TELKOM NIKA , Vol.12, No .4, Dece mbe r  2014, pp. 10 53~106 3   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v12i4.786    1053      Re cei v ed Se ptem ber 2, 2014; Re vi sed  Octob e r 15, 2 014; Accepte d  No vem ber  4, 2014   A Reliable Web Services Selection Method for  Concurrent Requests      Guiming Lu*, Yan Hai, Yao y ao Sun    Coll eg e of Information En gi ne erin g, North Ch ina U n ivers i t y   of W a ter    Reso urces an d  Electric Po w e r ,  Z hengzho u, 4 500 00, Ch ina   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : lgm@nc w u . e du.cn       A b st r a ct   Current  meth o d s of service s e lecti on b a sed  on qu a lity of service (QoS) u s ually foc u s on  a singl e   service  req ues t at a  ti me,  or  let th users  in  a  w a itin que ue  w a it for  W eb s e rvices  w hen  the  sa me   function al W e b  service has  more than  one r equ ests , and then ch oos e the W eb service  w i th the best Qo S   for the curr ent  requ est accor d in g to its ow n  nee ds. Ho w e ver, there  are  mu ltipl e  serv ic e req uests for  the   same functio n a l w eb service  at a time in pr actice  an d w e   cann ot choos e  the best service for users every   time  b e caus of the s e rvic e s lo ad.  T h is  p a per  ai ms  at so l v ing  the W e Services  sel e ction  for co ncurr ent   requ ests a nd  deve l op in g a   glo bal  o p ti mal  sel e ction   met hod  for  multip l e  si mi lar  servi c e re quest e rs  to   opti m i z e  the  s ystem r e so urc e s. It prop ose s  the  i m prov e d  soc i al  co gnit i ve (ISCO)  alg o rith m w h ic h u s es   gen etic al gorit hm for  obs ervation al l earn i ng a nd  us es  devi a ting  de gree to  eval u a te the so luti on.   F u rthermore, t o  en ha nce th efficiency  of ISCO, the el it e st rategy is  use d   in ISCO a l gor ithm. W e   eva l ua te   perfor m a n ce  of the ISCO al go rithm  an d the   selecti on  meth od thro ug h si mulati ons. T he s i mulati on r e su lts   de mo nstrate th at the ISCO is valid for o p ti mi z a t i o n  prob l e ms w i th discr ete dat a a nd  mor e  effective  than  ACO and GA   Ke y w ords :  w eb service se lec t ion, ISCO, deviatin g  de gree       1. Introduc tion  With the  dev elopme n t of  cloud  com puti ng te chn o log y  and Sa aS  model, m o re   and m o re   Web  se rvices are  used  un der th e cl oud  enviro n ment . In su ch  ope n and  dynam ic envi r onm e n t,  however, the r e are u s ually  many W eb  service s  i n sta n c e s   with si milar fun c tion  bu t great  differe nt  perfo rman ce.  How to  cho o s e the hi gh q uality servi c e s  whi c are  most satisfie d for users from  the vast a m o unts  of Web  servi c e s , ha s be come  on e   of the  hot i s sues in th e  research  of  se rvice   comp uting an d clou d com p uting field .      Current method s of servi c e selectio n us u a lly focus on a single  servi c e requ est at a   time, or the  selectio n of a  servi c with the be st  QoS  at the user’ s   own  discretio n , or let the  u s ers  in a waitin queu e wait f o r Web  se rvice s  when  th e sam e  fun c tionality of a Web  se rvice  ha more than one  servi c request [1],[2], and then  ch oose the  best Web  se rvice for the  current  requ est. T h is  method  do es  not take th e f o llowin g   situa t ion into  a c co unt whe r e th e r are  multipl e   u s er   r e qu es ts  for  a  W e s e r v ic e a t  the  sa me time . In   s u c h   s i tua t io n ,  co n f lic ts  occ u r   w h en to o   many reque st ers sele ct the  sam e  b e st  web  servi c be cau s e  the lo a d   cap a city of  each  se rvice  i s   limited. This  i s  likely to lea d  that  the re q ueste d servi c e’s Q o S is re duced, an d t he enti r service  system  cra s h  and the users’ nee ds  can not be met.  In additio n , di fferent  Web  service  u s e r have diffe rent  QoS  attribut e p r eferen ce.  So  we  don't  need  t o  choo se  th e be st  se rvice for ea ch  u s er.  