Semantic Description of Web Services and Possibilities of BPEL4WS

The using of the upsurge of semantics web technologies gives a possibility for an increasing of the flexibility, extensibility and consistency of the existent industrial standards for modeling of web services. In the paper the types of semantic description of web services and the degree of their realization in BPEL4WS (Business Process Execution Language for Web Services) respectively on the abstract and executable level are treated. The methods for using of BPEL4WS for the purposes of semantic web services in the direction of their semi-automatic integration are suggested.

A Procedural Model for Ontological Analyses

In recent years, there has been a significant increase in the popularity of ontological analysis of conceptual modelling techniques. To date, related research explores the ontological deficiencies of classical techniques such as ER or UML modelling, as well as business process modelling techniques such as ARIS or even Web Services standards such as BPEL4WS, BPML, ebXML, BPSS and WSCI. While the ontologies that form the basis of these analyses are reasonably mature, it is the actual process of an ontological analysis that still lacks rigour. The current procedure is prone to individual interpretations and is one reason for criticism of the entire ontological analysis. This paper presents a procedural model for ontological analysis based on the use of meta models, multiple coders and metrics. The model is supported by examples from various ontological analyses.

Web Services Workflows—Composition, Co-Ordination, and Transactions in Service-Oriented Computing

Web services can be seen as a newly emerging research area for Service-oriented Computing and their implementation in Service-oriented Architectures. Web services are self-contained, self-describing modular applications or components providing services. Web services may be dynamically aggregated, composed, and enacted as Web services Workflows. This requires frameworks and interaction protocols for their co-ordination and transaction support. In a Service-oriented Computing setting, transactions are more complex, involve multiple parties (roles), span many organizations, and may be long-running, consisting of a highly decentralized service partner and performed by autonomous entities. A Service-oriented Transaction Model has to provide comprehensive support for long-running propositions including negotiations, conversations, commitments, contracts, tracking, payments, and exception handling. Current transaction models and mechanisms including their protocols and primitives do not sufficiently cater for quality-aware and long running transactions comprising loosely-coupled (federated) service partners and resources. Web services transactions require co-ordination behavior provided by a traditional transaction mechanism to control the operations and outcome of an application. Furthermore, Web services transactions require the capability to handle the co-ordination of processing outcomes or results from multiple services in a more flexible manner. This requires more relaxed forms of transactions—those that do not strictly have to abide by the ACID properties—such as loosely-coupled collaboration and workflows. Furthermore, there is a need to group Web services into applications that require some form of correlation, but do not necessarily require transactional behavior. The purpose of this paper is to provide a state-of-the-art review and overview of some proposed standards surrounding Web services composition, co-ordination, and transaction. In particular the Business Process Execution Language for Web services (BPEL4WS), its co-ordination, and transaction frameworks (WS-Co-ordination and WS-Transaction) are discussed.

