的響應。該消息包含查找到的目標的地址數(shù)據(jù)以及該搜索查詢的標識。如果搜索沒有成功，則直接向啟動該查詢的同位體返回一個否定的響應。該消息包含最后查找的結點的地址數(shù)據(jù)、中斷原因和搜索查詢的標識。利用該基本方法可以確定性地找到目標。但是，如果啟動該查詢的同位體在預定的容差時間內沒有得到響應，則該同位體拋棄該查詢，并在必要時產生新的查詢。如果響應后來才到達，則該響應不再對應，并也將被拋棄。
搜索的命中集合可能包括不止一個同位體。必要時，可以通過轉換到另一個語義組并在該語義組中例如為命中組中的同位體計算距離量度，來限制該命中集合。為了保證該命中集合包含與搜索準則對應的語義組的所有同位體，通過從可到達同位體中的一個同位體出發(fā)的航行形成的傳遞封裝必須與該語義組相同。這可以通過在將一個同位體添加到該系統(tǒng)時或在這期間發(fā)現(xiàn)無效關系時實施合適的“認識方法”(例如通過廣播)，或者在除去一個同位體時實施合適的“告別方法”來保證。
多層模型的模塊特性在由圖5的對象組件和唯一指定接口94、95、96共同組成的整個系統(tǒng)中得到了對應。對于語義重疊網(wǎng)絡的形成，提出如下措施首先在同位體90中加載某個基本功能91，該基本功能由基本服務92的有限集合構成。由此，同位體90完全可以形成任意結構的重疊網(wǎng)絡93。但是，網(wǎng)絡93根據(jù)特定準則的配置不是同位體90的基本功能91的組成部分。
加載所謂的組實體89才使得可以根據(jù)語義準則形成重疊網(wǎng)絡93。由于重疊網(wǎng)絡93只用于搜索信息或服務，因此該重疊網(wǎng)絡93也稱為搜索網(wǎng)絡。在重疊網(wǎng)絡93之下具有通用同位體網(wǎng)絡98和物理網(wǎng)絡99。此外，同位體90還具有與操作界面97(例如自動化客戶機)的接口96。
這種組實體由控制單元、一般服務和應用服務本身組成，其中控制單元具有關于應用服務的特定集合以及這些應用服務相互之間比例的知識(用于計算深度搜索所需的、至目標的距離)，并且一般服務是每個語義組都具有的?？梢栽谝粋€同位體中加載任意多的組實體。根據(jù)這些組實體是否建立在其它組實體的服務的基礎上，可以用圖形說明這些組實體是在業(yè)已存在的搜索網(wǎng)絡之上還是旁邊?？刂茊卧且环N功能單元，其包含算法或狀態(tài)自動裝置來控制位于語義組內的同位體的行為?？刂茊卧€負責重新組織其同位體關于語義網(wǎng)絡的近鄰?？刂茊卧诓捎妹總€組實體都具有的距離函數(shù)的條件下決定哪個同位體可以作為近鄰，并調用對應的服務。為此，每個控制單元都管理其網(wǎng)絡的近鄰列表。
傳統(tǒng)的、分布式系統(tǒng)的前提是，在協(xié)作單元之間存在一個共有環(huán)境或體系結構。如果兩個單元試圖借助J2EE、CORBA或DCOM來完成一個共同任務，則存在一個共有的體系結構來調用操作或數(shù)據(jù)部分。共有的體系結構雖然使得相互連接應用程序變得較為簡單，但它不能無條件保證協(xié)同性。現(xiàn)在的基本思想是，使不同對象之間的通信在使用最小的共用命名(Nenner)的條件下進行，也就是ASCII字符串?？梢圆皇芷脚_影響地指定信息的“可擴展標記語言”(XML)似乎對此是合適的，并形成所有同位體服務的基礎?！昂唵螌ο笤L問協(xié)議”(SOAP)以XML為基礎，并支持在分散的、分布式環(huán)境中的信息交換。SOAP由一組用于信息編碼的規(guī)則和一條用于顯示遠距離方法調用(RPC＝遠程程序調用)的法則及其響應構成?！叭f維網(wǎng)服務描述語言”(WSDL)規(guī)定了服務接口，也就是說，必須傳送哪些服務參數(shù)以及返回哪些信息。SOAP和WSDL在協(xié)同作用下使得可以不受平臺和數(shù)據(jù)影響地進行指定和推廣，以及根據(jù)在面向服務體系結構中的滾動來使用服務。利用這些協(xié)議，來自不同領域和不同平臺的應用程序可以一起工作。