The  co mpetition a n d  conflict  am ong   different users for the sa me se rvice  may lead to  the followin g  situation s : Some Web  serv ice s   whi c h can satisfy use r s’ Q o s re quiremen t s are u n u s ed  and so me hi gh QoS Web  servi c e s  serv the u s e r s wit h  lo w Q o re quire ment s, b u t so me  users  with hi ghe QoS requi re ments will  be  in   the  long tim e   waiting  state   becau se it t e mporarily   can not get  the  hi gh Q o se rvice, a n d  thu s   will  certai nly cau s e uneve n  di stributio n an d waste of  the se rvice re sou r ces, affe cting the ove r all  perfo rman ce  of the servi c e syst em. As you can see ,   when many  use r call  th e same  se rvice,  the service’s  QoS and act ual load  capacity will  r educe. Therefore, in orde r to  make the  higher  QoS se rvice  can  be u s ed  most effectiv ely and the  se rvice s   satisfi ed u s ers’ n e e d  not to be id le,  effective  serv ice sele ction  method s sho u ld  be   ad opt ed. At the  sa me time it  ca n maximize t h e   u s er 's  o v er a l l s a tis f a c tion  as  fa r as  po ss ib le , an d gu arantee  se rvice  load  bala n ci ng, an d imp r o v e   the overall pe rforma nce  of the servi c e sy stem.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  105 3 – 1063   1054 From the a bove re sea r ch situatio n, the  existing servi c e selectio n method ra rely   con s id ers th e load bal an cing p r obl em . This pap er  mainly studi es ho w to solve the con f lict  situation of the co ncu r ren t  service req uest s , and propo se s a reli able Web se rvice s  sel e cti o n   method for  concurrent re que sts.  Beca use that the  optimal so l u tion of the con c u r rent Web   serv i c req u e st s i s  a  set  of  se rv ice s   seq uen ce   nu mber  wh ose  value is  discrete  data, a nd  traditional  so cial cognitive  optimization  only applie s to contin uou s data. So this pape r uses t he  minimum val ue of the deviating degre e  which is  th e deviation o f  the candida te Web se rvi c e s ’  QoS value  wi th con c u r rent  req u e s ts’ Q o S con s trai nts as th e obj ect i ve function,  and d e si gn an  improve d  social co gnitive  algorith m  whi c h u s e s  g e n e tic alg o rithm  for ob se rvation lea r nin g  to  solve the  se rvice optimi z a t ion problem.  And thu s  ba lance service  re sou r ces  , i m prove  syste m   perfo rman ce  and better m eeting the effi cien cy of We b servi c e sele ction.         2. Related Work  With the  cont inuou s d e velopment of  cl oud  comp uting technol og y and the  wi despre a d   use  of a la rg e numb e of Web  se rvice s  on the n e tw o r k, the i n crea se of the  nu mber  ha s bro ught   great  conven ience for software  develo pers, but  m ean while ma ke s them fa ce the  servi c e   informatio n o v erload  p r obl em. Ho w to   provide   the  u s er with  the  approp riate Web   service has  become a g r e a t challe nge f o r develo p e r s.      In  rece nt  years, the  Q o attribute   ha s be en  co nsid ered  in the  re se arch of  the  Web  se rvice sel e ctio n  field. Now some re s e a r che r s ma ke  rese ar ch o n  a single  use r   requ est s  a  functio nal  We b service b a s ed  on  QoS  attribute, a nd p r op osed  som e   servi c e   sele ction  met hod. Z eng  et  al [3]  pre s e n t a mi ddle w are  platform f o com p o s itio n exp r e s sed  as  utility  functions over QoS   attr ibutes, and using integer  progr am ming m a ke users  get the  best  Web  se rvice s  they need, maximize s u s er satisfa c tio n . Liu, Anne, Ngu a nd Ze n g  [4] propo se d a  QoS comp utation  a nd poli c ing   in dyna mic we b se rvice s   selection. In this way,  it transform s   the  probl em of service  comp o s ition into a mixed  integer linear proble m  and use r s can obtai n their  best needed  servi c es. Yu and Lin [5],[6] proposed a  service sel e ction sy stem with end-to-end  QoS co nstrai nts and p u t forwa r d a al gorithm b a se d on Multiple  Choi ce Kna p sa ck Probl e m   (MCKP) an Multi-dime nsi on Multi - choi ce  0- 1K nap sack Problem   (MMKP).Maxi m ilien a nd Si ngh  raised a n  ind epen dent service sel e ctio n  architectu re based  on se rvice  age nt  in the  literature [7],  and  con s ide r ed the  cre d ib ility of the service in th e li terature [8]. In the mod e of Danilo  an d   Barba r a p r o p o se d [9], the local  and  gl obal  con s trai nts can b o th  be spe c ified  and they al so   prop osed opti m izing fo rmul a to make glo bal optim ization, without prior  to optimize each possi ble   executio n p a ths. In [1 0 ], mixed integer p r og ra mming  wa s utilize d  to  find the  o p timal  decompo sitio n  from  QoS  global  co nst r aints to   local   co nstraints, and used  a  distrib u ted  l o cal  sele ction to  find the  be st  Web  service  whi c can   satisfy the lo cal  con s trai nts, a nd then  p r op ose d   the local  opti m ization  and  enume r ation  method. Th i s  se rvice co mpositio n me thod de sign e d  to  filter the  can d idate s  of e a c h ta sk throu gh lo cal  co nstraints, to  red u ce  the n u m ber  of candi d a te  servi c e s  a n d  improve service q uality, and  enum erate all  com p ositing  solutions to find t h e   optimal o ne.  