Int ern at i onal  Journ al of Inf orm at ic s  and  Co m munic at i on  Tec hn olog y (IJ - I CT)   Vo l. 6 ,  No. 3 ,  D ece m ber   201 7 , pp.  179 ~ 188   IS S N:  22 52 - 8776 ,  DOI: 10 .11 591/ijict . v6 i 3 . pp 179 - 188           179       Journ al h om e page :  http: // ia esj ou r nal.co m/ on li ne/in dex .php / IJ ICT   An Agen t Archit ectur e for  QoS - ba sed Web  Servi ce  Compositi on Usin g t he  Skylin e    Algorith m     El - Alami  A youb * , Hair  Abdel latif   La bora tor y   of   Applie d   m at hemat ic s a nd   Sci ent if i c  Ca lc ul at ion ,   Fa cul t y   of  Sci ence s a nd  T ec hno log y ,  Sult an  Moul a y   Slim ane   Univer s ity ,   B. P.   523,   Be ni  Mel la l ,   Moroc co .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   12 th ,  20 1 7   Re vised  Oct   20 th , 201 7   Accepte d  Nov   26 th ,  20 1 7       W eb  servic e  co m positi on  is  a  conc ep t  base d  on  the   bui lt   of   an  abstr act   proc ess,  b y   co m bini ng  m ult ipl e  exi sting  class   insta nce s,  wher e  during  the  exe cu ti on,   each  servic e  class   is  re place d  b y   a  con cre t e  servi ce,  sel ec t ed  from   seve ra l  web  se rvic e  c andi da tes .   Thi s   appr oa ch  has  as  an  adva nta g e  gene ra ti ng  fl exi b le   and  low  coupling  appl i ca t ions,   base d  on  it s  conc eption  on   m an y   elem ent ar y   m odule s  avai la bl e  on  the   w eb.   Th e  proc ess   of  servic e   sele c ti on  during  the   compos it ion  is  base d  on  seve ra l  ax es,   one  of  the se  ax es  is   the   QoS - base d  web  servic e  sele c ti on.   Th e  Qos   or   Quali t y  of  Servic e  re pre sent   a   set  o f  par amet ers  th at  cha r acte ri ze  the  non - func t iona l   web  servi c e   aspe ct   (e x ec u ti o n  ti m e,   cost,   e tc...).   Th e  compos it ion  of  web  servic es  base d   on  Qos ,   is   the   proc ess  which  al l ows   the   sele ct io n  of  the   web  se rvic es  tha t   fulfi ll   the   user  n ee d,   b ase d  on  i ts  qual ities.  S e lect ed  services  should  opti m ize   the   glob al  QoS   of  the  compos ed  proc ess,  whi le  sati sf y ing  al l   the  constraints   spec ified  b y   the  cl i ent  in  al l   QoS   par amete rs .   In   thi s  pap er,  we  propose  a n   appr oac h   base d   on  th e  conc ep t   of  ag ent  s y st e m   and  Sk y li ne   appr oac h   to   eff ectivel y   sel ect  services  for  c om positi on,   and   re duci ng   th e  num ber   of  ca ndid at e  serv ices  to  be  gene r ated  and  conside r ed  in  treat m ent.  To  eva lu ate   our  appr oac h   ex pe rimentall y ,   we  use  a  sev era l  ra ndom   dat ase ts   of  servic e s   with  ra ndom   v alues of  qu al i ti es.     Ke yw or d:   Mult i - Ag e nt S yst e m   Qos   Sk yl ine   Web Se rv ic e   Web Se rv ic e C om po sit ion   Copyright   ©   201 7   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights  reserv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   El - Alam i Ayou b,    Lab or at ory   of   Applie d  m at hem at ic s an d  Sci entifi c Cal culat ion ,   Faculty  of S ci e nces a nd Tec hnol og y,   Su lt an  M oula y Sl i m ane Univ ersit y,   B.P. 523 , Beni  Me ll al , Mo ro c co.   Em a il : ay ou bala m i6@g m ai l.c om       1.   INTROD U CTION   Du e  to  t he  pe r petual  increa se   of   we b  ser vic es  with  sim il a r  functi onal it y,  the  com po sit ion   process  beco m es  costly   in  te r m s  of   respon se  ti m e,  t ake  into  co ns i der at io n  the  num ber   of   can di date  serv ic es  in  eac h  cl ass  of  the  c om po sit ion .  F or  this  pur pose  s ever al   wor ks   a nd  resea rches  hav e   pro pose d  m et ho ds   t o  s ol ve  this   pro blem   of   co m po sit ion   ba se d  on  the   Q os.  These   m et ho ds  al low  the  sel ect ion   of  a  pa rtic ular  se rv ic e   from   a m on g  se ve ral  cand i date  ser vices,  f or   eac h  do m ai n  or   cl ass  of   th e  co m po sit ion ,  in  the  ai m   to  generate   a   com po sit ion   w it h  a b et te r  qua li ty  o f  com po si ti on .   Using  the  e xh austive  sea rch,   can  be  us e fu l   to  fin d  the  be st  com bin at ions  of   se r vices,  wh ic h  they   hav e  t he  opti m al   le vels  of   Q oC.  But  this  m et hod  of  searc h  sti ll   no n - pra ct ic al ,  with  a  v ery  la r ge  nu m ber   of   po s sible  c om bin at ion s   that  c an  be  ge ner at e d  a nd  te ste d  in  e ver y  e xec ution .   T his  c omplexit y  of  e xhaustiv e   search  r el at ing  to  the  nu m ber   of   cl asses  in  a  com po sit ion ,   al so   to  the  num ber   of   serv ic e  cand idate s  in   each   cl ass.  So,  this  pro blem   can  be  m od el ed  as  a  com bin at or ia l  pr oble m   with  NP - ha rd   c omplexit y.  