移动Agent互操作迁移模型研究硕士学位论文.doc

学校代码：10254 密级： 论文编号： 上海海事大学上海海事大学 shanghai maritime university 硕士学位论文硕士学位论文 master dissertation 论论文文题题目：目： 移移动动 agent 互操作迁移互操作迁移 模型研究模型研究 学科学科专业专业： ： 计计算机算机应应用技用技术术 学校代码：10254 密 级： 论文编号： 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师 的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以 标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究 成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而 使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均 已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本； 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与 阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论 文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： 学位学位论论文原文原创创性声明性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位学位论论文版文版权权使用授使用授权书权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书指导教师评阅书 指导教师评价：指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 指导教师：指导教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 评阅教师评阅书评阅教师评阅书 评阅教师评价：评阅教师评价： 一、一、论论文（文（设计设计） ）质质量量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 二、二、论论文（文（设计设计）水平）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 评阅教师：评阅教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价：教研室（或答辩小组）评价： 一、答一、答辩过辩过程程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格 二、二、论论文（文（设计设计） ）质质量量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、三、论论文（文（设计设计）水平）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 评定成绩：评定成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 教研室主任（或答辩小组组长）：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年年 月月 日日 论文独创性声明论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其它人或其它机构已 经发表或撰写过的研究成果。其它同志对本研究的启发和所做的贡献均 已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 日期： 论文使用授权声明论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布 论文的全部或部分内容，也可以采用影印、缩印或者其它复印手段保留 论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 教学系意见：教学系意见： 系主任：系主任： （签名） 年年 月月 日日 作者签名： 导师签名： 日期： 摘要 摘要 移动 agent 是在分布式系统环境中的一个自治软件实体，由一些目标和任 务所驱动。但是目前的 agent 系统和结构之间所采用的规范并非都完全一致， 甚至许多 agent 系统和机构之间使用的均为自己定制的规范。因此只能在同构 的环境中，移动 agent 才具一定的互操作能力，但是当不同标准的 agent 部署 在复杂的异构环境中时，由于缺乏一些通用的互操作规则、接口和本体描述等， 使得 agent 在不同的 agent 系统和环境之间进行通讯和协作变的非常困难。 在对移动 agent 互操作国内外研究方向分析的基础上，提出了一个以本体 为基础的模型 gmaa(通用移动 agent 架构)：采用 fipa 和 masif 标准，使其 具有应用广泛、易实现的优点；通过本体定义的 acl 原语进行互操作迁移，克 服了其他架构中灵活性差，无法导出架构的缺点；迁移过程使用 gmp(通用迁 移协议)，促使迁移过程的标准化与简洁化；增加通用 agent 接口，用以支持不 同类型的移动 agent 之间的迁移；采用定制化的迁移策略 gmsp(通用子迁移协 议)，由此开发人员可以根据迁移的需要，提出可定制化的迁移策略，用以满足 用户的需要。