Appro a che s   prop osed i n  [ 11] an d [ 12]  aim to  sele ct  We b servi c e s  for u s ers ,  but  these existing   se rvice s  sele ction studie s  only  fo cu s o n  a si ngle  se rvice  req u e s t a  function al type   of Web servi c e, or is inte nded to find  an e ffective method to solve the co mposite  se rvice   sele ction mo del they prop ose d  .  The ab ove m e thod s do  no t con s ide r  th e ca se   wh ere many u s e r s co n c urre ntly reque st  the same fu n c tion  We b service at the  sa me time. Alth ough [1 3] an d  [14] co nsi d e r  the con c u rre n t   servi c e req u e sters req u e s the same  servi c e at  the sa me time,  the solution  is only to l e t the  multiple req u e sters to wai t  in the line  of queue in  the event of confli ct. In fa ct, beca u se the   different  req u e sts have  diff erent  QoS  co nstrai nts,  m u l t iple con c u rre nt re que sts can b e   assign ed  to multiple  se rvice s   simulta neou sly. In o r der  to avoid  t he  Web  servi c overlo adin g , and  imp r ov the perfo rma n ce  of the ov erall  system.  This p ape r p r opo se s a reli able  servi c sele ction m e thod  for the pro b le m of con c urre nt us ers requ est for the Web se rvice s .       3. The descri p tion of  Web  serv i ces selection for co ncurre nt req u ests    Web  servi c e QoS guideli nes mai n ly include co st, response tim e , service availability,  servi c relia b ility, and Succe ssful  Rate,  etc. Ge ne ral  We b servi c e  sele ction  me thods are giv en  belo w . Assu ming th at th e set of  ca n d idate  We servi c e s   whi c ca sati sfy use r  fu ncti onal   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       A Reliable  Web Services  Selection M e t hod for Con c urrent Re que sts (Guim i ng Lu)  1055 requi rem ents alrea d y exists, and the r e  are n  We b  servi c e s  me eting u s er  d e mand th rou gh  function m a tches. Th e Qo S attribute se ts  of the can d idate Web  service s  i s : 1 , ..., , ... ik qq q  Gene ral Web  services  sele ction process can  be divid ed into the followin g  main steps:     (1)  QoS Standardizatio n  of Ca ndidate  W eb servi c e s   and con c u r rent  re que sts  Web  service  QoS attrib utes  can  be  di vided  into t w o types [1 5]: One i s  th positive  criteria, i.e., the greater the value  the better its qualit y, such as re l i ability, availability, credibili ty,  etc.; anoth e is n egative  criteria,  i.e., the greate r  the  value the  po ore r  the  quali t y, for examp l e,   rea c tion  time  and  cost  an d so o n . To   make  the  Web  se rvice  Q o S value s   co mparable, it i s   necessa ry to stand ardi ze  a ll the QoS attribute valu es  that all the Q o S values  are co nverted i n to  a unified val ue interval.  Comm only u s ed Q o S sta ndardization  formula h a the followin g  tw o   kind s:   the positive o nes a s  defin e d  in (1):     mi n ma x m i n ma x m i n ma x m i n 0 (1 ) 11 ij j jj jj ij jj QQ if Q Q QQ V if Q Q    (1)     the negative  one s as d e fin ed in (2 ):    ma x ma x m i n ma x m i n ma x m i n 0 (2) 10 ji j jj jj ij jj QQ if Q Q QQ V if Q Q    (2)     In the formula (1) an d (2 ),  ma x j Q  is the maximum of the j-th attribute in the mass ma trix,   ma x () , 1 ji j QM a x Q i n  ; mi n j Q  is the minimum of the  j-th attribut e in the ma ss m a trix,  mi n () , 1 ji j QM i n Q i n  . By  formula  (1) a nd (2) can put all Qo S values to the uniform value   interval, an norm a lized  Q o S value s   ind i cate th at the  greate r  th e v a lue th e b e tter the  qu ality. By  the metho d of attribute v a lue  stan dardizatio n , unifi ed the  directi on of th e Q o S values,  ma ke for a Web  se rvice QoS ev aluation ha the sci entif ic nature a nd rationality. Similarly, for QoS  con s trai nts of  user  req u e s ts to do the sa me stand ardi zation.     (2) Mat hemat ical mod e l for global optim al  Web  se rvice s  sele ction n eed to m a ke  choi ce s fo each con c urrent user  a candid a te  Web  service s . In o r de r to  maximize  th e satisf a c tion  of users a n d  optimi z e th e depl oymen t  of  Web  se rvice s  re sou r ce s, the proble m s nee d to be solved i s  how to a ssi g n  requ est s   Web   servi c e, ma ki ng the devia ting degree  minimal  bet ween ea ch  ca ndidate  servi c e s  and thei r   corre s p ondin g  requ est s . Selectio n mod e l sho w n in Fi gure 1:           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  105 3 – 1063   1056 Figure 1. Selection mo del  of candi date  servi c e s  and  requ est s   Suppo se n  repre s e n ts th e numb e of W eb  se rvices, m rep r e s ent s the n u m ber  of  requ est s , an nm . The user prefe r en ce f o r QoS attri b utes i s   ) W W W k W ,...., 2 1 ( , and   1 1 k i i W . So the global optimal m a thematical model  for  co ncu r rent user reque sts  with QoS   con s trai nts can be defin ed  as:  The obje c tive  function:     () ( 3 ) 1 ( ) ( ) + ( ) + .. .. .+ ( ) 11 1 2 2 2 m Mi n D e v R W S ij i De v R W Sr q w r q w r q w i j i j i j ik jk k   (3)     () ij D ev R W S sho w s the  Q o S deviating   degree  between  th e i-th  reque sts an the j-th   can d idate Web se rvice.  Whe r ik r  is th e k-th QoS a ttribute con s t r aint value fo r the i-th use r   requ est s j k q  is the   k-th  QoS attrib ute con s trai nt value fo r t he j - th  can d i date  se rvice ,   kn k k WS WS W S ,...., 2 1  is  a s o lution,  i.e.,  kn k k WS WS W S ,...., 2 1  is   offered respec tively to m R R R ,...., 2 1 . Ne ed to  be  a w are of   is  the attribute value s  in form ula are  stand ardi zed, valu es  betwee n  0 - 1.   As the sol u tion of the Web se rvice selectio n for the co ncurren t  reque sts i s  a set of   seq uen ce nu mber, an d the seq uen ce  numbe r belo ngs to the di screte data i s sue s . This p ape for this p r oble m  usin g gen e t ic algo rithms to obse r vatio nal learning,  at the same ti me, usin g elite  reserve d   stra tegy, pro p o s ed a n  im prov ed  so cial  co g n ition al gorith m  (ISCO) to  solve th abo ve  optimizatio n probl em.       4. Ser v ice selection meth od based o n  ISCO  Given the e v olutionary  algorith m  wit h   advantag e s  of parallel  computin g, group  optimizatio n,  doe s not  nee d to p r ovide i n formatio a s so ciated with appli c at ion b a ckgroun d,  et c.,  so a vari ety of evolution a ry algo rithm s  ca n be u s ed to solve  the pro b lem  of Web  servi c sele ction b a sed on QoS. T h is pa per p r o poses a n   imp r oved soci al cog n ition alg o rithm (ISCO )  to  solve the ab o v e optimizatio n probl em.       4.1. Impro v e m ent of the  social cognitiv e  algorithm  1)Th e use of geneti c  algo ri thm:  Geneti c  Algo rithm (GA )  simulates th e  pro c e ss of  natural sel e ction  a nd biologi cal   evolution by  comp uter, an d sea r che s  th e relatively  o p timal sol u tio n  throu gh survival of the fittest  mech ani sm. It adopts glo bal parallel o p timiza tion  search meth o d , and doe s not depend  on   gradi ent info rmation, ha s the global  sea r ch ab ilit y. Compared  with traditio nal optimization   method s, it is simpl e  to u s e, with g ood  global  se arch  ability and  other  ch ara c te ri stics, and  is  o ne  of the most effective ways t o  so lve the o p timization p r oblem today.   Since S C a l gorithm i s   b a se d on  the  fiel d se arch,  and the  opti m ization  prob lem with  contin uou solution  sp ace  within  the  scop e of it search  rul e s, i t  doe s n o t a pply to  solve  the  probl em s of discrete  solut i on sp ace. ISCO alg o rithm  resp ectively use s  cro s sover and m u tatio n   operator of  g enetic alg o rit h m for le arni n g  ag ents  an the ne w solution o b taine d  t h rou g h  imitation  learni ng. After ea ch  cro s so ver an d muta tion ope ratio n s  i s  pe rforme d, sele ct b e tter  solutio n  bo th  before a nd a fter the operation ca ma ke search  sp ace exp a n s io n,  the rapid i n crea se solving  rang e diversit y, at  the sam e  time avoiding the local o p timum.  