基于XML的同位體服務的缺點是待傳送的數(shù)據(jù)量太大。XML的使用使得“凈”數(shù)據(jù)量在傳輸時擴大了數(shù)倍，并因此需要更多的存儲資源和傳輸時間。SOAP(XML)消息的靈活性還導致，必須為消息的格式化和解析給予更多的計算時間。盡管如此，XML的使用還是很有利的，因為在希望用一種拓撲邏輯開發(fā)很多不同應用領域時需要由XML提供的靈活性。另一方面，在單個系統(tǒng)內部不需要保持XML數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)內提供了更為合適的、專有的表示格式。但是，對于在異構環(huán)境中的信息交換，XML是目前最為合適的選擇。
下面，為進一步理解簡要介紹4種技術XML、XML模式(Schema)、SOAP、WSDL。
同位體相互之間發(fā)送的以及同位體內的組件發(fā)送的所有消息都是XML消息。為了描述文檔的結構，XML采用所謂的標記，這些標記表征和劃界電子文檔的各個部分。每個部分都稱為元素。元素可以相互套接。文檔最上層的元素是所謂的根元素，被根元素圍繞的元素稱為子元素。因此子元素可以包含其它子元素。XML元素用起始標記開始，并用終止標記結束。其中，每個標記表示符都用角括號(<...>)包圍起來。終止標記具有與所屬起始標記相同的表示符，只是在終止標記前有一個“/”表示符以示區(qū)別。這樣，例如一個level元素就如下所示<level>23，34</level>
XML只定義了一小的語法規(guī)則集合，例如起始標記也總是具有一個所屬的終止標記。XML文檔是象樹那樣嚴格分層設計的。
XML模式是用于定義文檔類型并由此用于指定XML語言的句子。隨著XML升級到工業(yè)標準1999，最初將由標準通用標記語言(SGML)進行的文檔類型定義(DTD)建立為用于描述具體XML語言的格式。但是隨著XML在實踐中的極大推廣，越來越注意到DTD的局限性和缺點。尤其是DTD在忽略數(shù)據(jù)類型條件下的文檔集中的觀點，隨著程序語言逐漸近似于數(shù)據(jù)建模而被證明是個問題。DTD既不允許描述特定的語義條件又不允許確定值域。但是，分布式和異構的應用程序的不斷擴大的推廣恰好需要傳輸按照單一的、靈活且容易修改的格式的數(shù)據(jù)，另外還能方便地對該格式進行分析(解析)。XML模式提供了大量數(shù)據(jù)類型，并可以清楚給定值域。然后，利用這些基本類型可以定義其它復雜的元素類型。在可能經常應用時的數(shù)據(jù)類型或元素類型的一次性定義一方面推進了該模式的可讀性，另一方面又推動了后面通過分析器進行的處理。此外，XML模式使得可以基于前面的定義來定義新的元素類型(繼承)，并支持所謂的名稱空間。通過考慮名稱空間可以產生訪問以不同XML模式描述的元素的文檔實例。具有相同名稱、但不同結構的元素，只要通過名稱空間分隔，就可以出現(xiàn)在同一個文檔實例中。XML模式在P2P系統(tǒng)中用于規(guī)定同位體消息。
SOAP是單向的、基于XML的通信協(xié)議，用于交換結構化和標準化的信息。雖然SOAP是單向的，但可以組合SOAP消息，從而SOAP消息使得可以進行請求/響應交互。在SOAP消息中包含的信息既可以表示文檔，也可以表示在服務提供商那里調用特定方法的遠程程序調用(RPC)。對此，SOAP標準規(guī)定了3個部分編碼和排序規(guī)則，RPC約定以及信包結構。每個SOAP消息都由一個信包組成，該信包包含一個可選的報頭和后面一定具有的信體。報頭包含涉及應當如何處理該消息的信息塊。其中有用于路由和輸出的說明，關于驗證或授權的斷言以及事務上下文。信體包含真正的、應當被提供和處理的消息?？梢杂肵ML語法表達的所有東西都可以存在于消息的信體中。同位體消息只使用SOAP信體。
WSDL文檔描述了服務的抽象和具體的細節(jié)。WSDL文檔的抽象部分描述了服務的特征，這些特征由開發(fā)人員確定，并與實施無關。文檔的具體部分描述了由服務提供商確定的因素。在WSDL中接口的定義用定義數(shù)據(jù)類型來開始，該數(shù)據(jù)類型可以通過接口交換?！邦愋汀?type)組件宣布了名稱空間和在該服務的消息中使用的數(shù)據(jù)類型。這是特定于應用程序的數(shù)據(jù)類型。當采用SOAP作為消息格式時，在“消息”(message)組件中定義的消息出現(xiàn)在SOAP消息的信體中。報頭定義在WSDL文檔的其它位置?！岸丝陬愋汀?PortType)組件定義了由一個邏輯終點支持的操作，以及所發(fā)送或獲得的屬于該操作的消息。在該點之前還沒有特定于實施的說明。這樣就還沒有指定傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼以及端口的物理地址。這些是由另外3個組件給定的。一個端口是一個服務的子對象。一個端口集合描述了一個服務的接口，并用于存放與該服務的周圍環(huán)境交換的數(shù)據(jù)。