Am ong  the  us ef ul m et ho ds t o  s olv e t his c om po sit ion   pro blem , is to  us e  the S kyli ne  sel ect ion  tec hn i que. T his tech nique  of   Sk yl ine  ai m s  t o  re duce  the  num ber   of   can di date  ser vices  in  each  com po s it ion   cl ass,  a nd  therefo re  re du ces  the  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   179   –   188   180   total   nu m ber   of  com bin at ions .  This  reducti on  is  accom plished   by  the  el i m inati on   of  al l  do m inate d  ser vices,   and   keep i ng   dom inant  on es,  wh e re  we  say   that  on e  ser vic e  is  do m inate d  by  ano the r,   if   at   le as t  on e  of  its   qu al it ie s is sm al l t han  a nothe r  se rv ic e.     In   t his  pap e r,   we  hav e   f ocus ed  our  wor k  on  us in g  a n  a ge nt - based  m et h od,  in   orde r  t o  searc h  a nd  perform   com p os it ion s   be twe en  tw o  S kyli nes  ser vices,   w her e   each   S kyli ne  c on ta ins   th e  dom inant  cand i dat e   serv ic es  of   a  cl as s.  The  ro le   of  age nts  is  to  ge ner at e  a  ne w  Sk yl ine  by  the  gen e rati on  of  a   par ti al   com po sit ion   from   two  pr e vi ou s   cl asses ,  a nd  kee ping  j ust   the  do m inant  c om po sit ion s,   a nd  rem ov in g  the  rest  of  the   s erv ic e  cand i dates.  Th e  m et ho d  c on si st  to  rep eat   t he   sam e  op er at io n  betwee n  t he  par ti al   create d  com po sit ion ,   a nd  th e   fo ll owin g  cl as s  unti l  the  e nd  of  the   com posit ion ,  t o  ob ta i n  finall y  a  S ky li ne  inclu des  the  insta nces  of  the   op ti m al  co m bin at ions  of  t he m ai n  com po sit ion .       2.   QOS - BASE D CO MPO SITI ON PR OCES S   A  ser vice  cl ass   is  def ine d  by  a  set   of   we b  se rv ic es  that  pr ovide  the  sam e  functi onal it y,  bu t  they   have   pro bab ly   dif fere nt  non - f unct ion al   c har act e risti cs  (d if fer e nt   values  of   Q oS).  In   our  w ork  we  will   co nsi der   a   cl oud  c om pu ti ng  in  wh ic h,   di ff ere nt  we b  se rv ic es  a re  dep l oye d,  an d  that  con ta in   a  cl ass ific at ion   of   se r vices   accor ding  to  their  f unct iona l  char act erist ic s  (class  of  serv ic es ),   al s o  a  desc riptio n  of   non - f unct ion al   char act e risti cs  for  each  se rv ic e  (Qos).  This  descr i ption   of   functi onal   and  non - functi ona l  serv ic es  are  store d  and   publishe d  in  a  serv ic e  re gistry  (UDDI) ,   wh ic h  is  acce ssible  via  the  web,  an d  m eet  custom er  need s  f or  si m ple  web   ser vices  a nd   com po sit io n  se r vices.  O ur  obj ect ive  is  to   create   a  process   in  t he   cl oud  us i ng   s yst e m   agen t t o be a bl e to sati sfy c ust om e r’ s co m posit ion  r e quest s.       2.1. Qo S   p ar am eters   The q ualit y of   serv ic e  pa ram e te rs  is a set   of  non - f un ct io nal  qu a ntit at ive cha racteri sti cs,  w hich  determ ines and  d esc ribes  the  perform ance o f  a w e b ser vice.  Th ese  p a ram eter s ca n  incl ude  v a rio us  att rib ut es,  li ke  pri ce,  repu ta ti on , a vaila bi li ty , r el ia bili ty ,  r es pons e  tim e, b a ndwidt h,  t hroug hput,  et c.   All t hese  pr e vi ou s   par am et ers  can  b e e valuate d wit h real  posit ive  or n e gative  values . For p osi ti ve  par am et ers,  servic e c us to m ers  sh oul d  sea rch to m axi m iz e the m , s uc h  as  re pu ta ti on a nd a vaila bili ty , an d f or   ne gative  pa ram et ers,  it s nee d  to   be  m ini m iz ed  su ch  as c os t a nd r es pons e  tim e. For bett er  pr es entat ion   we wi ll  w ork  just  with  neg at ive   par am et ers,  for t he posi ti ve  pa ram et ers,  they will  b e tra nsfo r m ed  into  ne gat iv e b y m ulti plyi ng  t heir val ue s  by  - 1.  We s uppos e the  vecto r Q s   = {q 1   (s), ...,  q n   (s) }  to  r e pr ese nt Qos val ues of we b  se r vice  S,  a nd q i (s)  determ ines the  values  of the  i - th att rib ute of t he  se rv ic e  S.      2.2. Qo S   c alcu lation f or  c om po site  ser vices   The  QoS  par a m et ers  for  co m po sit e  serv ic es  or   com po si ti on   are   cal cu la te d  base d  on  the  Q oS  par am et ers  of   it s  com po nen t   serv ic es .  Co ns i der i ng     C  =  { S1 ,  S2,  ...,  S n}   as  a  com po sit ion   of   the  f ollow i ng   web  ser vices:   {S1,  S 2,  ...,  Sn} ,  the   qual it y  of  c om po sit ion   C  is  de f ine d  a s   Q (C)  =   { q 1  (C ),   q 2  (C ), … ,  q n  (C)} ,  wh e re  q i (C )  is   est i m at ed  valu e  of  i - t h  at tri bute ,  a nd  wh ic h  can   be   cal cul at ed  us in g  a n  aggre gation  f unct ion.  