De nos jours les informations échangées sur le web deviennent de plus en plus importantes. La recherche d'information est alors imprécise et lente. Le langage commun XML renforcé par les méta-données s'est montré insuffisant. Pour satisfaire le nombre énorme d'utilisateurs, il est nécessaire d'introduire la notion de sémantique des données. Ce qui a donné naissance au projet du web sémantique appelé aussi « web 2.0 ». Le web 2.0 utilise les outils de l'Intelligence Artificielle (IA) notamment ceux de l'Ingénierie de la Connaissance (IC), parmi lesquels on retiendra les ontologies.
Par ailleurs, des recherches ont permis l'ajout d'un niveau fonctionnel au web. Les services web satisfont l'interopérabilité à ce niveau. Les travaux montrent que cette dernière est insuffisante. Il faut donc une annotation sémantique explicite pour parfaire l'interopérabilité. Une fois de plus les ontologies seront utilisées. L'intégration sémantique des applications est un domaine de recherche très actif. Il peut concerner aussi bien l'intégration par les données que celle par les traitements. L'intégration sémantique par les données nécessite le développement d'ontologie volumineuse, lourde à concevoir. Du fait qu'au niveau des données le nombre de concepts à prendre en compte est énorme. Une analyse plus fine permet de déduire que l'orientation service peut constituer un élément fédérateur pour l'ensemble des deux approches. En effet, l'orientation service est un paradigme qui permet l'unification dans les approches d'intégration des systèmes d'information. Il inclut l'intégration des données de part la description sémantique des données manipulées par les services. Cette intégration « implicite » des données est plus souple vu le nombre limité des concepts utilisés par les services. Ceci nous a donc conduit à nous focaliser principalement sur les services web sémantiques, qui constituent l'un des moyens les plus efficaces pour mettre en oeuvre l'intégration sémantique des systèmes.
Nous proposons donc une architecture pour l'enrichissement Sémantique de l'Architecture SOA. Elle vise d'une part, à réduire la complexité dans le développement et l'intégration des ontologies de domaine. Et d'autre part à assurer la découverte et l'invocation automatique des services. Cela en intégrant des ontologies sans apporter de changements majeurs dans le mode de fonctionnement des web services (http, soap…). Notre objectif est de passer d'un système interoperable via les classiques web services vers un système interoperable via les services web semantiques sans avoir à redéfinir l'ensemble du système d'information.
La section 2 de ce papier présente l'état de l'art des différentes approches visant à satisfaire l'intégration des systèmes d'information. L'objectif est une étude comparative de ces approches. La section 3 présente notre architecture ou apparaît la spécification et la description sémantique du cas AVV 1 . Et enfin La dernière section fait une comparaison de notre travail avec des travaux existants et des suggestions de conclusion pour le futur.
L'intégration des applications d'entreprise peut intervenir au niveau de plusieurs couches et principalement: au niveau des données et des traitements 2 . Cela demeure également valable dans le cadre des approches d'intégration sémantique, et en particulier dans le cas des approches d'intégration basées sur les ontologies [8].
Quelle que soit la couche retenue, il est possible de caractériser les approches d'intégration à travers trois activités principales, qui sont les plus pertinentes, et qui sont comme suit [7]: Description: est l'activité qui permet de décrire sémantiquement les aspects du système d'information; Découverte: est l'activité qui permet de rechercher les informations et les fonctionnalités qui peuvent être fournies par le système;
Composition: est l'activité qui permet de comparer et de combiner des informations, des fonctionnalités et des processus. L'intégration sémantique des applications au niveau des données consiste à définir une ou plusieurs ontologies permettant de décrire la sémantique du domaine. Ces ontologies sont utilisées dans des mécanismes de conciliation et d'unification de la sémantique afin de résoudre les conflits sémantiques liés aux données échangées et/ou manipulées par les applications. De telles approches sont souvent appelées par la communauté des bases de données approches de médiation de contexte [2]. La resolution de conflits se base généralement sur des mécanismes de classification et de comparaison d'entités d'ontologies.
En ce qui concerne l'intégration sémantique des applications au niveau des traitements, il existe principalement les travaux basés sur les services Web sémantiques [10], [9], [3]. La notion de service Web sémantique a pour objectif de combler certaines lacunes des Services Web traditionnels liées à la prise en compte de l'aspect sémantique. Les initiatives les plus pertinentes autour du concept de Service Web sémantique sont principalement : OWL-S [12], WSMF [5], [13], WSMO [15]et METEOR-S [11], [4].