但是，WSDL不是必須要和SOAP耦合。用WSDL描述的接口也可以用其它協(xié)議實施。既存在HTTP綁定又存在SMTP綁定。但是，WSDL的使用存在一個缺點。由于WSDL允許相互獨立地指定各個組件，因此在一個WSDL文檔中存在大量冗余。與真正SOAP消息所限定的長度相比，這些與XML的使用相關聯(lián)的冗余導致了WSDL文檔過大。
在圖6中示出語義搜索網(wǎng)絡的一個同位體108的模塊化結構。該結構化的形式使得可以在運行時對同位體108增加其它服務(確切地說是組實體100)。所有系統(tǒng)組件都是對象管理平臺內的面向對象的模型化對象，所述對象管理平臺同時還示出運行時環(huán)境。如圖6所示，同位體108與組實體100和運行所需的、用于在文本SOAP(XML)和特定于平臺的消息對象之間轉換消息113的對象耦合。這些對象例如是類產生器114、串行器115和解串行器116?；痉?02至106與它們的控制單元101一起形成特殊組實體100，并在初始化同位體108時被加載，而所有其它組實體可以在靜態(tài)運行時被加載和又被除去。根據(jù)實施例，同位體108、控制單元101和服務102至106之間的內部通信在SOAP(XML)消息交換107時進行。這也適用于網(wǎng)絡110中的同位體之間的通信109。此外，與語義組100的存在無關的每個同位體108都具有同位體列表117，在該列表中對所有與同位體108通信的同位體進行管理。該列表117尤其是在同位體102登錄到一個新的搜索網(wǎng)絡中時很重要，因為在這種情況下同位體108作為“接入結點”總是必須知道另一個已經登錄到該搜索網(wǎng)絡中的同位體。
同位體108可以通過接口111與任意圖形接口或界面以及自動化的客戶機112耦合。該界面本身不必產生復雜的SOAP(XML)消息，而是只向該同位體發(fā)送短命令以及對應的命令參數(shù)。在這種情況下，同位體內的“SOAP編制器”118從中產生該同位體可以理解的SOAP(XML)消息。作為客戶機112例如采用Web服務器，該服務器在網(wǎng)頁瀏覽器方面采用廣泛應用的HTML(通過TCP/IP)作為傳輸協(xié)議，而在平臺服務器方面則采用專用通信協(xié)議。
下面詳細描述各組件的功能。同位體108在靜態(tài)運行時具有分配器的功能。該同位體分析必須將來自網(wǎng)絡110的哪些消息傳送到該同位體的哪個控制單元101，并且該同位體還負責傳送一個控制單元101希望送入網(wǎng)絡110的消息。消息的內部分配分為兩級同位體108將消息分配到對應的控制單元101，該控制單元101又將該消息分配到有關服務102至106，以進行處理。服務對象102至106自己來負責處理到達的消息。只有服務對象102至106和控制單元101可以產生新的消息。同位體108還是在一個客戶機112和對應的控制單元101之間進行消息傳輸時，以及不同服務102至106之間進行內部消息傳輸時的中轉站。此外，同位體108還具有在靜態(tài)運行時加載和又除去新組實體100的功能。利用對組實體100的加載，同位體108獲得在一個語義組中的新的組成員性。同位體108不必自己具有和在網(wǎng)絡110中提供對應于一個語義組的所有服務103。只要知道該組的所有服務102存在(這在軟件技術上與加載控制單元101同時發(fā)生)，對于成員性來說就足夠了。
組實體100的每個控制單元101都具有它們自己的狀態(tài)自動裝置，并負責重新組織其同位體108關于該同位體的語義網(wǎng)絡的近鄰。控制單元101在采用每個組實體100都具有的距離函數(shù)104的條件下決定哪些同位體可以作為近鄰，并調用對應的服務。為此，每個控制單元101都管理該同位體的網(wǎng)絡的近鄰列表105。
每個服務103都由所屬的服務對象表示。服務103在本實施例中用WSDL語言說明，該服務的接口可以顯式地由所述服務對象查詢。所有服務對象都具有一個XML接口，即所謂的端口。一個服務的完整接口模型強烈針對該WSDL規(guī)格說明，并具有4個傳輸原語(操作類型)。該原語由消息的數(shù)量和順序給定。