同时本文定制了一个重量级 agent 迁移的策略 otp(按需传输协议)， 使得 agent 能根据特定情况更加有效的在不同 agent 平台间进行迁移。 最后，我们将迁移组件集成到 jade 和 agentscape 平台，并以插件的方式 实现。初步验证模型的可行性，同时使用测试用例对移动 agent 通讯方式、互 操作性与迁移策略性能进行了分析。 关键词：关键词：移动 agent，互操作，迁移模型，移动性，fipa 标准，masif 标准， 通用 agent 接口 abstract abstract mobile agent is an autonomous software entity, by a number of objectives and tasks of the drive in the distributed system environment. however, the current between the agent systems and structures are used in the specification is not exactly the same, and even many agent systems and institutions are using your own custom specifications. therefore, only in homogeneous environment, the mobile agent will be a certain degree of interoperability, but when different standards of agent deployed in a complex heterogeneous environment, because of the lack of interoperability of some common rules, interfaces, and ontology, etc. agent agent makes systems and in different communication and collaboration between environmental change is very difficult. interoperability of mobile agent in research at home and abroad based on the analysis, presented an ontology-based model gmaa (general migration agent architecture): the fipa and masif standard, it is widely used and easy to realize the advantages; by acl primitives defined ontology interoperability migration, flexible framework to overcome the other poor, can not export the structure of the defects; migration process using the gmp (general migration protocol), to promote the migration process of standardization and simplicity; increase the general agent interface, with to support different types of migration between the mobile agent; using customized migration strategy gmsp (general migration sub-protocol), thus developers can migrate to the needs of proposed migration strategy can be customized to meet the needs of users . this article also customize a migration strategy to heavyweight agent otp (on-demand transfer protocol), makes the agent can be more effective under specific conditions in different agent migration between platforms finally, we will move to the jade and agentscape component integration platform, and to plug ways. verify the feasibility of the initial model, using test cases on the mobile agent communication, interoperability and