Automatische Dienstvermittlung in dienstorientierten Architekturen

Die Technologie dienstorientierter Architekturen (Service-oriented Architectures, kurz SOA) weckt große Visionen auf Seiten der Industrie wie auch der Forschung. Sie hat sich als derzeit ideale Lösung für Umgebungen, in denen sich die Anforderungen an die IT-Bedürfnisse rapide ändern, erwiesen. Heutige IT-Systeme müssen Managementaufgaben wie Softwareinstallation, -anpassung oder -austausch erlauben, ohne dabei den laufenden Betrieb wesentlich zu stören. Die dafür nötige Flexibilität bieten dienstorientierte Architekturen, in denen Softwarekomponenten in Form von Diensten zur Verfügung stehen. Ein Dienst bietet über seine Schnittstelle lokalen wie entfernten Applikationen einen Zugang zu seiner Funktionalität. Wir betrachten im Folgenden nur solche dienstorientierte Architekturen, in denen Dienste zur Laufzeit dynamisch entdeckt, gebunden, komponiert, verhandelt und adaptiert werden können. Eine Applikation kann mit unterschiedlichen Diensten arbeiten, wenn beispielsweise Dienste ausfallen oder ein neuer Dienst die Anforderungen der Applikation besser erfüllt. Eine unserer Grundvoraussetzungen lautet somit, dass sowohl das Dienstangebot als auch die Nachfrageseite variabel sind. Dienstorientierte Architekturen haben besonderes Gewicht in der Implementierung von Geschäftsprozessen. Im Rahmen des Paradigmas Enterprise Integration Architecture werden einzelne Arbeitsschritte als Dienste implementiert und ein Geschäftsprozess als Workflow von Diensten ausgeführt. Eine solche Dienstkomposition wird auch Orchestration genannt. Insbesondere für die so genannte B2B-Integration (Business-to-Business) sind Dienste das probate Mittel, um die Kommunikation über die Unternehmensgrenzen hinaus zu unterstützen. Dienste werden hier in der Regel als Web Services realisiert, welche vermöge BPEL4WS orchestriert werden. Der XML-basierte Nachrichtenverkehr und das http-Protokoll sorgen für eine Verträglichkeit zwischen heterogenen Systemen und eine Transparenz des Nachrichtenverkehrs. Anbieter dieser Dienste versprechen sich einen hohen Nutzen durch ihre öffentlichen Dienste. Zum einen hofft man auf eine vermehrte Einbindung ihrer Dienste in Softwareprozesse. Zum anderen setzt man auf das Entwickeln neuer Software auf Basis ihrer Dienste. In der Zukunft werden hunderte solcher Dienste verfügbar sein und es wird schwer für den Entwickler passende Dienstangebote zu finden. Das Projekt ADDO hat in diesem Umfeld wichtige Ergebnisse erzielt. Im Laufe des Projektes wurde erreicht, dass der Einsatz semantischer Spezifikationen es ermöglicht, Dienste sowohl im Hinblick auf ihre funktionalen als auch ihre nicht-funktionalen Eigenschaften, insbesondere die Dienstgüte, automatisch zu sichten und an Dienstaggregate zu binden [15]. Dazu wurden Ontologie-Schemata [10, 16], Abgleichalgorithmen [16, 9] und Werkzeuge entwickelt und als Framework implementiert [16]. Der in diesem Rahmen entwickelte Abgleichalgorithmus für Dienstgüte beherrscht die automatische Aushandlung von Verträgen für die Dienstnutzung, um etwa kostenpflichtige Dienste zur Dienstnutzung einzubinden. ADDO liefert einen Ansatz, Schablonen für Dienstaggregate in BPEL4WS zu erstellen, die zur Laufzeit automatisch verwaltet werden. Das Vorgehen konnte seine Effektivität beim internationalen Wettbewerb Web Service Challenge 2006 in San Francisco unter Beweis stellen: Der für ADDO entwickelte Algorithmus zur semantischen Dienstkomposition erreichte den ersten Platz. Der Algorithmus erlaubt es, unter einer sehr großenMenge angebotener Dienste eine geeignete Auswahl zu treffen, diese Dienste zu Dienstaggregaten zusammenzufassen und damit die Funktionalität eines vorgegebenen gesuchten Dienstes zu leisten. Weitere Ergebnisse des Projektes ADDO wurden auf internationalen Workshops und Konferenzen veröffentlicht. [12, 11]

A reference methodology for conducting ontological analyses

The ontological analysis of conceptual modelling techniques is of increasing popularity. Related research did not only explore the ontological deficiencies of classical techniques such as ER or UML, but also business process modelling techniques such as ARIS or even Web services standards such as BPEL4WS. While the selected ontologies are reasonably mature, it is the actual process of an ontological analysis that still lacks rigor. The current procedure leaves significant room for individual interpretations and is one reason for criticism of the entire ontological analysis. This paper proposes a procedural model for the ontological analysis based on the use of meta models, the involvement of more than one coder and metrics. This model is explained with examples from various ontological analyses.

Using the Business Process Execution Language for Managing Scientific Processes

This paper describes the use of the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS/BPEL) for managing scientific workflows. This work is result of our attempt to adopt Service Oriented Architecture in order to perform Web services – based simulation of metal vapor lasers. Scientific workflows can be more demanding in their requirements than business processes. In the context of addressing these requirements, the features of the BPEL4WS specification are discussed, which is widely regarded as the de-facto standard for orchestrating Web services for business workflows. A typical use case of calculation the electric field potential and intensity distributions is discussed as an example of building a BPEL process to perform distributed simulation constructed by loosely-coupled services.

FP6-ist INFRAWEBS European Research Project

Project Focus: The main INFRAWEBS project focus and objective is the development of an application-oriented software toolset for creating, maintaining and executing WSMO-based Semantic Web Services (SWS) within their whole life cycle. This next generation of tools and systems will enable software and service providers to build open and extensible development platforms for web service applications. These services will run on open standards and specifications, such as BPEL4WS, WSMO, WSMX, WSML, SPARQL, RDF, etc. In particular, they will be compliant with WSMO (Web Services Modelling Ontology), a W3C initiative in Semantic Web services.

INFRAWEBS BPEL-Based Editor for Creating the Semantic Web Services Description

INFRAWEBS project [INFRAWEBS] considers usage of semantics for the complete lifecycle of Semantic Web processes, which represent complex interactions between Semantic Web Services. One of the main initiatives in the Semantic Web is WSMO framework, aiming at describing the various aspects related to Semantic Web Services in order to enable the automation of Web Service discovery, composition, interoperation and invocation. In the paper the conceptual architecture for BPEL-based INFRAWEBS editor is proposed that is intended to construct a part of WSMO descriptions of the Semantic Web Services. The semantic description of Web Services has to cover Data, Functional, Execution and QoS semantics. The representation of Functional semantics can be achieved by adding the service functionality to the process description. The architecture relies on a functional (operational) semantics of the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS) and uses abstract state machine (ASM) paradigm. This allows describing the dynamic properties of the process descriptions in terms of partially ordered transition rules and transforming them to WSMO framework.