在初始化同位體時自動加載基本服務(包括控制單元)。由此，每個同位體自動成為至少一個語義組、即基本組“通用”中的成員。該同位體在對應的、同名的XML文件中找到關于哪些服務屬于該“通用”組的信息。對于每個語義組都存在一個這樣的文件，在該文件中標明所屬服務和可配置的服務參數(shù)。
同位體相互之間交換的消息是文本消息。這使得也可以在可能位于完全不同平臺上的同位體之間進行通信。但為了使服務能處理所接收的消息，這些消息必須首先轉換為特定于平臺的格式，即消息對象。所謂的類產生器114從服務說明中，即從還包含這些消息的對應數(shù)據(jù)結構的WSDL文件中，產生所屬的、特定于平臺的消息類。該消息類在加載服務或服務對象時產生。同位體108查詢該服務的服務說明，并將該服務說明傳送到類產生器114。如果一個服務產生一個新的消息，則該服務實例化對應的、類發(fā)生器114在加載該服務時已經存儲了的消息類。然后，該服務填充對應的條目，并將該消息實例傳送到串行器115，后者從該消息實例中產生有效的SOAP(XML)消息。接著，該服務將該消息傳送到可以將該消息發(fā)送到網(wǎng)絡110中的同位體108。此外，對應的服務將該消息，確切地說是消息對象存放到消息檔案106中。每個組實體100都具有它們自己的檔案，所發(fā)送和接收的所有消息都存放在該檔案中以用于可能的網(wǎng)絡分析。解串行器116具有恰好與串行器115相反的功能。解串行器116從服務中獲得XML消息，并產生對應消息類的新的實例。此后，解串行器116將來自該XML消息的值記錄到該實例的變量中，并將該實例傳送到服務對象。然后，該服務從該消息實例中分析信息。
同位體108可以在客戶機端處理SOAP消息和專用命令行。在后一種情況下，SOAP編制器118的任務是，將所獲得的命令行轉換為有效的SOAP消息。為了實現(xiàn)這一點，SOAP編制器118向每個加載的服務查詢對應的WSDL服務說明，并產生SOAP消息模板，也就是預先做好的消息模子。如果該同位體從一個客戶機112那里獲得一條命令，則該同位體將該命令傳送到SOAP編制器118。后者用內容填滿對應的模板，并向該同位體返回一個完整的SOAP消息。SOAP編制器118還用于不同服務之間的內部通信。如果一個服務調用另一個服務，則前一個對象如一個外部客戶機那樣將對應的命令發(fā)送到SOAP編制器118。SOAP編制器118產生SOAP消息，并將該消息發(fā)送到同位體108，后者然后通過控制單元101將該消息傳送到有關服務。
每個組實體100都具有對于該組實體來說是特殊的距離函數(shù)104，該距離函數(shù)基于語義準則而返回“最近的”同位體。在遵循深度搜索原則的搜索策略下，在每個搜索步驟中都由搜索網(wǎng)絡中的當前結點觸發(fā)該距離函數(shù)104，以便知道可能應當向哪個結點傳遞搜索查詢。在登錄到網(wǎng)絡中時也采用距離函數(shù)104。此后，同位體就轉向是否接受另一個同位體作為近鄰。但在原理上，同位體應當致力于提高可控性和可伸縮性，即在網(wǎng)絡中形成所謂的“小世界”結構。由此，這些同位體也將接受所有位于它們知道的同位體之下、并且與它們的距離不是最小的同位體作為近鄰。將數(shù)字有限的近鄰列表105粗略分為3部分，即靠近的、中間的和遠離的近鄰同位體被證明是有利的。
每個同位體的基本功能由5個服務組成，這些服務分別通過一個服務對象來表現(xiàn)。在其它過程中已詳細介紹過基本服務。在此，所有服務都是等式“組件＝對象+描述+標準化的服務效率”意義下的組件?；痉招纬捎糜诮⑻摂M搜索網(wǎng)絡的基礎，并用于來自其它組實體的高階服務，以建立新的搜索網(wǎng)絡。這些服務是這樣設計的，其功能可以由其它語義組的服務有意義地使用。下面指定操作和屬于相應操作的消息，這些消息通過該服務的相應端口。
同位體系統(tǒng)中的每個消息都具有全局一致的消息報頭。基本功能不能使一個同位體自主地接觸其他同位體并聯(lián)系相鄰關系。網(wǎng)絡可以在該同位體狀態(tài)下僅手動地通過詢問客戶機來建立。登錄服務由多個操作組成。只有第一操作“登錄命令”用于客戶機和同位體之間的通信。其它操作用于同位體之間的網(wǎng)絡內通信。在網(wǎng)絡內部操作時，該操作名稱的第一組件給出從該服務的觀點來看的第一消息的方向，也就是自己啟動該操作還是通過外部查詢來啟動。消息本身是SOAP(XML)文檔。