migration strategy performance is analyzed. keyword：mobile agent, interoperability, mobility model, mobility, fipa, masif, general agent interface 目录 目录 第一章第一章 绪论绪论2 1.1 研究目的和意义2 1.2 研究工作2 1.3 组织和结构2 第二章第二章 互操作机制分析互操作机制分析2 2.1 标准的互操作机制2 2.1.1 masif 移动 agent 互操作.2 2.1.1.1 masif 定义与标准2 2.1.1.2 masif 标准小结2 2.1.2 fipa 标准的移动 agent 互操作 2 2.1.2.1 fipa 定义的相关标准2 2.1.2.2 fipa 标准小结2 2.1.3 两种标准比较2 2.2 应用层互操作机制2 2.2.1 基于应用层的互操作机制2 2.2.2 基于应用层互操作的不足2 2.3 系统层的互操作机制2 2.4 三种互操作机制比较2 2.5 小结2 第三章第三章 gmaa 迁移模型迁移模型2 3.1 迁移模型2 3.2 gmaa 迁移组件.2 3.2.1 服务注册2 3.2.2 通用迁移协议(gmp) 2 3.2.3 通用子迁移协议(gmsp)2 3.3 通用 agent接口.2 目录 3.4 迁移服务比较2 3.5 小结2 第四章第四章 互操作迁移算法与策略互操作迁移算法与策略2 4.1 移动 agent的迁移机制.2 4.2 迁移策略分析2 4.3 otp 迁移策略2 4.3.1 迁移算法 otp2 4.3.2 otp 算法验证.2 4.3.3 otp 本体定义.2 4.4 小结2 第五章第五章 迁移模型实验迁移模型实验2 5.1 环境和系统平台2 5.1.1 jade 集成迁移服务.2 5.1.2 agentscape 集成迁移服务2 5.2 移动 agent测试方法.2 5.3 测试结果2 5.3.1 迁移比较2 5.3.2 消息发送比较2 5.3.3 执行时间比较2 5.3.4 迁移策略比较2 第六章第六章 总结与展望总结与展望2 6.1 总结2 6.2 未来工作的展望2 致谢致谢2 参考文献参考文献2 攻读学位期间发表的学术论文攻读学位期间发表的学术论文2 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 研究目的和意义研究目的和意义 近年来，移动 agent 技术在分布式应用中显示出了巨大的潜力，特别是在 internet 等异构的环境中具有很强的适应性。虽然现今已经开发出来了大量的移 动 agent 系统,但仍然有许多问题阻碍了移动 agent 技术的发展，除了经常被提 到的缺乏足够合适的安全机制，还有移动 agent 系统之间的缺乏互操作性，这 都阻碍了移动 agent 的大规模广泛应用。 移动 agent 是一个具有主动性，适应性和社会自治性的一个实体，它可以 在分布式环境中的不同的位置进行迁移。在更高层次的 agent 交互中，对 agent 和执行环境都有一定的要求。然而对于已经存在的不同的 agent 系统， 不同程序语言和不同计算机架构都阻碍了 agent 的这种交互。 从目前的研究情况看，移动 agent 本身的应用并未如预期的那样理想。诸 多的问题阻碍了移动 agent 的广泛应用，比如：安全，集成，互操作等问题都 阻碍着移动 agent 技术的发展。目前，商业性和实验性的移动 agent 系统多达 近百个，这些系统在体系结构和系统实现上都存在着较大的差异，严重阻碍了 移动 agent 系统的互操作和移动 agent 技术的推广。 在移动 agent 互操作中涉及到以下几个问题： 通讯：消息的传递和发送，通讯语言。 移动：agent 的传输协议和 agent 的编码。 安全：验证不同移动 agent 系统中移动 agent，如何评价它们的行为。 执行：使 agent 的生命周期适应不同的移动 agent 系统，让 agent 访问 移动 agent 系统的资源。 因此本文主要根据上面所涉及到的四个方面来解决移动 agent 的互操作性 (对互操作性而言，安全并非必须的) 。但是，我们需要明确的是，互操作性的 目的并不是试图将所有系统统一起来，我们没有必要对移动 agent 系统的具体 体系结构、安全保障、实现策略、序列化和反序列化的方式进行严格的限制。 基于不同的开发目的，可以允许移动 agent 系统存在多种结构和实现方式，保 第一章 绪论 2 持各平台系统的相对独立性，这有利于在不同环境下使用不同的开发系统，为 开发者提供灵活的开发选择。 1.21.2 研究工作研究工作 迄今为止，研究人员所提出的各种解决互操作性的方法仍然无法满足当前 的要求，因此我们基于深入分析移动 agent 互操作基础之上，比较各种互操作 机制的差异和现有的研究情况(第二章所述)。 结合已有的研究成果，我们提出了一种可以在异构环境中跨语言的移动 agent 系统、环境中实现执行、迁移和通信互操作性的框架，并将 agent 通讯 语言(acl agent communication language)集成到本框架中，将 agent 抽象成一 个虚拟知识库，它是一个信息、知识和相关机制的集合，我们可以将其定义相 应的本体实现，互操作就是将通过定义的本体信息让其它 agent 来共享信息。 而 acl 则可以被认为是一系列具有保留意义的消息类型的集合，不随物理环境 的变化而改变。这样可以使得与所有不同标准的 agent 中间件在高层进行相互 的通讯。