WSMO constitue une approche basée sur des fondements conceptuels issus de WSMF pour la réalisation des services sémantiques. Elle est beaucoup plus orientée utilisateur dans le sens ou elle permet d'offrir un langage très proche des utilisateurs. De plus, l'une des caractéristiques les plus importantes est le fait qu'elle soit compatible avec les standards web services (WSDL [14] en particulier). En effet bien qu'elle utilise son propre langage, la notion de « Grounding » permet de définir des mappings avec des entrées WSDL [14] ce qui suppose une intégration sans grande peine avec un système SOA existant.
WSMF est un cadre générique pour la réalisation des services sémantiques. Il constitue donc un Framework qui permet d'offrir beaucoup plus un cadre méthodologique qu'une infrastructure opérationnelle.
OWL-S constitue une ontologie générique de services permettant principalement de décrire les services web dans un cadre général. Elle est aussi compatible avec les standards web services à travers le « ServiceGrounding » qui permettent de définir des mappings entre OWL-S et WSDL. Son défaut majeur est l'absence d'environnement d'exécution ce qui fait que la médiation des services reste encore à implémenter.
METEOR-S constitue une approche basée sur l'extension de standards web services tels que WSDL et UDDI [10]. Le principe d'enrichissement sémantique est basé principalement sur l'utilisation des fichiers WSDL-S qui sont le résultat de l'annotation sémantique de fichiers WSDL. Bien que cette approche repose sur des standards, il n'en demeure pas moins qu'elle manque d'abstraction dans le sens où elle constitue une approche plus proche du niveau d'implémentation que du niveau conceptuel.
Nous pouvons retenir qu'OWL-S est une approche générique, basée sur le standard OWL [8]. WSMF constitue beaucoup plus un cadre méthodologique. WSMO est une approche orienté utilisateurs, basée sur le langage (Web Service Modeling Language) WSML [15] combinant plusieurs logiques. METEORS-S est une approche pragmatique mais qui manque d'abstraction. Il s'avère qu'aucune de ces approches n'est complètement mature pour prendre en charge efficacement le processus de sémantification 3 . Toutes ces approches souffrent plus ou moins du manque de méthodologies, du manque d'architectures flexibles pouvant décrire efficacement la sémantique liée aux applications, et aussi du manque de maturité ou parfois même de l'absence de mécanismes de description et de médiation efficaces. Cependant, au vu de tous les éléments présentés dans cette section, l'approche WSMO est celle qui présente le plus de maturité et d'abstraction. C'est la raison fondamentale qui nous amène à nous baser sur cette approche (WSMO) comme fondement de base pour le travail mené dans le cadre de la « sémantification » d'un système SOA. Dans la prochaine section nous exposons l'architecture ESASOA qui est la solution que nous proposons pour satisfaire la prise en compte de la sémantique dans un système SOA. Le principe orienté service représente une approche distincte pour l'analyse, la conception, et l'implémentation. Elle introduit des principes particuliers qui gouvernent les aspects de communication, de l'architecture et de traitement logique. Cela inclut la réutilisation du service, le faible couplage et l'abstraction. Nous distinguons, par ailleurs des services selon deux points de vue. En premier, nous distinguons deux types de services selon les fonctionnalités qu'ils fournissent dans l'architecture, à savoir les services métiers et services du middleware. Les services métiers sont fournis par plusieurs fournisseurs de services. Ces services donnent accès au S.I de leurs fournisseurs. Par ailleurs, les services du middleware sont les orchestrateurs principaux de l'intégration et l'interopération des services métiers.
Aussi, nous distinguons deux types de services du point de vue de leur abstraction dans l'architecture, à savoir les Web Services, et les services. Le Web Service est un service général qui peut prendre plusieurs formes quand il est instancié (par exemple réservation d'un vol) alors que le service est une instance réelle du Web Service qui est consommée par un utilisateur et fournit une valeur concrète à l'utilisateur (par exemple réservation d'un vol d'Alger à Oran). Nous utilisons cette distinction au niveau des services métiers dans l'architecture.
Le principe de sémantique en général est considéré comme une description riche et formelle de l'information et des modèles de comportements permettant l'automatisation de certaines tâches au moyen de raisonnement logique. Combiné avec le principe de l'orientation service, la sémantique permet la définition de modèles de service riches et formels et des ontologies qui permettent l'automatisation totale ou partielle des tâches telles que la découverte du service, médiation, invocation, etc.