客戶機通過向其同位體發(fā)送消息“登錄命令”來啟動該同位體在另一同位體處的登錄，并由此啟動相鄰關系的建立。該同位體借助消息報頭中的“組”條目識別出，該消息是用于基本服務的控制單元的，并向該控制單元傳遞查詢?？刂茊卧纸柚箢^中的“服務”條目識別出，該消息是用于登錄服務的，并向該登錄服務傳送該消息。只要該登錄服務已獲得有效的“登錄命令”，就產生“登錄請求”并將該請求發(fā)送到有關的接收同位體。然后，該服務為該查詢啟動計時器。如果該計時器走完后還沒有從接收器那里返回響應，則認為登錄嘗試失敗，并向客戶機發(fā)送“登錄失敗”。所有在該計時器走完后到達的關于該查詢的響應都被拋棄。如果該登錄服務在該時間內獲得“登錄響應”作為回答，則該登錄服務將應當與之形成新相鄰關系的同位體記錄到近鄰列表中。在該同位體列表中也進行記錄?？蛻魴C獲得“登錄回答”作為返回消息。如果登錄服務已獲得“登錄失敗”，因為例如被聯(lián)系的同位體的近鄰列表是滿的，則該消息傳遞到客戶機。
每個同位體必須周期性地向其近鄰返回消息，其中在兩次返回消息之間的時間間隔T是一個全局參數(shù)，并由同位體系統(tǒng)預先給定。為此，每個同位體向其近鄰同位體發(fā)送由登錄服務產生的“活著的”消息。該“活著的”消息除了每個同位體消息都具有的報頭之外不攜帶其它信息。如果同位體獲得活著的消息，則該同位體將該消息傳遞到登錄服務。后者在近鄰列表中為有關同位體更新“活著的時間戳”。登錄服務監(jiān)控該時間戳條目，如果已超過返回消息時間間隔T的特定倍數(shù)，則將同位體從該近鄰列表中除去。
基本功能不能使一個同位體自主地解除與另一個同位體的相鄰關系。相鄰關系在“通用”組中只能手動地通過客戶機的查詢來解除。解除登錄服務由多個操作組成?？蛻魴C通過向其同位體發(fā)送消息“解除登錄命令”來啟動解除該同位體與另一個同位體關于“通用”組的相鄰關系。在一個同位體從其客戶機那里獲得“解除登錄命令”并將對應的近鄰同位體從其近鄰列表中除去之后，該同位體向先前的近鄰同位體發(fā)送“解除登錄信息”消息。如果一個同位體從另一個同位體那里獲得“解除登錄信息”消息，則前者將發(fā)送該消息的同位體從屬于“通用”組的近鄰列表中刪除。
所謂的獲得同位體信息-服務用于收集關于一個完全確定的同位體的信息，該同位體不一定是近鄰。根據(jù)布爾服務參數(shù)“擴展的”的值存在兩種對獲得同位體信息-查詢的回復短回復只提供關于被查詢的同位體本身涉及其組成員的信息以及服務。詳細的回復還另外提供關于被查詢的同位體與其組成員和服務的近鄰的信息。將這些信息記錄到同位體列表中。該服務用于更新該同位體列表。收集關于那些已登錄到網(wǎng)絡中并屬于特定組的同位體的信息，并記錄到同位體列表中。對于不再能聯(lián)系到一個特定語義組的近鄰同位體的情況，一個同位體必須獲得新的相鄰關系。為此，該同位體使用來自該同位體列表中的信息。此外，已加載了新組實體的同位體始終需要另一個同位體作為通向該組的搜索網(wǎng)絡的進入結點。如果前一同位體在同位體列表中沒有找到也是該組成員的同位體，則有關組實體的控制單元觸發(fā)獲得同位體-基本服務。獲得同位體-服務由多個操作組成。如在其它基本服務中一樣，只有第一操作“獲得同位體命令”用于客戶機及其同位體之間的通信。其它操作用于同位體之間的網(wǎng)絡內部通信。但是，操作“獲得同位體命令”也可以由其它組實體的控制單元觸發(fā)。客戶機或控制單元通過向該同位體發(fā)送消息“獲得同位體命令”，啟動更新其關于特定組的同位體的同位體列表。該同位體接著開始在搜索網(wǎng)絡“通用”中進行寬度搜索。該搜索的半徑由參數(shù)“躍距(Hop)”確定。該參數(shù)由客戶機或控制單元隨著語義組的名稱一起給予該同位體。
在獲得同位體-服務獲得“獲得同位命令”之后，該服務產生“獲得同位體請求”消息，并將其發(fā)送到該服務的所有近鄰。參數(shù)“躍距”和“組”都從先前的“獲得同位體命令”中獲得。但是，躍距參數(shù)在發(fā)送“獲得同位體請求”消息之前一直增加值“1”。在兩個其它參數(shù)中，該同位體記錄其名稱及其地址，由此屬于被搜索組、并且通過幾個躍距已獲得該查詢的同位體可以建立起到進行搜索的同位體之間的直接點對點連接。該同位體發(fā)送關于自身的所有信息，這些信息對于一個同位體列表中的一個完整條目來說是必需的。這些信息包括同位體的組成員和該同位體作為相應組的成員管理的服務名稱?；痉盏拿Q不一起發(fā)送，因為每個同位體都具有該名稱，并且這些名稱展示了每個同位體的基礎功能。