也使得模型独立于任何 agent 中间件，同时必须要提供互操作在移动 agent 环境中。将来，在移动 agent 上层通讯中可以使用 acl 消息进行通讯， 如果 agent 本身不支持高层通讯，可以使用基于 masif 标准的系统级接口进行 通讯，这样可以对原平台进行最小的修改，甚至不修改的情况下，最大范围的 agent 都能适应这一模型，我们称这一模型为 gmaa(general migration agent architecture)模型。使得现存的各种 agent 之间可以并存和协作。这也比较容易 集成在已经存在的 agent 系统中。最终，这个模型能够灵活的提供不同的迁移 策略与机制，满足将来扩展的需要。 1.31.3 组织和结构组织和结构 本文分为六个章节： 第一章 介绍了本文研究工作的动机和目的，以及国内外关于该方向上的研 究现状和存在的问题。 第二章 深入分析讨论了当前已经存在的移动 agent 技术的互操作性的相关 标准和现有的成果。 第一章 绪论 3 第三章 在对互操作深入分析研究的基础上，提出了一个通用迁移模型，我 们称之为 gmaa 模型，和通用 agent 接口。 第四章 根据 gmaa 模型的可扩展性，我们提出了一个基于 gmaa 模型的 一个迁移策略 otp 用以实现按需迁移要求。 第五章 在 jade、agentscape 平台上实现基于 gmaa 模型集成工作，并对 集成后的移动 agent 互操作性能进行了分析。 第六章 对全文进行总结工作，并就本文进一步的研究工作进行了相应的讨 论。 第二章 互操作机制分析 4 第二章第二章 互操作机制分析互操作机制分析 现今，阻碍移动 agent 技术发展主要因素集中在两个方面，一部分是经常 被提到的 agent 系统缺乏足够适当的安全机制。另一部分就是在分布式异构环 境中的 agent 系统间缺乏足够的互操作性，这些原因都使得移动 agent 无法达 到大规模的广泛应用程度。移动 agent 的互操作性要求移动 agent 能在不同系 统，平台之间相互通讯。更确切的说，我们定义移动 agent 系统的互操作性如 下1： 互操作性互操作性：如果一个移动 agent 系统中的 agent 能迁移到另一个异构的移 动 agent 系统中，异构 agent 之间(本地或者是远程的 agent)能相互的协作和通 讯，agent 可以离开当前系统，并在另一个 agent 系统中恢复执行。 由此定义可以知道，移动 agent 的互操作性是为了促进移动 agent 在分布 式异构的环境与不同语言开发的 agent，不同的 agent 系统，不同标准的 agent 之间能相互通讯和迁移的能力，使得移动 agent 能更大范围的协作，更加有效 更加智能的方式完成相应任务。 当前对移动 agent 互操作性的具体研究主要集中在以下几个方面：基于 agent 标准的互操作研究，包括 fipa 和 masif 两种主要的互操作标准。基 于移动 agent 高层的互操作研究，主要是在不对原平台进行修改的情况下，实 现移动 agent 互操作。基于移动 agent 底层的互操作研究，主要是需要大量 修改底层代码，以实现主动地互操作性。还有一个需要注意的方面就是集成 acl 消息机制的互操作研究。这也将是本文研究的一个重点。 2.12.1 标准的互操作机制标准的互操作机制 标准的建立是移动 agent 技术走向成熟的前提标志，也是目前解决移动 agent 互操作问题主要方法之一。其中比较有影响力的是以下两个标准，一个 是 masif 2(mobile agent system interoperability facility)移动 agent 互操作草案， 另一个是 fipa7(foundation for intelligent physical agents)智能物理 agent 组织。 在本节中，我们对移动 agent 系统的标准化以及互操作性进行分析和研究。标 第二章 互操作机制分析 5 准化使各个异构移动 agent 系统在规范的框架下能够实现互操作性。同时，能 在这个基本标准下对异构移动 agent 开发平台进行统一管理和调用。 2.1.12.1.1 masif 移动移动 agent 互操作互操作 masif2标准是最早由 crystaliz,inc.、general magic,inc.、ibm 等几个公司 发起，最终由 omg(object management group)对象管理组织提出的移动 agent 互操作标准。masif 曾在过去的很长一段时间得到工业界和学术界的青睐，因 为 masif 标准主要基于业界常用的 corba (common object request broker architecture)标准，即公共对象请求代理架构，使得 agent 能很好的和现有其它 的系统进行交互，协作完成工作，并已经有一些项目根据 masif 标准实现。 masif 标准最重要的就是定义了 agent 系统间 mafagentsystem 和 maffinder 两个标准接口，用以实现 agent 管理和查找等主要功能。 2.1.1.12.1.1.1 masif 定义与标准定义与标准 为了更好的理解 agent 的 masif 标准，本节主要介绍 masif 标准定义的 移动 agent 几个主要概念，使用并描述 masif 标准下的移动 agent。由于移动 agent 系统不是面向对象的，因此定义中用代码来描述基本概念2。 静态 agent：只能在原有系统执行的 agent。 