随着互联网上Web服务(Web Service)数量的增长和Web服务应用的普及,以服务为中心的互联网正在形成。然而,无论是互联网上服务的发现和彼此感知,还是服务的自动组合与交互,都存在着不同程度的困难。基于语义和社会化关系的Web服务基础设施——服务网络的提出为解决此问题做了有益的尝试并取得了相应的成果。然而,最初的服务网络模型是粗糙的、基于弱语义和不易用的。围绕上述问题,本文进一步在语义层面提出了更为完善的服务网络模型,给出了服务网络结构和其中各元素的明确定义;提出了Web服务自动标注算法,完成了服务网络的完全语义化;解决了Web服务彼此感知的问题,在语义层面上构建了服务各层次之间的关系;给出了基于服务网络的需求分析和服务发现流程,为Web服务自动化应用做了有益的尝试。具体说来,本文的研究成果如下:1.研究了Web服务组织管理的现状,提出了更为完善和可操作的服务网络模型。对比之前的服务网络版本,本文提出了更为完善的三层网络结构,给出了各层结点的详细定义,明确定义了服务网络中的横向和纵向关系。2.研究了Web服务和领域本体的相关特征,提出了一种Web服务自动语义标注方法,为基于语义的服务网络的构建和服务关系挖掘奠定了基础。在详细对比分析了WSDL文档和领域本体的结构特征的基础上,提出了一种Web服务自动标注方法,实践表明该方法可以明显的提高标注准确性。3.研究了Web服务之间的关联特性,提出了一种Web服务关系挖掘方法,实现了基于语义关系的服务网络的自我演化。基于标注后的带有语义的Web服务,借助本体推理等手段,挖掘Web服务之间隐含的协作或竞争关系,既是服务网络中关系构建和演化的基础,又是自底向上的服务组合的有效手段。4.提出了一种基于服务网络的Web服务发现方法,设计了服务网络的基本运行机制。从用户需求分析出发,充分利用服务网络的三层结构和服务各层次级别的关系,给出了基于服务网络发现的基本流程和方法,定性的说明了服务网络在服务发现和服务推荐两方面的优势。总之,本文将Web服务组织成更为合理的网状层次结构,并提出了相应的算法来构建这样一个网络,实现了服务网络的自我演化,同时给出了基于服务网络应用的基本流程。这些使得服务网络真正成为面向互联网的Web服务基础设施。