獲得同位體-搜索算法相當于寬度搜索。同位體網(wǎng)絡中的相鄰關系邊緣只用于該搜索。對查詢的積極回復是通過啟動該查詢的同位體和具有被搜索信息的同位體之間的直接點對點通信來進行的。
如已提到的，一個同位體不必實際提供屬于一個語義組的所有服務。為了使一個同位體能成為有關搜索網(wǎng)絡的完全有價值的成員，只要知道這些服務的存在(這在軟件技術上和加載控制單元一起發(fā)生)就足以。如果控制單元不能將消息傳遞到對應的、在該消息的報頭中給定的服務，則該消息到達“默認”服務。每個語義組都具有如下服務，即負責找到提供該對應服務的同位體。如果在同位體列表中不存在對應的條目，則該“默認”服務觸發(fā)“獲得服務”基本服務。也就是說，調用“獲得服務”服務，以搜索在網(wǎng)絡中提供特定服務的同位體。由于每個服務都對應于一個語義組，因此該搜索沿著該組的重疊網(wǎng)絡的邊緣進行，如果還將該組的名稱給定為被搜索服務的名稱的話。如果在該查詢中沒有指定組，則搜索沿著“通用”網(wǎng)絡的相鄰關系邊緣進行?！矮@得服務”服務的搜索算法就象“獲得同位體”服務的搜索算法那樣相當于寬度搜索?！矮@得服務”服務由多個操作組成。第一操作“獲得服務命令”用于客戶機或控制單元和該“獲得服務”服務之間的通信。其它操作用于同位體之間的網(wǎng)絡內通信。
組實體是自我封閉的組件，其可以在同位體靜態(tài)運行時另外加載和又被除去。根據(jù)本實施例，每個組實體都包含控制單元、距離函數(shù)、登錄服務、解除登錄服務、默認服務和近鄰列表?；蛘撸€可以將任意多個應用服務對應于一個組實體。必需的默認服務負責處理那些由于同位體不提供該服務而使得控制單元無法向所屬服務傳送的消息?？梢赃x擇默認服務是否將所獲得的消息傳送到網(wǎng)絡中其它具有屬于該消息的服務的同位體。下面，描述用于實施組實體的措施以及在同位體靜態(tài)運行時加載組實體的流程。
參見圖7，以3個步驟來完成組實體的實施。首先建立XML文檔120，其中形成有關組實體的組件。對每個組件都存在一個參考，該參考給出類位于哪些庫125中。然后指定WSDL服務描述121。在組實體的接口確定之后實施對應的類。
如果同位體從用戶那里獲得指示來加載一個新的組實體，則該同位體在同名的XML文檔120中查閱控制單元位于哪個庫125中，并實例化該控制單元。控制單元又加載XML文檔120中建立的服務122和距離函數(shù)124，并另外產生其它可能需要的組件。只要加載了服務122，則服務122就加載其WSDL文件121，并將WSDL服務描述121的“類型”組件傳送到類產生器，后者為該服務122產生依賴于平臺的消息類。然后，控制單元123在每個服務中查詢各個WSDL服務描述121，并將后者傳送到同位體。最后，為靜態(tài)運行啟動控制單元的狀態(tài)自動裝置。
下面描述靜態(tài)運行的整個體系結構同位體與該運行所需的基本服務和組實體耦合?；痉赵诔跏蓟撏惑w時，也就是隨著同位體類的實例化而被加載。組實體可以在靜態(tài)運行時通過用戶界面加載和又被除去。同位體、基本服務和組實體之間的內部通信通過SOAP(XML)消息交換進行。這同樣適用于網(wǎng)絡中同位體之間的通信。所述同位體可以與任意圖形接口或界面耦合。
權利要求
1.一種用于在具有耦合計算機(4，5)的網(wǎng)絡(3)中提供服務(1，2)的系統(tǒng)，其中，·該計算機(4，5)具有用于存儲對象(7，8)的存儲器裝置(20)，·該對象(7，8)具有用于加載、存儲和處理組(9，10)的描述(11)的第一裝置(21)，·該對象(7，8)具有用于加載、存儲和實施對應于相應組(9，10)的服務(1，2)的第二裝置(22)，·為每個組(9，10)分配已存儲了該組(9，10)的描述(11)的對象(7，8)，·一個組(9，10)的描述(11)確定對應于各組(9，10)的服務(1，2)的語義，·所述對象(7，8)具有用于在不同組(9，10)內并行搜索如下對象(7，8)的搜索裝置(33)，即對象(7，8)包含對應于相應組(9，10)、且可由該對象(7，8)實施的服務(1，2)，以及·所述對象(7，8)具有用于啟動實施所述可由該組(9，10)的另一個對象(7，8)實施的、并對應于該組(9，10)的服務(1，2)的第三裝置(23)。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于找到、卸載和/或定義組(9，10)的描述(11)的第四裝置(24)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于找到和/或定義對應于所述組(9，10)的服務(1，2)的第五裝置(25)。