移动 agent：可以从一个 agent 平台迁移到另一个 agent 平台的 agent。 agent 执行状态：agent 执行时候的状态，包括堆栈信息。 agent 权限：agent 组织或个人必须得到授权和认证。 agent 名字：由权限、标识符和 agent 系统类型组成。 agent 环境：agent/place 也称 context，是 agent 执行环境。 agent 定位：是 agent 环境所在的(place)参数的地址。 agent 区域：指具有相同权限但不一定属于同一个 agent 系统类型的集 合。 masif 标准首先规定了通用概念模型，基本涵盖了上面提到的 agent 系统的 第二章 互操作机制分析 6 所有主要抽象数据和概念。masif 标准还定义了 agent 系统的通用功能和行为 2包括 agent 管理、命名、迁移以及与一些服务的集成进行标准化。 agent 管理 管理员可以通过标准的操作管理不同类型 agent，并提供相应的创建、挂起、 重新执行以及终止 agent 的规范化方法。 agent 迁移 对 agent 在网络中的传输，规定了 agent 迁移前和迁移后的行为。 agent 和 agent 系统的命名 提供了被管理 agent 的唯一标示符，agent 的名字符号也应该被规范化。它 允许 agent 系统快速决定是否支持到来的 agent，并允许 agent 使用唯一标示符 相互识别。 agent 系统类型以及位置语法 标准化 agent 系统类型主要是提供 agent 系统的一些信息(如实现语言、产 品名称)，使目的 agent 系统判定能否支持此系统。 omg 的 masif 标准定义了 mafagentsystem 和 maffinder 两个规范接口 12来进行 agent 管理、agent 迁移、agent 名称、agent 系统的名称、 agent 系 统类型以及位置语法的各项操作。masif 以 corba 为基础使用 corba 的命 名服务，生命周期管理，外部服务和安全服务。其中 mafagentsystem 负责接 收 agent、列出 agent、获得 maffinder 接口、获得 agent 系统类型、获得 agent 状态等。maffinder 提供注册、注销、查询等服务，实际上是一种名字 服务。如图 2.1： 图 2.1 masif 结构图 第二章 互操作机制分析 7 2.1.1.22.1.1.2 masif 标准小结标准小结 masif 标准的目的是使得移动 agent 在相同属性的 agent 间进行相互通讯， 使用的是标准 corba 定义的 idl 接口。 masif 标准的移动 agent 主要研究为代码和状态在网络间的移动性，使用 高粒度的移动 agent(使用移动 agent 包装操作集合)和需求迁移。移动 agent 方 法可以动态的适应接口和远程系统服务，减少对连续网络连接的依赖。从而达 到动态装载平衡和动态分布的功能。由于这一特性，使得在分布式动态环境中 移动 agent 可以提供一个健壮的，灵活的，有效的迁移。 在 agent 系统相关的使用者，和应用提供者中，移动 agent 可以在两个静 态的软件系统间进行迁移。这种情况下，移动 agent 可以在移动 agent 系统中 提供一个适配与灵活协作的互操作性。 根据 masif 标准，其定义的接口为 agent 系统级别的而非 agent 层次的。 因此我们可以看出，agent 系统中 agent 可以将自己包装成 corba 对象，但 corba 对象并不是必须的。因此 masif 规范并不代表将 agent 技术集成到 corba 中。然而，当把 agent 定义为 corba 对象时，它就可能获得所有 corba 对象的服务，任何传统的软件对象都可以通过 corba 对象包装。基 于 masif 标准的互操作本质上是将 agent 包装成 corba 对象，使用 orb 请 求来实现互操作性。 应该注意到 masif 标准所没有涉及到方面，但是需要在将来规范中涉及到 的方面包括一下几点： agent 多跳的安全性 agent 不同语言的互操作 agent 间的通讯(由于 masif 是基于 corba 的通讯，所以规范略去了 这一点) masif 标准是在原有 corba 的基础之上，通过已经存在的 corba 标准 简单的解决了不同 agent 系统间的互操作，但是对于基于 masif 规范的 agent 接口和通讯机制，它们并不完全具有移动 agent 系统间的协调性。现今基于这 种标准的研究已经在一些移动 agent 系统实现，包括：最早由 ibm 日本研究所 提出的 aglets 系统3；ikv+ gmbh 公司提出的通用 agent 平台 grasshopper 4， 第二章 互操作机制分析 8 同时 grasshopper 也是唯一符合两个标准的 agent 平台；soma6是由 bellavista 等学者所提出的 agent 安全平台；史忠植学者19提出的将公共对象请求代理体 系结构 corba 和 internet 技术结合起来，建立公共 agent 请求代理体系结构 carba(common agent requestbroker architecture)；smart5模型等。 2.1.22.1.2 fipa 标准的移动标准的移动 agent 互操作互操作 fipa7 标准是一个由活跃在 agent 领域的公司和学术机构组成的国际组 织,其目标是为异质的 agent 和 agent 系统之间能够互操作而制订相关的软件 标准。