This  functi on  aim s  to  agg regat e  the  values  of   co rresp ondi ng   Qo s  at trib ut es  of   al l  com p on e nt  ser vices.   Us ual   aggre gation  functi ons  f or   Q oS  cal culat ion   a re  su m m ation ,  m ul ti plica ti on ,  and   m ini m iz ati on   f un ct io n  [ 1] .  Th e   Table  1 give a n  e xam ple o f  s om e Q oS  att ri bute s a nd it s aggr e gatio n  f unct ion .       Table  1.  E xam ples  of   Q oS  a ggre gatio n  f unct ion s   Ty p e   Attribu tes   Fu n ctio n s   Su m m atio n   Res p o n se ti m e ,   Price   q (C)  =    ∑                     Rep u tatio n   q (C)  =          ∑                     Multip licatio n   Av ailab ility   q (C)  =  ∏                    Mini m u m   Thro u g h p u t   q (C)  =  m in  q(S i )       2.2. Pro blem  s tatemen t   QoS - base d  ser vice  com po sit ion   is  a  pro ble m ,  wh ic h  ai m s   at   find i ng   t he   serv ic e  c om bin at ion   t hat  m axi m iz es the Q oS  values  of  a com po sit ion.   The  sim ple  m e thod  for  fin ding  the   op ti m al   com bin at ion   is   to  us e  a n  ex ha us ti ve  s earc h,  to  ge ner at e   and  com par e  a ll   po ssi ble  co m bin at ion s  of  cand i date  w eb  serv ic es .  F or  a n  e xam ple  com po sit ion   re quest   wi t h  N  cl asses  an d  M  serv ic es  pe r   cl ass,  there  ex ist   N M   po ssible   com bin at ion s  to  com par e.  T her e fore,  the  c os t  of  perform ing   a n  exh a us ti ve  s earch  ca n  be   ver y  ex pen si ve  in  te rm s  of   c om pu ta ti on   tim e  and   m e m or y  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       An  A ge nt Arc hi te ct ur e for  Qos - B as ed  We b S ervi ce Com pos it ion …   ( El - Ala mi Ay oub )   181   occupati on,  ne eded   t o  sto r e  al l  gen erate d  com bin at io n.   Co ns e quent ly ,  Exh a us ti ve   search  m et ho d  is  inap pro pr ia te   f or  r un - ti m e  serv ic e  com po sit ion  in  syst e m s  with  dynam ic   needs  [ 1].  In  the  fo ll owin g  s ect ion,   we  will   pro pos e  a  so luti on  f or  this  pro blem ,  based   on  the  sel ect ion   an d  c om po sit ion   of   web   se r vices,  us in g  do m inance  rel at ion s hip   betw een  ca nd i date  serv ic es  i n  ea ch  ser vice  cl a ss,  to  sel ect   s kyli ne  ser vice s.  The   pro po se d  s ol u ti on u s e the  m ult i agen t  pa rad i gm .       3.   SKY LI NE  A ND M ULTI - A GENT S YS T EM FO R QO S - BA SED  COMPO SITIO N   The  pur po se   of   Q oS - base d  c om po sit ion   is  to   sel ect   a  set   of  serv ic es ,  one  from   each  cl ass  of   ser vices,   in  suc h  a  w ay   that  the  qu al it y  of   t he  sel ect ed  c om bin at ion   b e  m axi m iz e d.   Nam ely  that,  the  s el ect ion   of   t he   op ti m al   cand id at e  serv ic e   f rom   each  cl ass,  do e s  no t  pro vi de  necessa rily   an  op ti m al   com po sit ion .  T he refor e ,  to  fin d  the  c orrect  so luti on,  oth e r  com bin a ti on s  of  se rv ic es  need   t o  be  consi der e d.   O n  the  oth er  ha nd,   w e   sh oul d  m ention  that  not  al l  s erv ic es  a re  pote ntial   can did at es  to  ge ner at e  the  s olu ti on.  C on s eq ue ntly ,  the  idea   of   our  m et ho d  is  to  us e  the   sk yl ine  m e tho d  t o  disti ngui sh   betwee n  t he  can did at e  s erv ic es  f or  a  giv e n  com po sit ion ,  a nd   no t  pote nti al   on es  f or   ea ch  cl ass.  The  sk yl ine  is  a  m et hod  that  aim  to  reduce  the   search   sp ace  of   a  give n  set   of  el em e nts,  by  us i ng   t he  dom inance  relat ion s  betwe en  ser vices  bas ed  on  Q oS   values,   t o  identify   an d  el im inate   serv ic es  that  are  dom i nated  by  oth e r  serv ic es  in  t he  sam e   c la ss  [1 ] .  A  ser vice  A  is   sai d  do m inate d  by  ano t her  ser vice   B,  if  B  is  bette r  tha n  or  eq ua l  to  A  i n  al l  at trib utes,  a nd  B  is  stric tl y  bette r  in  at   le ast  o ne  Qos a tt ribu te .    Defi niti on   [ 1].  (Dom inance)   Con si der   a   ser vice  cl ass  S ,  a nd  tw o  ser vice s  X,  Y  ∈   S,   c ha racteri zed  by   a  set   of  Q   of  Q oS  at tribu te s.   X   do m inate s  y,  de no te d  as   X  ≺   Y,  if  X  is   as   good   or   bette r  than  Y  in  al l  par am et ers  in  Q  an d  bette r  in  at   le ast   on e  pa ram eter   in  Q,   ∀ k  ∈   [ 1,   |Q|]   :  q k (X)  ≤  q k (Y)  and  ∃ k  ∈   [ 1,  | Q|]  : q k ( X) <  q k (Y).     Defi niti on   [ 1].  (S kyli ne  Se r vices)  The  s kyli ne  ser vices  of  a  serv ic e  cl ass  S,  com pr ise   th os e  ser vices   in S  t hat are  no t do m inate d by any  oth e r  se rvi ce, {x   ∈   S|¬ ∃ y  ∈   S: y   ≺   x}.           