научный журнал «Актуальные исследования» #45 (124), ноябрь '22

Модель взаимодействия веб-сервисов и анализ их производительности в интерактивной среде Интернет

Статья посвящена рассмотрению модели взаимодействия веб-сервисов в интерактивной среде Интернет. Отдельное внимание уделено повышению производительности веб-сервисов. С этой целью рассмотрена эффективность использования систем балансировки нагрузок.

Аннотация статьи
взаимодействие
веб-сервис
производительность
Ключевые слова

Большинство сложных современных программных комплексов связаны с веб-сервисами, которые выполняются на удаленных серверах. Благодаря сервис-ориентированной архитектуре вычисление некоторых операций и выполнение отдельных функций может быть возложено на другую вычислительную машину, доступную через сеть Интернет, в результате чего формируется распределенная система. Однако для реализации распределенной системы недостаточно разбить ее функциональность на отдельные процедуры и реализовать их посредством веб-сервисов. Необходима также координация вызовов операций веб-сервисов и описание того, как результаты их работы влияют на конечный результат. Такое взаимодействие веб-сервисов подпадает под определение бизнес-процесса – набора связанных, структурированных действий или задач, ведущих к производству сервиса или продукта [1].

В данном контексте вопросы повышения качества функционирования веб-сервисов, анализ их производительности, быстродействия и надежности в среде Интернет, а также оптимизация обозначенных характеристик являются предметом интенсивных исследований и разработок. При этом ряд проблемных аспектов так и остается нерешенным, в частности, особого внимания заслуживает разработка методов и средств прогнозирования производительности различных конфигураций Интернет-системы как на начальных этапах проектирования, так и в процессе эксплуатации веб-сервисов с возможностью их дальнейшей модернизации и развития.

Таким образом, обозначенные обстоятельства предопределяют выбор темы данной статьи, а также свидетельствует о ее высокой теоретической и практической значимости.

Варианты решения задач динамического взаимодействия, разработки моделей, методов и алгоритмов функционирования веб-сервисов в Интернете основываются на исследованиях и теоретических результатах, которые отражены в работах Сомова К.А., Кудряшова А.А., Аббасова Э.М., Польшина С.Н., Park C. H., Cho D. H., Conti, M., Kumar, M., Das, S. K., Shirazi B. A.

Однако, несмотря на имеющиеся труды и публикации задача повышения производительности сервисно-ориентированных систем требует более углубленного исследования. Особого внимания заслуживает развитие подходов к распределению нагрузок между веб-серверами.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, цель статьи заключается в рассмотрении модели взаимодействия веб-сервисов и их производительности в интерактивной среде Интернет.

Для моделирования взаимодействия и анализа производительности веб-сервисов в интерактивной среде Интернет создаются инструментальные программные средства, позволяющие на основе модели системы (сервисов) вычислить (составить прогноз) ожидаемых количественных характеристик, определить преимущества определенных архитектурных решений перед другими, разработать варианты реализации бизнес-систем, а также дать обоснование развития или модернизации инфраструктуры существующих систем, когда любые параметры уже не удовлетворяют пользователя и нужно улучшить (оптимизировать) работу системы [2].

Проектирование взаимодействий основано на действиях пользователя и реакциях системы. На рис. 1 схематично представлена модель взаимодействия пользователя и веб-сервисов в интерактивной среде Интернет.

Рис. 1. Модель взаимодействия пользователя и веб-сервисов в интерактивной среде Интернет

Кратко охарактеризуем основные элементы модели.

Взаимодействие: определяется как связь между пользователем и системой. Оно всегда инициируется пользователем и заканчивается, когда приложение визуально отреагировало на запрос.

Действие пользователя: всегда соответствует событию пользователя (например, щелчок, наведение мыши и т.д.) на геоконтенты, отображаемые на экране с помощью интерфейсного компонента.

Реакция системы: это обратная связь системы, возникающая в результате действия пользователя. Реакции могут быть внутренние и внешние.

Внешняя реакция: характеризуется визуальными изменениями содержимого, отображаемого на интерфейсе. Эти изменения выполняются системой и заключаются в наложении визуальных эффектов на это содержимое.

Внутренняя реакция: это операция, позволяющая вычислить новое содержимое. Возможны три вида операций: проецирование содержимого, выбор содержимого или вычисление нового содержимого.

Взаимоотношения участников модели включают следующие основные аспекты: публикацию сервиса, его поиск, подключение и использование. Для того, чтобы повысить производительность взаимодействия веб-сервисов в интерактивной среде Интернет целесообразно использовать балансировку нагрузок. При этом отличительной особенностью балансировки для сервисно-ориентированной системы является то, что определение сервера, который будет обрабатывать запрос, возможно еще до отправки запроса. В сервисно-ориентированных системах на фазе планирования бизнес-процесса имеется возможность распределения нагрузок между разными серверами прикладных программ выбором сервиса, а соответственно и сервера, к которому будет совершен вызов на следующем шаге обработки.

На рис. 2 продемонстрирована зависимость производительности веб-сервиса от использования балансировки нагрузок.

Рис. 2. Производительность веб-сервиса при использовании балансировки [2]

Первый тестовый запуск производился без использования балансировки нагрузок, второй запуск – с использованием балансировщика нагрузок GlassFish, третий с использованием Elastic Load Balancing.

Таким образом, развитие высокоскоростных сетей и интеллектуальных веб-сервисов в Интернете требует разработки методов и средств для создания моделей их функционирования, которые, позволяют получить высокие показатели производительности. Одним из способов повышения производительности является использование систем балансировки нагрузок.

Текст статьи
  1. Таскынбаев А.Б. Децентрализованная система для обеспечения целостности в веб сервисах // Образование и наука в России и за рубежом. 2020. № 2 (66). С. 212-217.
  2. Ramakrishnan, Raghu Performance evaluation of web service response time probability distribution models for business process cycle time simulation // The journal of systems and software. 2020. Volume 161.
Список литературы