fipa 组织一直在制定和推广 agent 技术标准，fipa 规范主要集中于自 上而下高层的(应用层)研究，定义的国际化，制定国际性的规范，最大限度的 使得基于此标准的 agent 能有效的在各种应用得以有机地结合，以及异构 agent 之间的协作和管理。fipa 标准从不同方面规定了移动 agent 在体系结构、 通信、移动、知识表达、管理和安全等方面的内容，对于移动 agent 技术起到 了很大的推动。 2.1.2.12.1.2.1 fipafipa 定义的相关标准定义的相关标准 图 2.2 fipa 标准中 agent 管理参考模型 fipa 标准的参考模型的描述如图 2.2 所示。fipa 标准定义了 agent 平台服 务的三种基本业务12：agent 管理系统 ams(agent management system)、目录 设施 df(directory facilitator)和 agent 通信通道 acc (agent communication 第二章 互操作机制分析 9 channel)。 agent 管理系统与 masif 规范中的接口 mafagentsystem 提供了相 似的功能。但是，fipa 标准的 agent 管理系统重点并不在于解决在异构移动 agent 平台之间 agent 的移动问题；agent 通信通道提供了平台间的 agent 通信。 内部平台信息传输提供了消息路由服务。整个 agent 通信通道、agent 管理系 统、目录服务设施和内部信息传输平台构成了 agent 平台。 fipa 标准的 agent 可以为其它 agent 提供服务，而且它们的服务内容可以 在网络黄页上通过目录设施搜寻到。在一个 agent 平台中，在目录设施中的注 册是任意的，而在 ams 中的注册则是必须的。agent 通信通道能够使得在同一 个 agent 平台的 agent 之间的能够相互通信，也可以通过提供一个消息转发机 制来实现 agent 在异构平台之间通信。fipa 标准明确了服务于 agent 与其它实 体(管理员、其它 agent、非 agent 软件和物理世界)交互的不同组件的接口。 agent 管理：制定了一个规范性框架，与 fipa 相兼容的 agent 在此框架下 可以存在，运行和被管理。与 masif 较相似，该部分定义了规范的开放式接口 和管理服务，同时也规定了 agent 管理本体和 agent 平台消息传输。 acl 管理：通过定义 acl 实现功能和语义的互操作。acl 是基于语言行 为理论，消息被视为行为或通信行为，它们被发送去执行某种动作。acl 定义 了消息类型和对语言的描述。基于模态逻辑，通信行为被表述成叙述性表格和 形式化语义。 agent 安全管理：分析了在 agent 管理中关键安全危险，并提出了在 fipa 兼容的环境中如何维护 agent 间的安全通信。包括 agent 注册、交互、配置、 agent 平台间交互、用户与 agent 间的交互和 agent 移动时的安全管理。 agent 移动管理：提出了在 fipa 环境中支持软件 agent 移动的规范框架， 此框架包含了所需的最基本的技术。 在 agent 平台之间的通讯是通过 corba orb 的转发来实现，与 corba 标准的结合对遵从 fipa 的移动 agent 平台来说是必需的，在实现 agent 的消息 传送时使用的是 corba iiop 协议。因为 agent 管理系统和目录服务提供了类 似于 masif 规范中 mafagentsystem 和 maffinder 的功能，对 fipa 标准化的 目的是通过使用通用的 acl 来实现 agent 之间的通信。 第二章 互操作机制分析 10 2.1.2.22.1.2.2 fipafipa 标准小结标准小结 fipa 标准主要是通过标准 agent 通讯和语义语言使得智能 agent 能够进行 互操作。除了通用的抽象框架外，fipa 也提供了具体的本体和协商协议来支持 在某一具体方面的应用(如：旅行图，网络管理等)。 fipa 标准的 agent 处于一个更高的等级，通过语言行为来进行 agent 间的 通讯。对于一个典型的 agent 通讯，通过 acl 来进行相互的协作。通过使用语 义语言和本体定义一些基本的协作概念。这里的本体有些类似于 rpc 中的 api。它是用来定义智能 agent 的具体协作接口。 通过消息，知识和定义的交换，我们可以得到一个相似有效的移动 agent。 例如，我们可以动态的协调智能 agent 的协作接口通过修改或增加新的本体知 识。我们可以代理移动 agent 协商行为，减小通讯阻塞和对网络的连接依赖。 因此 fipa 标准的 agent 方法也可以提供动态适应，健壮，灵活，有效协作的互 操作在分布式移动系统中。 基于 fipa 标准的移动 agent 目的是促进互操作性和重用性。要做到这一点， 就必须明确架构必须元素并编纂这些元素。特别是，如果两个或多个系统使用 不同的技术来实现某种功能，有必要找出各种方法的共同特点。而根据 fipa 规范实现的 agent 系统包括如：主要由 cselt(意大利电信研究与开发中心)开 发的遵循 fipa 标准的 jade8平台；fipa-os20为 nortel networks 研究的一个 开放的 agent 平台；mobile-c9是由学者使用 c+语言开发出的 agent 平台。也 是为数不多不基于 java 开发的 agent 平台。