Figure  1. Me as ur i ng the  Dista nce  to  the  Sk yl ine       Figure   1  s how s  an  exam ple  of   a pp li cat ion  of   the  S kyli ne   m et ho d  f or   a  giv e n  cl ass,   ta kin g  int o  consi der at io n  t wo  Q os   pa ram et ers  to  e valuat e  each  se r vice,   cost  a nd  exec ution  tim e.  Each  po i nt  of  the   gra ph   represe nts  a  c and i date  ser vi ce,  with   the  coor din at es  of  a  point  c orr esp onding  to   the  val ues  of  tho s e   par am et ers.   U s ing   t he  m et ho d  of  s kyli ne  al lo wing  to   re duce   the  optim al   serv ic es  by  disti nguis h  dom inant  and  do m inate d  ser vices,  the   dom inant  ca nd i date  serv ic es  i n  blu e  c olor,  a nd  the  se r vice s   do m inate d  in   or a nge   colo r.   Ta king  the  exam ple  of   A,   B,  C  an d  D  serv ic es ,  we  se e  that  B,  C  and  D  al l  do m inated   by  the  se rv i ce  A ,   because   al l  Q os  Attrib utes  of   serv ic e  A,   a re   bette rs  (less )  than  Qos  at tribu te s  of  ot her   serv ic es .  Ta kin g  t he   case  of   se r vices   E  an d  A,   we  can  obse rv e  t ha t  serv ic e  A  is  bette r  tha n  E  on  pri ce,  but  it   is  infer i or   t han   E  on   execu ti on   tim e   at tribu te ,   in   th is  case  we   sai d  that   the  se r vi ces  E  a nd  A   a re  inc om par abl e  ser vices,  a nd   both  belo ngs to  the  op ti m al  sk yl ine ser vices.     3.1. Si mp le  S k yline co mp os it ion   The  idea  of  the  Sim ple  Sk yl ine  Com po sit ion   SSC  m eth od  is  to  ta ke   adv a ntag e  of   reducin g  th e   nu m ber   of  ca nd i date  se rv ic es  to  be   co nsi der e d  in   c ompo sit io n,  by  usi ng  the  Sk yl i ne  m et ho d  on   each   com po sit e  cl as s.  Af te r  el im in at ing   of  do m ina te d  serv ic es ,  the  SSC  pe rform s   an  exh au sti ve  searc h  to  ge ner at e   al l  po ssi ble  c om bin at ion   just  from   the  optim al   sk yl ine  se rvi ces,  be fore  pe rfor m ing   a gain   a  S kyli ne  qu e ry  on   p rice   Execu tio n  ti m e    d ’execu tio n   A   B   C   D   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   179   –   188   182   gen e rated  c ombinati ons  to  ge t  the  op ti m al  sk yl ine  ser vic es  as  il lustrate d  in  fig ur e  1.   This  m et ho d  a i m s  at  acce le rate  the  com po sit ion ,  a lso  en surin g  t he  a bili ty   of   a pp li cat io n  to  f ind   t he  opti m al   com po sit ion,  just   a m on g t he se le ct ed  ser vice ca nd i dates.         Figure  2. Exa m ple o f  com posit ion   of   3 ser vi ce cl asses           Figure  3.  E xa m ple o f  ser vic es r e pr ese nted   by tw o qu al it y at tribu te s       Con si der   t he  e xam ple  of   Fi gure  2,  w he re  a   com po sit ion   r equ e st  is  proce ssed,  with   thre e  com po sit e   serv ic e  cl asses   A,   B  and   C,  and   desc ribe d  by  two  Q o S   par am et ers  P rice  and   E xec ution   ti m e.  Fi gure  3  represe nt  the  r esult  of   first  ste p  of  exec utio n  of  SSC  al gor it h m .  The  SSC   perform s  a  sk yl ine  req ue st  on  each   serv ic e  cl ass  of  c om po sit ion ,   to  reduce  t he  nu m ber   of  ca ndidate   se r vices  to  c om bin ed,  represe nted  i n  blu e   colo r.   Com par i ng   t he  nu m ber  o f  ca ndidate   c om bin at ion s  to g ene rate  in  eac h  case, w e find   that  SSC  al gor it h m   gen e rate  4* 5*5=10 0  can did a te   com bin at ion s.  O n  the  oth e r  ha nd,  to  perf or m   an  exh a ust ive  search  withou t   SSC w e  m us t g ener at e  13*1 4*14 = 2584 c om bi nations.            Figure  4. Me as ur i ng the  Dista nce to t he Skyl ine       The  sec ond st ep of  S SC al gor it h m  is p erform ing  a n e w  s ky li ne  qu e ry on  the g e ner at e d  c om bin at ions ,   to  sel ect   fi nally   the b est   a nd o ptim al   sk yl ine  com po sit ions .  Eac h  blu e   poi nts  in   fi gure 4 ,  r ep rese nts  a n  optim a l   com po sit ion ,   com po sed   f rom   three  se rv i ces  bel ongs   A,   B  an d  C  serv ic e  cl asse s .  T he  Sim ple  Sk yl ine   Com po sit ion   i s  a  sim ple  m eth od  ai m s  to  pe rfor m ing   e xhaustive  sea rc h  on  a  re duce  s pa ce  of  se rv ic es ,  an d  m ai ntain the sa m e set of   opti m al  co m bin at ion s .            Ser vice  Cl ass A   Ser vice  Cl ass B   Ser vice  Cl ass C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       An  A ge nt Arc hi te ct ur e for  Qos - B as ed  We b S ervi ce Com pos it ion …   ( El - Ala mi Ay oub )   183   Al go rit hm  1 :  S i m ple Sk yl ine  Com po sit ion     Inp ut :   a  set   of  servi ce cl as ses  Comp.   