Le principe de distribution est le processus d'intégration de plusieurs entités informatiques collaborant pour l'exécution d'une tâche computationnelle de manière transparente et cohérente, afin qu'elles puissent paraître comme un système unique et centralisé. Le principe de distribution est appliqué au système du middleware de l'architecture. Il peut être aussi appliqué aux services métiers qui permettent l'exécution d'un processus à travers la composition de plusieurs services métiers distribués sur le réseau.
Le principe "orienté utilisateur" met l'utilisateur au centre de l'architecture. Il fait référence aux concepts comme la personnalisation des services métiers, faciliter l'usage et la distribution du service, accomplir avec efficacité les objectifs des utilisateurs, etc. L'architecture établit l'infrastructure qui au moyen de ses fonctionnalités encourage le principe de l'orientation vers l'utilisateur dans la fourniture du service. Elles concernent principalement les architectures des ontologies actuelles, le manque de méthodologie pour définir les ontologies et les services sémantiques et enfin le manque de maturité des mécanismes de description et de médiation de services.
Le problème de développement est résolu en utilisant une approche de développement modulaire. En effet cette approche permet d'avoir une ontologie complète à travers l'intégration de plusieurs modules. Cette intégration se fait en établissant des relations entre les différents concepts. L'approche modulaire impose certaines contraintes au développeur d'ontologie notamment le fait de se référer à une ontologie unique dans leur conception: ontologie consensuelle [1].
Une telle approche de conception nécessite tout d'abord la recherche d'ontologies formalisant les concepts génériques du domaine. Nous les appelons les ontologies de niveau 1.
Nous importons les ontologies sources dans une ontologie nouvellement créée que nous appelons « ontologie d'application ». Cette dernière contient l'ensemble des concepts permettant de définir les données utilisées dans le système. Elle permet la souplesse de l'ajout ou du retrait d'un service 5 , assurant ainsi la flexibilité de l'architecture. Les ontologies sources et l'ontologie d'application constituent les ontologies de niveau 2. Le niveau 3 se compose d'une unique ontologie important l'ontologie d'application et l'ontologie générique de description de service 6 . La figure (fig. Une définition répandue de l'ontologie est donnée par [6] où une ontologie est définie comme « spécification explicite et formelle d'une conceptualisation partagée ». Dans WSMO, les ontologies fournissent une sémantique compréhensible par la machine de l'information employée par tous les acteurs impliqués dans l'utilisation des web services. Permettant, ainsi l'échange et l'interopérabilité des composants. Les types de base d'une ontologie sont les concepts, les relations, les fonctions, les instances, et les axiomes.
Nous définissons cinq ontologies à savoir algerianCitiesKb, nigerianCitiesKb, malianCitiesKb, AfricanAirplaneTravelApplication, AfricanTravelServicesDescriptions. Elles sont reliées aux trois ontologies commonConcepts countryOntology et simpleTime qui sont des ontologies déjà existantes. Chacun de ces principes est fondamentale et permet la présentation d'une solution applicable à un cas d'utilisation réel. Ceci constitue un premier apport de notre architecture. Le second porte sur l'approche de développement des ontologies de domaines. Nous avons adopté le développement modulaire qui est une méthode peu exploitée dans les travaux actuels. En effet elle permet l'intégration des ontologies lors de la conception (design-time) réduisant ainsi au maximum, voir le ramenant à zéro, le nombre de mapping nécessaire pendant l'exécution (run-time).
L'application de notre approche porte sur la satisfaction du cas d'utilisation proposé par le W3C. Il s'agit d'une agence de voyage virtuelle prenant en charge tous les mécanismes nécessaires au processus de voyage. Elle offre la sémantique nécessaire pour que l'utilisateur puisse au bout de quelques cliques s'assurer un itinéraire tout en satisfaisant l'ensemble des contraintes collatérales (réservation de billet, d'hôtel, de voiture…). Ce cas illustre parfaitement une application possible des SWS. Notre application intègre les services proposés par trois agences de voyage. Elle satisfait un premier niveau du cas d'utilisation.
Les SWS sont à la base de recherches actives. Cela dit bon nombre de ces recherches sont au stade conceptuel. Nous avons recensé quelques travaux que nous regroupons avec notre architecture dans le tableau comparatif dans table 1.
Dans cette première version de notre architecture ne prend pas en compte la composition des services. La complexité du problème d'intégration sémantique des services nécessite une approche incrémentale dans la conception de toute architecture. Nous nous sommes limités aux seuls problèmes de découverte et d'invocation des services. Différentes perspectives sont alors à envisager. Les travaux futurs porteront sur les problèmes ajoutant un niveau de complexité à l'architecture telle que la composition des services sémantiques et l'amélioration des interfaces utilisateurs à travers l'amélioration du mécanisme de requête.