题目：面向QoS保障的Web服务副本机制的研究与实现

Web服务已经成为互联网松耦合环境下解决异构应用之间互操作问题的主流技术，保障其服务质量(Quality of Service, QoS)是Web服务获得更好的发展的关键因素。其中，可用性和响应时间是QoS的两个重要指标。 服务等级协议与服务QoS计算及选择对提高Web服务整体服务质量很有效，但这些方法只能依据现有Web服务的服务质量来选择一个相对高质量的Web服务，或者验证Web服务的服务质量是否属实，却无法保证单个Web服务的可用性和响应时间。传统的副本技术常被用来提高可用性和降低响应时间。然而现有的Web服务副本中间件大多集中在提高Web服务的可用性和保持状态的一致性上，少有考虑在开放的Internet环境下，如何使用较少的系统资源来保证Web服务的可用性和响应时间。因此，设计一种弹性的Web服务副本机制，在满足Web服务可用性约束和响应时间约束的前提下，合理地利用系统的空间资源，是构建基于Web服务的可信软件的基础和关键问题。 本文首先分析了Web服务QoS保障的研究中存在的问题，然后对副本技术的机理与关键技术以及 Web服务副本中间件的研究现状等进行了分析和总结，接着设计了面向QoS保障的副本放置机制、副本伸缩机制和柔性可配置的副本选择机制。在副本放置问题上，提出两阶段副本放置策略，即初始期基于可用性的副本放置方法和运行期基于性能的副本放置方法，以分别保障平台上Web服务的可用性和响应时间。在副本伸缩问题上，对亚马逊Web服务的自动伸缩判定算法进行了改进，以避免偶然的流量增高或降低对系统稳定性造成的冲击。在副本选择问题上，针对无状态Web服务设计了柔性可配置的Web服务请求调度方法，以满足不同的应用环境需求。 基于上述研究成果，本文设计并实现了一种面向QoS保障的Web服务副本中间件系统Ceres-WSReplication，并进行了仿真实验，对两阶段副本放置策略和自动伸缩判定算法的有效性进行了验证。