Ou tp ut:   a  set   of  o ptim al servi ces S o.    1: for all  Cl s  ∈   Comp  do   2:    S sky .ad d( S kyl in e( Cl s ) )   3: en d  f or   4: So  = S sky   . pop()   5: for all  c  ∈   S s ky   do   6:    So = co m bin e( So, c)   7: en d  f or   8: So  = Skyl in e( So )       3.2.  I mpr ov e d  Skyli ne   co mp os itio n   In   order   to  i m pr ov e  the  pe rfor m ance  of  the  pr e vious  al gorithm   of   com po sit ion .  We  pro pose  a   m et ho d  of  co m po sit ion   bas ed  on  sk yl ines   sel ect ion   and  agen t  syst e m   par a dig m ,  in  su c h  a  way  that,  the   app li cat io n  of  sk yl ine  will   be   perform ed  after  each   c om bin at ion  of  tw o  s erv ic e  cl asses ,  and   t he  re su lt   of   t his  sk yl ine  set ,  will   be  com bin e d  again  with  t he  fo ll owin g  cl ass   of  com po sit io n.   T hese  t wo  operati ons  of  bi nar y   com po sit ion   a nd   s kyli ne  reducti on   m us t  be  rep eat ed  unt il   the  la s t  serv ic e  cl ass  of   the  g lob al   com po sit ion  fig ur e  5.  This  appr oach   re du ce  m or e  and   m or e  the  total   num ber   of   can di date  com bin at ion s ,  and   at   th e  sa m e   tim e, it keep  th e sam e resu lt s o f  the  pr ece di ng alg ori thm s.             Figure  5. Gl obal  p rese ntati on  of im pr ov e d  s ky li ne  com po sit ion           Figure  6. Exa m ple o f  ap plica ti on   of im pr oved  s kyli ne  co m po sit ion       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   179   –   188   184   To  im ple m ent  our   ap proac h,  we   pro pose  a n  al gorithm   based   on  t he  noti on  of  syst em   agen ts,  t o  ben e fit  f ro m   their  ca pa bili ties  in  te rm s  of  sync hron iz at i on  of  ta s ks   a nd  par al le li sm .  This  im ple m e ntati on  requires  the  de finiti on   of   tw o  functi on al it ie s,  the  bin a ry  co m bin at ion   and  sk yl ine  reduct ion ,  us in g  an  a gen t - or ie nted  a rc hitec ture.  I n  t his  con te xt,  t wo  a gen ts   has   be en   pro posed   to  a ccom plish  thes e  ta sk s:  c om posit ion   agen t  a nd   c ontrol  ag ent.  Fi gur e  7  a nd   8  s how  an  overall   work i ng  dia gra m   and   an  act ivit y  diagr am ,  wh i c h  ind ic at es the  tasks a nd acti viti es p e rfor m ed  by  each  a gen t .           Figure  7. dem on strat io n of re duct ion an d bi na ry com po sit io n  in  a c om po sit ion   proces s       The  id ea  of  the   ap proach  is  t o  ta ke  a dv a ntag e  of  the  c ollec ti ve  intel li gen t  of   syst e m   agent s  to  res olve   this  com po sit ion   pro blem .  At  the  first  ste p,   a  set   of   init ia l  com po sit ion   a gen ts  gen e rate d,   w he re  each  agen t  is   accor ding  to  one  co ncr et e  se rv ic e  of  the  first  ser vice  cl ass  of   c om po sit ion .  A  com posit ion   age nt  can  be   init ia li zed  with  a  vecto r  of   Q oS   at trib utes  of  a  c orrespo nd i ng  we b  se rv ic e   or  with  t he  ve ct or   QoS  of   a  par ti al   com po sit ion .  Af te r  t he  creat ion   of   al l  age nt s  of   fir st  cl ass,  they   sen d  an  ACL  m essages  with  their  vec tor  of   q ualit ie s  to  t he   co ntr ol  age nt.  Af te r   recei ving   al l  m essages,  the  c on t ro l  a ge nt  trig gers  the  p r ocess   of r ed uc ti on ,   by  ap plyi ng   th e  Sk yl ine  al gorithm   on   the  r ecei ved   data  ( QoS  at tribu te s )  to  disti nguis h  the  dom inant  an d  do m inate d  age nts.  I n  orde r  to  reduce  t he  c and i dates  age nt s,  the  con tr ol   agen t  sen d  an  A gree   m ess age  to  do m inant  a gent s  an d  a  C an c el   m essage  to   oth e rs.   When   a  com po sit ion  age nt  recei ve s  an   A gree   m essage   from   the  con tr ol  age nt,  the  a gen t  sta rts  ope rati on   of   re pro du ct io n.   This  operati on  ai m s  t o  c reate  a  new  set   of  com po sit ion   a gen ts ,  c orres pondin g  to  t he  serv ic es   of  t he   f ollow i ng  se rv ic e  cl ass ,  w her e   each   new  age nt   init ia li zed  with  the  Q os   vect or  of   a  web   se r vice  of   fo ll owin g  cl ass,  an d  the  Qo s  vecto r  of   i ts  creator  a ge nt.  T o  cal culat e  his  own   Q os   Vect or,  a  c om po sit io n  a ge nt  use   a ggre gatio n  funct ion s   to  cal culat e  ne w  Q os   at tri bu te s ,  from   the  Qo s   Vecto r  of   it s  own   ser vice,  a nd  the   Q os   vect or   of  it s  ow n  c reator  age nt.  A fter  the   creati on  of   al l   new   c om po sit ion   a ge nts  of  th e  fo ll owin g  cl a ss,  the  creat o r  com po sit ion   a gen t  sto ps   it s  e xecu ti on.  I n  th e  case   wh e re  t he  c ompo sit io n  a ge nt r ecei ving  a   C ance l  m essage,  the  age nt  st op s   it s  exec ution. O nce   al l  com po sit io n  agen ts  of   ol d  ge ner at io n  ha ve   stop pe d  their  execu ti on,  t he  new   c om po sit ion   a gen ts  sta rt s  the  co m m un i cat ion  with  the  co ntr ol  agen t  by  se nd i ng   a gain  th ei r  Qo s  vecto r .  