The  se rvice  option s  of  this al go rithm nee d t o  dete r mine  the chrom o som e   rep r e s entatio n, the calculation of fitne ss fu nctio n as  well a s  t he cro s sover and m u tation   operation s , e t c. Each  chro moso me is  repre s e n ted a s  a Web  service sol u tion,  namely a Web  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       A Reliable  Web Services  Selection M e t hod for Con c urrent Re que sts (Guim i ng Lu)  1057 servi c se qu ence ide n tity, comp osed  by a n u m ber  of ge ne tic lo ci. Each ge ne p o si tion  corre s p ond s t o  service id e n tification; th e value  of th e i-th  gen e bi t is the  num b e r of th se rvice  sele cted  by the i-th  req u e s t in the  can d i date set of  service s . Th e fitness fun c tio n  is the  devia ting   degree in 5. 5.Cro s sove r operation is t o  take a cro s sover meth od to two ch romo som e (two   different ki nd s of service compo s ition  schem e)  while  mutation op eration i s  to  cha nge th e valu e   of certain g e n e s bits in the s e two ch rom o some, resulting in two ne w chro mo some s.    2)Th e use of elite strategy:   GA gen es d o  not  ne ce ssarily  refle c t  the tru e  n a t ure of th probl em to  b e  solved,  becau se the cro s sove r an d mutation o perato r s co ul d lead to the best individu al of the current   popul ation lo st in the  ne xt generation ,  and th i s  p henom eno will cy clically appe ar i n  t he  evolutiona ry  pro c e ss.  So  it can not  rea c h th e p u rp o s of cumula ting better g enetic,  but m a unde rmin e a   good  combin ation, an ca nnot  conve r g e  to th e gl ob al optim um.  For  elite  strat egy,  the elite individual (the b e st individual  appea red so  far in the  evolutiona ry pro c e s s) dire ctly  copi ed to the next gene ration inste a d  of matc hing  and cro s so ver, and can  avoid the b e st  individual bei ng de stroyed  for hybrid o p e r ation.   The elite  st ra tegy [16] (M a i nt ain the  be st solution  fo und  over tim e  befo r sel e ction) is  put forward b y  De Jong fo r the geneti c  a l gorithm.  Fo Geneti c  alg o rithms, the abi lity to converge  to the global  optimal sol u tion is the primary  proble m . De Jo ng  make s the d e finition for e lite  sele ction met hod s as follo ws [16]:   Whe n  set to the first t-g e n e ration, a (t ) is t he be st ind i vidual in the grou p. And set A (t +  1) a s  the ne w gene ration o f  group s, if A (t +1 ) in  the a b se nce of a (t), t hen add a  (t) to A (t + 1 )   as the n + 1 i ndividual in th e A (t + 1) , where n i s  the size of the group s.  Elite strategy  gene rated  a  signifi cant ro le  to improve  the global  converg e n c ability of  stand ard  ge netic al go rithm, and  Rud o lph h a s th eoreti c ally p r oved the  st anda rd  gene tic  algorith m  wit h  elite st rate gy is glo bal  conve r ge nce. He re p u t forward  an  improve d  socia l   cog n itive alg o rithm (IS C O  algorith m ) , w hi ch ta ke each ag ent  with the  kno w led ge p o int to do  cro s sove r an d mutation, p r odu ce the  bet ter solution in to the next ge neratio n of kn owle dge  ba se,  rega rd  the o p timal solutio n  of e a ch ite r ation  as  elit e individu als,  and  avoid th e be st in dividual   being d e stroyed be cau s e o f  hybrid ope ra tion.    3)Th e use of dynamic le arning ag ent:  Acco rdi ng  to  SCO algo rith m,  the sele cti on  of   the age nt's own kno w led ge point is static  each time lib rary up date s  itself. Becau s e that  the knowl edge  ba se is  co nsta ntly updated,  to   enha nce the learni ng abilit y of  the algorithm, this  pap er ado pts dy namic le arni n g  agent, that is rand omly sel e ct  kno w led g e  lea r nin g  a s  the ne w l earning a gent after ea ch  up date of the  b a se   so th at the a gent o w kn owle dge  poin t s evolve  wi th the evol ution of the  kno w led ge b a se  an d   the algorithm can improve t he overall learning ability.      4.2. The algo rithm descri p tion of  Web  serv i ces selection for co ncurre nc y  re ques t s   In  We servi c e sele ction  optimizatio n probl em s for co ncurrent  use r s’  dem a nds, th kno w le dge p o ints co rre sp ond to  the seque nce  num ber  of We b service  sel e cti on, and  po sition   level corre s p ond s to the evaluating V a lue of  We b  service sel e ction which is the deviati ng   degree. Thi s  pape r uses a  rando m met hod to gen er ate initial sol u tions. Web  servi c sele ction  pro c e ss b a se d on ISCO al gorithm  can b e  descri bed a s     Algorithm. Web se rvice  sel e ction al gorit hm for co ncurrent re que sts   input: QoS values of candi date We b se rvices a n d   use r  re que sts the Maxim u m numb e r o f  iterations  ma x N The number of initial solution  P OP N   output the o p timal solutio n  of Web service sel e ctio n           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  105 3 – 1063   1058 Step1: the initializatio n pro c ess:  (1)   PO P N  sol u tion s a r e  ran domly g e nerate d   whe r e ea ch  sol u tion i s  a  set  of se que nce nu mbe r   for Web  se rvice, and the d e viating deg rees of  re que sts with We b service s  a r e calcul ated as  evaluation val ue of the solu tion.  (2)   c N  is rand omly  sele cted fro m   P OP N  solution s as the learning ag ents,  but the sa me  solutio n  is not  allowe d to be assign ed to  multiple age nts.    Step 2: Vicari ous le arni ng  pro c e s for i= 1 to  c N     //  For  c N  learning  agent Imitation learning       //  A numbe r of solutio n s a r e  rand omly ge nerate d , and  find  c N   better solutions  from them.    Observation a l  learning    // Let  1 X be th c N  learnin g  ag en cy's o w soluti ons,  2 X  be the   c N  better soluti ons, the n  divided them i n to seve ra se ctions. Sele ct intersectio n  randomly a n d   do crossove r operation for  12 X ,X  to get two new solutio n 12 ' X ', X using ge netic  algorith m , and  then ch oo se  the better on e as 3 X , and co ntinue to mut a te 3 X to get ne w sol u tion  3 ' X which i s   store d  in the databa se.   (Where the o b se rvational l earni ng p r o c e s ses di agram  as sh own in Figure 2)    Step 3: datab ase u pdate p r oce ss  Remove  the  same  am ount  of worst  solu tion with  lea r ning  age nt; mean while,  ch o o se  the   optimal sol u tion of this with  the previou s  gene ration.     Step4: Dyna mic Proxy   A plurality of mutually different lea r nin g  agent s is ra n domly gene ra ted.  Step5: End of algorithm ju d g ment   IF (to achieve  a pre-determ i ned num be r of iterations)    Output optim al solutio n    ELSE   Incre a se the numbe r of iteration s  1, retu rn to the step  2.      2 X 1 X ' 1 X ' 2 X 3 X ' 3 X 4 X n X 1 n X ' 1 n X ' n X t X ' t X 4 X 5 X     Figure 2. Sch e matic dia g ra m of obse r vational lea r nin g     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       A Reliable  Web Services  Selection M e t hod for Con c urrent Re que sts (Guim i ng Lu)  1059 5. Simulations  5.1 The exp e r iment desig n   Suppo se the r e are 300  can d idate  Web se rv ices.  Con s ide r  th e five comm on QoS  attributes:  Co st, Re sp on se  Time, Availa bility, Reliabil i ty, Load, a n d QoS  value s  of  candid a tes  Web  servi c e s  are g ene ra ted rand omly within a  ce rtain ran ge. The ran ge of them as follo ws:   0 300 $ C  , 03 0 T s ec  , 0. 7 1 A va , 0. 75 1 R el , 03 0 0 Lo a . Meanwhi le set   6 co ncurrent  use r s,  and it s QoS val u e s  a r e fixed  a s  sho w n in  T able 5.1, the   attribute  weig hts  were s e to:  0. 2 , 0. 1 , 0. 15 ,0. 2 5 , 0. 3 W ; The  experi m ent a c hiev es th e ISCO  algo rithm   throug + p r og ram m i ng la ngu age  , and th co nfiguratio n of  the P C  which is ru n by t h e   algorith m  is: CPU P entiu m(R)4 2.66 G H Z Me m o r y 4G OS M i cro s oft Wi nd ows 7       Table 1. The  QoS co nstrai nts of con c u r rent use r UserID  C  A v a   Rel  Loa   1 50  10  0.75  0.80  200  2 150  20  0.85  0.90  100  3 80  15  0.80  0.85  150  4 200  10  0.95  0.80  250  5 75  25  0.90  0.95  50  6 150  10  0.85  0.75  100       5.2 The dete rmination of  ISCO algorithm parameters   The value s   of key para m eters i n  the ISCO  alg o rith m have a great influen ce  on the   perfo rman ce  of the algorit hm, and so t he app rop r iat e  values  sho u ld be set in the algorith m   para m eters b e fore a pplyin g  ISCO to so lve Web  se rvice sele ction  probl em in o r der to give fu ll  play to the al gorithm' s  a b il ity. The key para m et ers o f  ISCO algori t hm inclu de:  popul ation si ze,  namely the numbe r of initial solutio n s P OP N , the number of learnin g  agent s c N , m a ximum  numbe r of iteration s M AX N , the numbe r of optimal sol u tions  what a r e dra w  in th e imitation  learni ng com petition  λ   1)  Determine th e para m eters: Population size P OP N   Population si ze P OP N  is the number of initial solution s. In the experiment, set the   numbe r of ex celle nt solutio n s p r e s ente d  as  λ   = 3; Because  3* P OP c NN in ISCO  algorithm,  so P OP N , c N are co nsi d e r ed setting diff erent value s   of the followin g   (1) 100 , 3 0 ; PO P c NN          (2) 150 , 5 0 ; PO P c NN        (3) 200 , 7 0 ; PO P c NN    (4) 250 , 8 0 ; PO P c NN    (5) 30 0 , 1 0 0 ; PO P c NN      The m a ximu m num bers  of iteration s M AX N are ta ken  respectively 1 0 ,100,10 00,10 0 00,   then execute the algo rithm and record th e sea r ched  solution in alg o rithm. The  result s are sh own   in Figure 5.4, abscissa axi s  re p r e s e n ts different valu es  of  P OP N , vertical axis rep r e s ent s the   evaluation val ues of solutio n s t hat are se arched by alg o rithm when  P OP N  have  differen t  values.  