4.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于確定各對象(7，8)與所述組(9，10)的所屬關系的第六裝置(26)。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于加載和實施距離函數(shù)(38)的第七裝置(27)，其中該距離函數(shù)(38)用于確定每兩個對象(7，8)之間的語義距離。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于產生與該對象(7，8)之間的語義距離最小的對象(7，8)的列表的第八裝置(28)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于影響根據(jù)相應語義距離來搜索對象(7，8)的搜索裝置(33)的第九裝置(29)。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于處理所述服務(1，2)的描述的第十裝置(30)。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于向相應組(9，10)內的其它對象(7，8)傳送對由前一對象(7，8)不能實施的服務(1，2)的搜索查詢的第十一裝置(31)。
10.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，可以將不同搜索的結果組合起來。
11.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其具有用于識別一個組(9，10)內的新對象(7，8)的第十二裝置(32)。
12.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個組(9，10)的對象(7，8)相互之間具有層次關系。
13.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(1，2)用于提供信息。
14.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，組(9，10)內的一個對象(7，8)僅知道該組(9，10)內的部分其他對象(7，8)，其中一個對象(7，8)至少可以間接地與該組(9，10)內的所有其他對象(7，8)進行通信聯(lián)系。
15.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對象(7，8)具有用于傳送消息(36)的通信裝置(34)，其中該通信裝置(34)具有用于分析該消息(36)的語義內容的分析裝置(37)。
16.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述組(9，10)分別是關聯(lián)的組(9，10)。
17.根據(jù)上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有耦合計算機(4，5)的網(wǎng)絡(3)是工業(yè)自動化系統(tǒng)。
18.一種用于在具有耦合計算機(4，5)的網(wǎng)絡(3)中提供服務(1，2)的方法，其中，·該計算機(4，5)存儲對象(7，8)，·該對象(7，8)加載、存儲和處理組(9，10)的描述(11)，·該對象(7，8)加載、存儲和實施對應于相應組(9，10)的服務(1，2)，·為每個組(9，10)分配已存儲該組(9，10)的描述(11)的對象(7，8)，·一個組(9，10)的描述(11)確定對應于該組(9，10)的服務(1，2)的語義，·該對象(7，8)并行地在不同組(9，10)內查找如下對象(7，8)，即該對象(7，8)具有對應于相應組(9，10)的、且可由該對象(7，8)實施的服務(1，2)，以及·該對象啟動實施可由該組(9，10)的另一個對象(7，8)實施的、且對應于該組(9，10)的服務(1，2)。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)找到、卸載和/或定義組(9，10)的描述(11)。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)找到和/或定義對應于所述組(9，10)的服務(1，2)。