Th os e  operat ion s  of   re duct ion   a nd   reprod uction  rep eat e d  unti l  arr ivi ng   at   the  la st  serv ic e  cl ass  of   c om po sit ion.  The  dom in ant  com po sit io n  age nts  rem ain ed  a t   la st  represents   the  s olu ti on  of  ser vice  com posit ion.  T he  de scriptio n  of  co m po sit ion   age nt  an d  c ontr ol  agen ts   can  be  s umm ar iz ed  as  fo ll ows :       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       An  A ge nt Arc hi te ct ur e for  Qos - B as ed  We b S ervi ce Com pos it ion …   ( El - Ala mi Ay oub )   185       Figure  8. Acti vi ty  d ia gr am  o f c om po sit ion  a nd c on t ro l a ge nts     Contr ol  agen t :    is  the  c om po ne nt  res ponsi ble  f or   c omm u nicat ion   with  a ll   com po si ti on s  age nts.  It s   ro le   co ns ist s  on  cal culat ing   of   dom inance  relat ion s hip,  and   gen e rati ng  of   s kyli ne  ser vices,   ba sed  on  the  m essages r ecei ved  fr om cur re nt co m po sit ion agen ts. Th is  operati on aim s  t o  determ ine the co m po sit ion  ag ents   to  be   el i m inate d  or  to  be  preser ve d  f or  t he  nex t  le vel  com po sit ion ,   or   t o  determ ine  the  global  optim a l   com po sit ion .   Co m posi tion   Ag e nt:   is  the  com po ne nt  tha t  con ta ins  t he  QoS  vect or   of  a  serv ic e  or   of   a  par ti al   com po sit ion .   I ts  ro le   is  to   se nd  a  m essage  con ta in s  the   Q oS   vecto r  t o  t h e  c on t ro l  a ge nt,  a nd  c on se quently   base d  on  received  decisi on  from   the  con tr ol le r,   the  com posit ion   te rm inate  it s  execu ti on,  or   re pro duce  oth e r   com po sit ion   a gen ts  with  t he   serv ic e  qual it ie s  of   t he  f ollow i ng   cl asses,   before   sim i lar ly   com pleti ng   it s  execu ti on.   Algorithm   2  descr ibe  the  dif f eren t  be ha vio r s  of   the  co ntr ol   agen t  from   init ia li za ti on   un ti l  the  la st   ste p  and   retu r ning  the  opti m al   res ult.  It  ta ke  a s  input  a  set   of   s erv ic e  cl asses  of   c om po sit ion  C=   {c1,  c 2,   c 3… } ,   wh e re  eac h  e nt ry  c i  de no te s  a  set   of  se r vices  that  belo ngs  to  t he  i - t h  s erv ic e  cl ass .  It  us e   al so  an   inte ge r   var ia ble I  t o pre serv e  the c urr ent level  of co m po sit ion .      Al go rit hm  2 :  Con tr ol  Ag e nt  al gorithm   Inp ut :   a s et  of  serv ic e cla sse s  of a c om po sit ion : C .   Ou tp ut:   optim al  co m bin at ions o f  the  co m posit ion  C:  Co p    1: nb _ag e nt =  siz e(C[I ] )   2: whil e (i <  nb_ a ge nt)   3:    Q. a dd(r ecei ve())   3:   i+ +   4: end  w hile   5: Q op  =  Sk yl in e ( Q)   6: whil e (i <  nb_ a ge nt)   3:   for q in  Q op   7:      if (q ==  Q [i] )   8:   Send  (Q . get(i ).getSen de r(),  A GREE)   /*   se ndin g an  AGREE  m e ssage to  do minant  agen ts  * /   9:   Q. r em ov e(i)   10:   En d  if   11 :    end f or   12:   e nd  wh il e   13 :  f or  eac h q i n Q      Send  (q.g et Se nder (), CA NCE L)   /*   se ndin g a C ANC EL m e ssage to  do minate d ag e nts  */   14 : e nd  for   15 :  retu rn  Q op       Algorithm   3  de fine  the  be ha viors  of  the  c om po sit ion   a ge nts,  knowin g  that  durin g  e xecu ti on  of   a   com po sit ion ,  s ever al   com po si ti on   age nts  can   be  gen e rated  i n  f un ct io n  of  the  num ber   of   cl asses,  an d  nu m ber   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   179   –   188   186   of   se rv ic es  in  each  cl ass.  O n  the  con tra ry,  on e  in sta nc e  of  co ntro l  a gen t   is  gen erate d  duri ng   a n  exec ut ion .  A   com po sit ion   A gen t  ta ke  as  in pu t  a  Q os   ve ct or   of  one  web   serv ic e  Q,   or  a   Qos  of  a  par ti al   com po sit ion.  The   Qo s   of  pa rtia l  com po sit ion  is  cal culat ed  i n  the  beg i nnin g  of  it s  li fe  cy cl e,  by  us in g  aggre gati on  f unct ion  betwee n Qos  ve ct or   of it s cr e at or  a ge nt Q_ 1, an d  t he Qos  of the  ass ociat ed  se rv ic e  Q.     