当前,现代服务业已经成为世界各国国民经济的重要组成部分,给社会经济系统带来了深刻变化,其发展模式主要包含两类,对传统服务业的改造和对新兴业态的催生。其中,信息技术发展积极驱动着现代服务业发展。以SOA为核心的分布式计算技术的发展,使得信息服务系统的设计和构建产生了巨大的变革：松耦合的系统结构大大提高了系统的灵活性,服务功能的封装与服务组件的复用大幅度提升服务系统的开发效率,适应了业务需求的灵活多变。随着Web服务技术的不断发展,面向服务的体系架构逐渐成熟,服务计算网络得到了学术界和工业界的广泛关注。服务计算是以服务为基本组成元素,通过服务大粒度重用和快速灵活组装构建随需应变的松耦合分布式应用系统,服务计算网络是利用实体及语义关系来表达服务间的关系、属性、能力等知识的网络,是一种逻辑上的网络。当前研究的重点大多集中在服务生成和运行时的逻辑关系上,如服务建模、服务描述、服务开发、服务发现、服务组合、服务执行等方面。本论文旨在研究和解决如何让服务系统从体系架构层面能够适应动态、多变、复杂的互联网环境；如何将定义良好的、大粒度的服务组件根据业务需求实现高抽象级别的复用；如何将虚拟的和现实的服务资源相融合,实现高可用、高可靠的服务编排容错机制；如何将服务资源在多用户、高并发的场景下实现高效地对外开放等问题。本论文共包括六章的内容：第一章,绪论,论述了论文的研究背景及其意义,明确阐述了论文的研究目标,并指出对服务科学、工程和管理等相关研究的重要意义；第二章,提出了动态服务资源分发网络(Dynamic Service Resource Delivery Network, DSRDN)的服务网络架构模型和节点的功能架构,为动态服务资源分发网络研究和原型系统实现奠定了研究基础；第三章,提出了一种基于流程模板的服务组件集成方法,具体包括共性服务组件模型、类型,流程模板语言的描述(Process Template Description Language, PTDL)和共性服务组件集成框架的设计实现；第四章,提出了一种集中-分散式的服务编排执行模式,在此基础上提出了基于分级的服务编排容错机制(Hierarchical Choreography-based Fault-tolerant Mechanism, HCFM);第五章,提出了一种基于SEDA (Staged Event-Driven Architecture)的Web服务实现方法(Staged Event-Driven Architecture for Web Services, SEDA4WS),并设计实现原型系统；第六章,对博士期间的研究工作进行总结,并对下一步的研究内容进行展望。本论文的主要创新点为：(1)基于服务覆盖网络(Service Overlay Networks, SON)和服务工程方法论,提出并设计了一种降低底层网络拓扑关系复杂度,提高用户需求动态适应性,和保障服务质量的动态服务资源分发网络(Dynamic Service Resource Delivery Networks,简称DSRDN)。它从体系架构层面使得服务系统更加适应动态、灵活、复杂的互联网环境,通过智能、动态地生成服务缓存,提高了服务交付效率和访问速度,并提供可靠的QoS保障和高效的服务组合,还具有如下的新特性：1)服务组件的复用性；2)服务执行的容错性；3)服务能力的开放性。该网络作为原型系统已实现,并验证了设计的合理及功能的可行。[论文[1][7][12]]。(第二章)(2)给出了一种新型的共性服务组件模型,实现了服务组件从功能细粒度向业务粗粒度的转换,并提出了一种流程模板描述语言(Business Template Description Language, BTDL),使得IT和业务从流程层面对齐并实现复用。在上述基础上,设计了一种共性服务组件集成框架,使得共性服务组件能够根据流程模板描述语言的刻画进行组装集成,开发了可视化的流程模板建模工具,大大降低了流程模板描述的难度。该共性服务组件集成框架的原型系统已实现,并在现代服务业共性服务平台中得到实际应用。该平台已经通过了国家科技支撑计划课题结题验收,验证了集成框架的正确性和可行性。[论文[2][10][11]](第三章)(3)针对服务组合中关于服务编排容错机制研究相对欠缺的不足,提出了一种集中-分散式的服务编排执行模式,进而提出了基于分级的服务编排容错机制(Hierarchical Choreography-based Fault-tolerant Mechanism, HCFM)。该机制缓解了组合服务的复杂性与容错技术应变能力有限之间的矛盾,有效提高了服务编排执行的可靠性和可用性。该机制已在中国移动B2B对外服务平台中得到了实际应用,验证了其可行性。[论文[4][9][13]](第四章)(4)基于SEDA (Staged Event-Driven Architecture)的阶段概念和事件驱动的通信模型,分析了SOAP协议(Sample Object Access Protocol)实现过程中的瓶颈问题,将SOAP协议的处理过程以有限状态机的方法进行分解和刻画,合理地将其划分成SEDA中所谓的各“阶段”,提出了一种基于SEDA的Web服务架构的实现(Staged Event-Driven Architecture for Web Services, SEDA4WS),提高了在多用户和高并发的场景下web服务的响应能力,缩短了服务的响应时间。该方法已在融合业务开放服务平台得到了实际应用,验证了在高并发请求下的实用性和有效性。[论文[3][5][6][8]](第五章)本论文的研究内容作为自然科学基金“动态服务资源分发网络关键技术研究”和国家科技支撑计划“现代服务业共性服务集成化技术研究”中的部分成果,已在实际商业环境中应用,帮助中国食品交易网快速实现了从信息发布平台升级到服务提供平台的演进,帮助中国移动电子B2B平台提高了服务组合执行的可靠性,为服务系统的搭建提供有效的工程实践指导。