21.根據(jù)權利要求18至20中任一項所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)確定各對象(7，8)與所述組(9，10)的所屬關系。
22.根據(jù)權利要求18至21中任一項所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)加載和實施距離函數(shù)(38)，其中該距離函數(shù)(38)用于確定每兩個對象(7，8)之間的語義距離。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)產生與該對象(7，8)之間的語義距離最小的對象(7，8)的列表。
24.根據(jù)權利要求22或23述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)根據(jù)相應的語義距離影響對對象(7，8)的搜索。
25.根據(jù)權利要求18至24中任一項所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)處理所述服務(1，2)的描述(35)。
26.根據(jù)權利要求18至25中任一項所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)向相應組(9，10)內的其它對象(7，8)傳送對由前一對象(7，8)不能實施的服務(1，2)的搜索查詢。
27.根據(jù)權利要求18至26中任一項所述的方法，其特征在于，可以將不同搜索的結果組合起來。
28.根據(jù)權利要求18至27中任一項所述的方法，其特征在于，識別一個組(9，10)內的新對象(7，8)。
29.根據(jù)權利要求18至28中任一項所述的方法，其特征在于，一個組(9，10)的對象(7，8)相互之間具有層次關系。
30.根據(jù)權利要求18至29中任一項所述的方法，其特征在于，所述服務(1，2)提供信息。
31.根據(jù)權利要求18至30中任一項所述的方法，其特征在于，組(9，10)內的一個對象(7，8)僅部分地知道該組(9，10)內的其他對象(7，8)，其中一個對象(7，8)至少可以間接的與該組(9，10)內的所有其他對象(7，8)進行通信聯(lián)系。
32.根據(jù)權利要求18至31中任一項所述的方法，其特征在于，所述對象(7，8)傳送消息(36)，其中，分析該消息(36)的語義內容。
33.根據(jù)權利要求18至32中任一項所述的方法，其特征在于，所述組(9，10)分別是關聯(lián)的組(9，10)。
34.根據(jù)權利要求18至33中任一項所述的方法，其特征在于，所述具有耦合計算機(4，5)的網(wǎng)絡(3)是工業(yè)自動化系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在具有耦合計算機(4，5)的網(wǎng)絡(3)內提供服務(1，2)的系統(tǒng)，其中計算機具有存儲對象的存儲器裝置，對象具有用于加載、存儲和處理組(9，10)的描述(11)的第一裝置(21)；用于加載、存儲和實施對應于相應組的服務的第二裝置(22)；為每個組分配已存儲該組的描述的對象，一個組的描述確定對應于該組的服務的語義；對象(7，8)具有用于在不同組(9，10)內并行搜索包含對應于相應組(9，10)、且可由相應對象實施的服務的搜索裝置(33)；對象(7，8)具有用于啟動實施可由該組(9，10)另一對象(7，8)實施的、對應于該組(9，10)的服務(1，2)的第三裝置(23)。
文檔編號G05B19/00GK1648803SQ20051000584
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權日2004年1月27日
發(fā)明者克萊門斯·丁吉斯, 迪諾·德林賈科維克, 烏爾里克·埃普爾, 克里斯蒂安妮·加斯特, 邁克爾·施萊雷斯 申請人:西門子公司