Al go rit hm  3 :  Com po sit ion  a gen t al gorithm   Inp ut :   Qo s  v ec tor of a se rv ic e : Q, Q os   vecto r  of c on tr ol a ge nt: Q _1, id e ntit y of co ntr ol agent:  AgC, set  of  serv ic e  cl asse s  of the c om po sit ion : C ,  t he  c urren t l e vel of c om po sit ion   to  w hich  t he  c orres pond se rv ic e  belo ngs: I.   1: if (I> 0)   2:    Q=U(Q , Q_ 1)   //  ca lc ula te   ne w Qos  attri bu t es o f  parti al composit io n  wi th  agg r eg atio n  f un ct io ns  U   3: end i f   4: se nd(AgC  , Q)     //  sen d a   mes sage wi th Ve ct or   Qo s  to c ontrol  ag e nt   5: Msg= receiv e(AgC)     //  rec ei ve con tr oller  resp on se   6: if (M sg ==   AG RE E)   7:    for  eac h  S  in  C [I + 1]   8:     create Com po sit ion A ge nt(S.ge tQualit e() ,  Q,  I +1)        //  create a new  composit io n  ag e nt    9:    end f or   10 :  sto p()   //  te rminate  the e xe cution   11 : el se  if  (Ms g  ==   C AN C EL )   12 :    stop()   13 : e nd  If       4.   E X PERI MEN TAL EV ALU ATIO N   In   t his  sect io n,   we  pr e sent   an  e xperim e ntal  evaluati on  of   our   im p rove d  s kyli ne  com po sit io n  appr oach,  in  te rm s  of   the  qu antit y  of   cand id at e  co m bin at ion s  to  be  cal cul at ed  and   ge ne r at ed,   al so   in  te rm s  of   execu ti on ti m e  r e qu ire d  t o rea ch  the  opti m al   so luti on.   Our  e xp e rienc e  is  pe rfor m ed  us in g  a   set   of   we b  ser vices  gen e rated   with   rand om   qu al it y  at tribu te s .   These   ser vices   are  i de ntifie d  by  tw o  a bs trac t  par am et ers  of   Q os   t o  m ini m i zed,   an d  w hich   ta ke  ra ndom   values   betwee n  1  an d  50.  I n  t he  eval uation,  we  ha ve   init ia li zed  our  pro gram   by  a  giv e n  c om po s it ion   with  15  s erv ic e   cl asses,  w her e  each  cl ass  co ntains  20  ge ner at ed  ser vices,  w hich  m eans  that  we  hav e  a  tot al   of   15 20   can di date   com bin at ion s  f or  this  e xp e ri m ental   com po sit ion .  T he   f ollow i ng  fi gures  10  an d  11  repr esent  the   va ria ti on   of  the  exec ution   t i m e,  and   of  the   nu m ber   of  ge ner at e d  com bin at ions  as  a  functi on   of   t he  num ber s  of   t he  cl asses   and  ser vices  of   t he  c om po sit io n.   T he  di sp la ye d  values   represe nts  th e  ave rag e   of  10  exec utio ns  of  th e   al gorithm , w it h  the  sam e p ar a m et ers  (num ber   of  classe s a nd se rv ic es ),  a nd  with  diff e re nt  v al ues  of se rvi ces.   We  i m ple m ented  the  i m pr ov ed  sk yl ine  co m po sit ion   al go rithm   descr ib ed  previ ou s ly   in  Java,  a nd   us in g  J ADE  pl at fo rm   as  a  m ulti - agen t  syst em ,  to  i m ple m e nt  our  syst em   com po sit ion   a nd   c ontr ol  age nts.  T he   exp e rim ents w ere c onduct ed on a S ony l apt op m achine w i th an I ntel co re  i5 2. 40G Hz  C PU  a nd  8 GB  RAM.   We  m easur ed   the  aver a ge  execu ti on  ti m e  and   can dida te   co m po sit ion   gen e rated ,   req ui red   by  al gorithm   fo r  so lvi ng   the  gi ven   ra ndom   c om po sit ion ,  de fining  the  nu m ber   of   cand i date  serv ic es  by  20  serv ic es  pe r  cl ass,  an d  15  cl asses  pa r  c om po sit ion.  T he  re su lt s  of  this  e xperim ent  are  presente d  in  fi gure  10   and 11.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       An  A ge nt Arc hi te ct ur e for  Qos - B as ed  We b S ervi ce Com pos it ion …   ( El - Ala mi Ay oub )   187         Figure  10: M easur i ng the  va r ia ti on  of  num ber   of  c om po sit ion s             Figure  11: M easur i ng the  va r ia ti on  of e xec ut ion  ti m e fo r  a   com po sit ion         5.   CONCL US I O N   In  this  pa per ,   we  pro po se   a  m et ho d  t o  s olve   the  pro blem   of  com po sit io n  base d  on  the   qual it ie s  of  the   serv ic es ,  us in g  the  Sk yl ine  m et ho d  an d  th e  agen t - or ie nte d  arc hitec ture.  The  pro posed   m et ho d  pe rfo rm   by   us in g  S kyli ne  m et ho d,   wh ic h  aim   to  reduce   the  nu m ber   of   serv ic es  to  be   com bin ed  an d  gen e rated,  bas ed  on  do m inati on   relat ion s hip   betw een   ca nd i date  s erv ic es.   O n  t he   oth e r  hand,  to  increase  pe rform ance  an d  s pe ed  of  al gorithm ,  we  decide  t o  us e  t he  par a dig m   of  syst e m   agen ts  to  ta ke  ad va ntage  of   it s  colle c ti ve  an d  i ntell i gen c e   beh a viors  t o  de com po se  an d  so lve   easi ly   the  c om po sit ion   prob le m .   To   i m ple m ent  the  com po sit ion   m et hod  we  us e  a  m ulti - age nt  syst em   as  platf or m   fo r  our  pro gr a m ,  wh ic h  co nt ai ns   tw o  ty pes   of  age nts,  on e  for  to   perform   the  com po sit ion   proc ess,  an d  ano t he r  on e  to  c on tr ol  and   the  orc hestrati on  com po sit io n  operat ion s .   Our  e xp e rim en ts  hav e   s how n  that  the  perfor m ance  of  ou r  m et ho d  ca n  be   us e fu l  for  c om po sit ion   with   a  ve ry  la rg e  qua ntit y  of   can di date  co m bin at ion s,  an d  w hich  can not  be  so lve d  with   si m ple  exh aus ti ve  search.   