It is fou nd i n  expe riment s that rega rdl e ss  what  is the valu e of   maximum  nu mber of  iteration s  of the algorithm M AX N , when  20 0 , 70 ; PO P c NN  the algorithm search ability i s   s t ronges t, that is  to s a y M AX N  has no effect on the sel e ctio n of P OP N     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  105 3 – 1063   1060     Figure 3. The  influence of the numb e r of  initial  solutio n s on the p e rf orma nce of the algorith m       2)  Determine th e para m eters: The num be r of excellent solution s pro p o se λ   At  the initial moment, set   the  am ount  of  the  pop ul ation, na mel y  the n u mbe r  of i n itial  solut i o n 20 PO P N0 , the num ber  of learnin g   agent 70 ; c N  the maximum number of  iteration s  of t he alg o rithm ma x 500 0 N .In ob servatio nal lea r ni ng,  each time  do  crossove r o n  2   node s an d then do vari atio n on that 2 n ode s wh ere  crossove r an d variation poi n t s are  rand o m ly  gene rated, in  orde r to improve the algo ri thm' sea r ch ability and co nverge nce sp eed, it need t o   determi ne th e value  of   λ (the  n u mbe r  of  excelle nt solutio n s extracted ) . λ  is   set from 1 to  10,   execute the  algorith m  an d record the  soluti on s that are se arched  by the algorith m . The  experim ental  results  are  sh own i n  Fig u re  4,, and the  a b scissa axis repre s e n ts different  valu es of  λ , the o r dinat e axis  rep r e s ents the  eval uation valu es of the sol u tions th at  are sea r ched by  the  algorith m . As can be  see n  from Figure 4, when  λ  =  7 the algorith m  has  the st ronge st se arching  capabilities, and  therefore determi ne  λ = 7.           Figure 4. The  influence of λ (the num ber  of solution s e x tracted )  on the perfo rma n c e of the  algorith m   3.0  3.2  3.4  3.6  3.8  4.0  4.2  4.4  4.6  4.8  100 150 200 250 300 ev aluating  v a lue  the num ber o f   initial so lutio ns i t e r ati n g 10 i t e r ati n g 100 i t e r ati n g 1000 i t e r ati n g 10000 3.2  3.3  3.3  3.4  3.4  3.5  3.5  12345 6789 1 0 evaluating value  the  number  of solutions  extracted   λ Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       A Reliable  Web Services  Selection M e t hod for Con c urrent Re que sts (Guim i ng Lu)  1061 5.3 Compari s on  w i th o t h e r algorithm Basic  gen etic alg o rithm  (GA algo rithm )  ha s a  stro ng pa ralleli sm and gl oba l sea r ch   capability  in solving Web servi c selection problem.  Ant colony   optimization (ACO algorithm)  usin g meta -knowl edge  an d he uri s tics t o  gui de the  search, i s  a n  e v olutionary  al gorithm  ba se d on   swarm  intelli gen ce h a ving  the adva n ta ges of r obu st ness, p a rall el ism a nd  ea sy to impleme n t,  etc. In view t hat these two evolution a ry al gorithm for solving o p timization  problem s pe rfo r m   relatively mo re  excelle ntly, the expe riment s co mp are  the  accura cy an d t he  runni ng t i me  adoptin g thre e algorith m s t o  verify the effect of IS CO algorith m s. After determinin g  the values  of  the paramete r s, this exp e ri m ent at the initial time set   20 PO P N0 , 70 c N , λ =7, while  using the  improve d  so cial cognitive  algorith m s (I SCO al go rith m), geneti c  algorith m  (G A algorithm),  ant  colo ny alg o ri thm (A CO  a l gorithm ) to   solve  th e a bove  servi c e  sel e ctio n p r oble m . Th re algorith m s h a d  the sa me  experim ental  environ m ent,  and all of th em use C  + prog rammi ng   langu age.  We ran domly reco rde d  thre e algo ri thm s ’  runni ng time,  the co rrespo nding  numb e r  of  iteration s , the  evaluatio n v a lue s  of  solutions se a r che d  by th ree  al gorithm s,  wh ere  the  units of   evaluation val ue and runni n g  time are se con d s.  