当然也还有学者 j.cucurull 等提出 了基于 fipa 的 ipma(inter-platform mobility architecture)模型16，用以实现不 同平台的互操作性。 2.1.32.1.3 两种标准比较两种标准比较 fipa 与 masif 的工作具有一定的互补性，fipa 标准主要关心的是高层次 agent 与 agent 间的通信(acl，谈判协议，本体论)，但是并未涉及到关于移动 性，而 masif 标准在最初已经考虑到了移动性，在某种程度上说明，它解决了 agent 异构系统的互操作性。但这一规范并没有在 agent 通信做出定义(无论是 在应用层还是在系统层方面)。masif 标准更多的被认为是自下而上的活动(不 第二章 互操作机制分析 11 假设 agent 必须是“智能”的)，而 fipa 标准则是更多的自上而下(agent 默认 具有智能性，然而，fipa 的 agent 通信必须至少支持 iiop 的作为默认方法通 讯)的研究。 masif 和 fipa 标准都将工作集中在两个静态软件系统间动态的互操作。 图 2.3 基本能描述两种标准互操作之间的不同。masif 和 fipa 两者最主要的 不同在于 masif 标准的 agent 通常使用底层接口语言来实现互操作，fipa 标 准的 agent 主要使用交流语言和基于语义的逻辑来进行互操作。 图 2.3 fipa 标准与 masif 标准迁移比较 两个标准都讨论了 agent 管理功能和通用 agent 相关模型，包括“泊位” (place)和“平台”概念，白页和黄页服务等。但是在应用层方面，两种标准是 不一样的。fipa 与 masif 标准都提供了 agent 参考模型和 agent 通讯(masif 在某种程度上是间接的提供的，它使用的是 corba 标准)。但是 masif 不处 理 agent 到 agent 间的通讯。 fipa 标准与 masif 标准都在试图不限制 agent 的具体实现技术。由于没 有具体实现的相关技术，这就允许自由的开发出的系统具有一定程度的灵活性， 这也意味着一些更合适的办法，将这两种技术结合。例如，定义基于 fipa 标 准 agent 的 corba 接口。总的来说，考虑到 agent 技术的早期阶段，与全面 第二章 互操作机制分析 12 爆发的业务系统的经验不足，这循序渐进的方式来制定标准是可行的。 同时 fipa 组织与 omg 组织存在许多的协同工作。其中包含一些是 omg 的特定领域的工作，这些工作中的大部分可以有效的与 fipa 标准的工作进行 整合。(当然另一个领域，是在 fipa 标准的 agent 技术中，整个区域将以 omg 的分布式对象技术为基础)。fipa 标准可以很好的满足这些潜在的协同作用的 认识。同理，masif 标准的提交者都很关注 fipa 标准的活动。因此在一般的 情况下，可以将 masif 标准和 fipa 标准的 agent 相关概念做一般映射。 2.22.2 应用层互操作机制应用层互操作机制 2.2.12.2.1 应用层的互操作机制应用层的互操作机制 移动 agent 系统应用层的互操作机制，主要集中在对移动 agent 系统上增 加应用程序级的适配层，从而不需要对移动 agent 系统做任何修改，如图 2.4 所示。 图 2.4 基于应用层的抽象互操作模型 最初在实现 agent 应用层能在两个不同系统间迁移的设想是，设计一个 agent，它就如同“变色龙”一样，无论何时它迁移到其它不同的 agent 平台上， 它就能适应对应平台的 agent 对象。例如：对于 aglets 来说，agent 类继承自 aglets 这个类。这个方法意味着对 agent 想要访问平台，它都必须要有适应需 要的所有 agent 系统提供的类。很明显，这种方法是不现实的。 于是研究人员就提出了实现一个抽象层方法，这个抽象层提供各个 agent 第二章 互操作机制分析 13 系统间最重要的一些服务(至少包括 agent 的迁移和接受其他系统的 agent 服务)。 但是不幸的是，研究人员发现，如果每个 agent 系统都进行重构时，那我们也 需对抽象层进行对应的重构。根据 agent 系统的不同，可以使用不同的标示符 来表示 agent 类型的不同。当使用特定类型的标记的对象可能会降低 agent 的 灵活性，但可以增加系统的可维护性。总体来说，这种方法是可接受的。但是， 使用抽象层的好处(与安装其它 agent 系统相比)是使得我们可以重用现有已经使 用的 agent 系统，减少授权的费用，管理者也不需要去学习新的系统。并且， 安装新的 agent 系统并不总是可行的。 后期为了解决抽象层和实现层都需要变化的缘故，在抽象层中应用桥接模 式。抽象层的类提供通用的功能方法对所有不同抽象层的 agent。大多数移动 agent 系统都有自己定义的传输协议，因此无法使用通用的协议。在抽象层中， agent 实现相应的抽象层，从而实现 agent 在不同系统间的迁移。这是实现不 同 agent 系统间的第一步，但是，目前的实现无法支持不同 agent 系统间的不 同服务抽象。另一个问题就是移动 agent 使用抽象层后无法区分 agent 来自于 哪个 agent 系统。 这是由于不同的 agent 系统有它们自己所定义的交互方式。不同的 agent 通过不同的传输机制来传输，而对本地 agent 系统的传输协议不能注册为 agent 系统的服务。对于将来的 agent 系统发展而言，我们可以想象到 agent 的 传输和实现将会被用作服务出现