Fi nally ,  us in g  a gen t  pa rad i gm   and   sky li ne  m et ho d  c an  re duce  the  e xecu ti on  ti m e,  al so   opti m iz e  t he  m e m or y  ta ken   f or   storing  data  of  al l t hese co m bin at ions.       REFERE NCE S   [1]   M.  Alrifa i ;   D.  S kouta s;  T .   Riss e ,   “ Sele c ti ng  Sk yli ne  Serv ic es  for   QoS - base d  W eb  Servic e  Com p ositi on ” ,  Raleig h   NC USA ,   pp . 11 - 20,   2010 .   [2]   M.  Alrifa i ;   T .   Riss e.   “ Com bini ng  globa l  op tim iz at ion  wi th  l oca l  se le c ti on  f or  eff icient   qos - awa re   serv ic e   compos it ion ”,   In   W W W ,   pp. 881 - 890,   2009 .   [3]   D.  Skoutas;   D.  Sacha rid is,   “ A.  Sim it sis,  and  T.  Sell is.   Serving  the   sk y :  Discov eri ng  and  sel ecti ng  sem ant ic   we b  servic es  through   d y namic   sk y l in e  quer ie s ”,  In te r nati onal  Con fe re nce   on   Semant ic  Computing ,   pp . 2 22 - 229,   2008 .     [4]   Benoua re t;   D.   B ensl imane;   A .   H adj a li ,   “ On  the   Us e  of  Fuzzy  Do minance   for  Co mputing  Serv i ce  Sky l ine   Based  o n   QoS ” .  In  th e  9th   Inte rn at ion al Co nfe re nc e  on   W e b  Services (IEE E  ICW S 2011).   0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Number   of g ener at ed  com bi na t i on   numbre  of  cla sses   0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Ex ec ut i on  t i me  in  ms   numbre  of cl asses   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   179   –   188   188   [5]   Yang  Yu;  Jian  Chen;   Shangqu an  Li n;   Ying  W ang,   ”A  D y n amic  QoS - Aw ar e  Logi sti cs  Servic e  Com positi on  Algorit hm   Base d  on  Social  Net work”,   IE EE   transacti ons  on  e merging  topi cs  in  computi ng ,   v olume  2,   no .   4 ,   dec ember   2014.   [6]   Mike  P;   Pap az o glou  W il le m - Ja n  van  den  Heuv el ,   “ Service  ori e nte d  ar chi t ec tur es:  appr oa che s,  te chno logi es  an d  re sea rc h   issues”   3  M arc h   2007  S pringe r - Verl ag.   [7]   G.Ca nfora ,   “ An  approach  for  QoS - aware  servic e  composit i on  based  on  gene tic  algorit hm s”,   Proce ed ings  of  the  2005  conf er ence   on  Gen et i c and evol uti on ar y   co m puta ti on ,   pp. 10 69 - 1075 ,   2005 .   [8]   Abourez k;  A.  I drissi,   “ Introduct ion  o f  an  out ranking  method   in  the  Cloud  c omputing  research  and  Se le c ti o n  Syste m based  on  the   Sky l ine ”,   Re sea rc h  Challeng es  in  Inform at ion  Scie nce   (RCIS ),   2014  IEE E  Eighth  In te rna ti on al  Confer ence  on .   1 - 12,   2014 .   [9]   Paolo  Busetta;  Mass imo  Za ncanaro,   “ Open  soc ial   agen t  archite ct ure  for  distrib ute d  mult imedi a .   In  Workshop  on  Age nts  at  Work:  Deploy ed  app li c ati ons ” ,   2nd  Int ern ational   Join t  Confer ence  on  Autonom o us  Ag ent s  &  Multi agent   S y stems   (AA M AS   2003),   Melb ourne ,   Vi ct or ia, A ustral ia,  Jul y   2 003.   [10]   Al - Masri  E;  Ma hm oud  QH ,   “ Qo S - based  discov ery   and  rank ing  o f   web  serv ices” ,   I n:  16th   Internat i onal   Conf ere n ce  on  Com pute r  Co m m unic at ions and Net works   (IC CCN 2007),   pp   52 9 – 534.   [11]   Börzsön y i   S;  K oss m ann  D;  Stocke r  K,   The  sk yline  op erator .   In:   Proce ed ings  of  the   17th   interna t iona l  conf er ence  on  data engineer ing  (ICDE’01) ,   pp  421 – 430 ,   201 1.   [12]   S.  W ang;   Q  Sun;  H.  Zou;   F.Yan g,   “ Parti c le   Sw a rm   Optimiza ti on   with  Sk y l ine   O per at or  fo r  Fa st  Clou d - base d  W e b   Servic e   Com positi on” ,   Mob ile  N et w  Appl ,   pp.   11 6 – 121 ,   2013 .   [13]   T.   Yu;  Y.   Zha ng ;  K. - J.  L in,   “ Eff i ci en t  al go rit hm s  for  web  services   sele c ti on  wi th  e nd - to - end  qos  co nstrai nts” ,   AC M   Tr ans.  on  the W eb ,   1(1 ), 2007.   [14]   M.  Abourez q ;   A .   Idrissi,   “ Introd uct ion  of  an  out ra nking  m et hod  in  the   Cloud  Co m puti ng  Resea r ch  and  Sel ec t ion  S y stem ba sed   on   the Sk y li ne , ” ,   28 - 30  Ma y   2014 .   [15]   Kang;   K.  M .   Sim ,   " Cloudl e  A n  Age n t - based  Cloud  Searc h   Engi ne   that  Co nsults  a  Cloud  Ontology ",  C lou d  Com puti ng  and Virtua liza ti on  C onfe re nc e, 2010.   [16]   A.  Idrissi;   M.  Abourez q,   "S k y li ne  in  Cloud  Com puti ng",  Journal  of  Theoretical  and  Applied  Informatio n   Technol ogy ,   Vol .   60 ,   No.   3,   Febr uar y   2014.   [17]   C.   Ze ng,   X.  Guo,  W .   Ou  and  D.  Han,   Cloud  Com puti ng  Servic e  Com positi on   and  Sear ch  Based  on   Sem ant ic ,   Cloud  Computin g,   Vol .   5931 ,   pp .   290 - 300 ,   2009 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.