Experi m ental re sult s are  sho w n i n  Table 2:   Duri ng th e e x perime n t, each  algo rith m wa s ite r at ed 10,1 00,50 0,1000,2 000, 4000,5 000   times and t he  sea r ched  sol u tion s a nd the  ru nni ng time  of the al gorithm were  re corded .   Comp ari s o n  on se archin g perfo rman ce  of three algo ri thms a s  sh own in Figure 5:          Figure 5. Co mpari s o n  on  sea r ching p e rforman c e of three al go rith ms      Comp ari s o n   on  run n ing  time of th e th ree al gorith m in th ca se  o f  the  same  nu mber of ite r ati ons  as sho w n in  Figure 6:        ISCO al gorit hm   G A   al gorit hm   A C O  a l gori t h m   iterations  Evaluation   value  Running   time  Evaluation   value  Running   time  Evaluation   value  Running   time  10 3.87672   0.016   4.2256   0.009   4.52553   0.064   100 3.60277   0.156   3.92734   0.101   4.48333   0.756   500 3.46542   0.797   3.72554   0.617   4.32179   3.781   1000  3.4545   1.563   3.60842   1.264   4.22138   7.428   2000  3.41747   3.125   3.57311   2.581   4.16251   13.951   4000  3.36525   6.265   3.41491   5.129   4.06817   28.001   5000  3.23241   7.796   3.35182   6.451   3.91255   35.279    convergence  3.2 3241   convergenc e 3.3 5182   convergence 3.9 1255   3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 10 100 500 1000 2000 4000 5000 eva l uting va l u e the num b e r   of   iter a tions I S C O  al gor i t h m G A  al gor i t h m A C O  al gor i t h m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  105 3 – 1063   1062     Figure 6. Co mpari s o n  on runnin g  time of the  three alg o rithm s  with the sam e  num ber of  iteration s       As can b e  se en from Tabl e 1 and Fig. 6, IS CO algorithm outperfo rms GA alg o rithm and   GA algo rithm  outpe rform s   ACO al gorith m  throu gh  th e analy s is f r o m  the searchi ng pe rforman c e;   GA algorithm  outperforms ISCO and ISCO algo rith m outperfo rm s the ACO al gorithm throu gh  the an alysi s  f r om th conv erge nce  rate;  It ca n b e   se en from th cal c ulatio n p r oce s s of  ISCO   that ISCO ha ve advantage s of low comp lexity, less pa ramete rs, an d easy to imp l ement.   As ca n be  se en from Fi g. 6, in the wh ol e experim ent, when th re e algorith m s a r e in the   same  situ atio n iteratio ns, t he time  used  by ISCO   al gorithm  to  se arch the  opti m al solution   is   7.796  s, the time used by  GA algo rithm  is 6.45 1s , an d the time of  ACO alg o rith m is 35.2 7 9 s , the  differen c be tween th ru nning tim e  of  ISCO a nd G A  is n o t larg e und er th same  num be r of  iteration s ; Th ree al go rithm s  sea r ch for the optimal  solutio n  in th e iteration  times  5000,  a nd  conve r ge nce  ha s b egu n;   Although  th e time  use d   by ISCO  alg o rithm to  se arch the  opti m al  solutio n  is a l i ttle inferior    to that used  by  the GA al gorithm; But  more i m po rta n tly, the solut i on  sea r ched by I S CO is the b e st and the  solution s earched by GA is  the se con d  a nd that sea r ched  by ACO  algo rithm is the  worst. By com parin g,  it ca n  be  con c lu de d that the  co nverge nce  sp eed  and o p timiza tion ability of ISCO alg o ri thm are  better than th ose of GA an d  ACO alg o rit h m   gene rally.      6. Conclusio n   In ord e r to  so lve the  confli ct of  con c u r rent   re que sts,   this pap er prese n ts a We service   sele ction met hod for  con c u rre nt deman d .  Throug the  simulation, it can b e  co ncl uded that ISCO  algorith m  con s tru c ted in thi s  pa per i s  a n  optimiz atio algorith m  wit h  relatively st rong  se archin cap abilities a nd faster  se arching  spe e d , is an  efficient ne w e v olutionary a l gorithm  solvi ng  discrete o p timization p r o b lems. Algo rithm rule s are sim p le, easy to imple m ent, and the   execution time is l e ss i n  the same  number of  it erations, whi c h prov e the feasibility of  the   algorith m . The alg o rithm  has  a stro ng expa ndin g  ca pa city, can  be exte nded to  oth e appli c ation s Therefore, IS CO al gorith m  ca meet   the  actu al appli c ation requireme nts and  efficien cy req u irem ents tha t  the Wed se rvices   sele ctio n for co ncu r rent requ est s  need ed.       Referen ces   [1]  T .   Y u , KJ. Lin. Service sele ction alg o rithm s   for W eb se rvices  w i t h  en d-to-en d  QoSconstrai nts.   Information Sy stems a nd Eb u s iness Ma nag e m e n t . 2005; 3:  103- 126.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.