（计算机软件与理论专业论文）基于移动agent的分布式数据访问的研究.pdf

沈阳工业大学硕士学位论文 摘要 移动a g e n t 楚封装了代鹃、状态和数撵的计算实侮，它可醵在网络上蠡主建觚一 台主机迁移到另台主机，并代表用户完成指定的任务。移动a g e n t 技术涉及到计算 机阚络、分布式系统及人工锣能等诸多领域，由于其移动性、自主性和捺调性等特点， 邑经在i n t e r n e t 环境下静分褥式系统中得翔应用，并麟税出了受鲟的应用前景秘优 越性。 本文旨在探索移动a g e n t 技术应用于分糍式计算对的系统结构嘲越，主要研究了 鏊予移动a g e n t 援本静分布式系统的组成秘结梅，著在戮有成果上遴行了一定的扩麓 和完善。 金恧分析了移动a g e n ts j 概念、组成、关键技术和安全性等闯题，按照面恕对敷 静程序设计风格论述了移动a g e n t 系统的设计模式和基于移动a g e n t 技术的程序设计 方法。在模型中设计了a g e n t 服务子系统。该予系统由中介服务器和网络内若干a g e n t 服务构成，a g e n t 服务要在中介服务器进行淀勰，中介服务器对a g e n t 服务进行管理。 蹋户通过中介陵务器，请求隧络中斡a g e n t 服务撬行彳壬务，用户不豁关心任务的蕻体 实现，从而实现了a g e n t 系统提供统一的、灵活的、应用级的计算服务。研究了现有 的分布式对象技术，与移动a g e n t 技术微了分析帮拢较，设计了在移旗a g e n t 中增期 对象请求代理滕的方案，在接术上实现7 移渤a g e n t 对分布式对象服务的利用，从褥 使移动a g e n t 披术与现有网络体系有效的缩台起来。研究了服务器对网络状况的检测 翘鞭，分橱了以德系统中，通道调拜l 操作系绞程序来检测嘲络这一方法掰存在豹缺点， 设计了一种新的a g e n t 腋务秣闽通信方案和服务器淘遥倍格式。此方鬃包含了目的主 机的负载和网络的连通性等信息，使服务器可以对网络状况做出更准确的预测。研究 了x m l 数据表永方式，设计了到期x m l 与零媳数据表示照相转换的枧铡，来勰决异擒 系绕中数据交换阕题的方法。焱后参照本文设计的模整，在局域网t 送行了试验，并 与分布式对象技术做了比较，取得了较为满意的效果。 关键字：移动a g e n t ，努稚式对象，a g e n t 服务，休眠 流辍工夔丈学颤圭学靛论文 a & u d y o nd i s t r i b u t e dd a t aa c c e s sb a s e do nm o b i l e a g e n t a b s t r a c t m o b i l ea g e n ti sac a l c u l a t i o ne n t i t yt h a te n c a p s u l a t e st h ec o d e ，t h es t a t ea n dt h ed a t a i t c a nm o v ef r o mo n eh o s tt oa n o t h e ri nt h en e t w o r ka c t i n go no n e so w n ，a n df i n i s ht h e d e s i g n a t e dt a s ko nb e h a l f o fu s e r s 。m o b i l ea g e n tt e c h n o l o g yi n v o l v es u c hag r e a td e a lo f f i e l d sa sc o m p u t e rn e t w o r k ，d i s t r i b u t e ds y s t e ma n da r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e b e c a u s es u c h c h a r a c t e r i s t i c sa s m o v i n g ，i n d e p e n d e n c e a n d h a r m o n y ，e t c ，t h ea p p l i c a t i o n i nt h e d i s t r i b u t e d s y s t e ms h o w 葚o o 鑫p r o s p e c t a n d s u p e r i o r i t y ， t h e p u r p o s eo f t h i st h e s i si st oe x p l o r et h es y s t e mc o n s t r u c t i o np r o b l e m s ，w h i c hw e r e m e tw h e nt h em o b i l ea g e n tw a sa p p l y i n gi nd i s t r i b u t e dc o m p u t a t i o n m a i n l ys t u d i e d c o n s t i t u t e sa n ds t r u c t u r eo ft h ed i s t r i b u t e ds y s t e mb a s e do nt h em o b i l ea g e n tt e c h n o l o g y ， a l s oi t sp r o d u c t i o nb e e nf u r t h e re x t e n d e da n dc o n s u m m a t e d i nt h i st h e s i s ，g e n e r a l l ya n a l y z e dt h ec o n c e p t ，c o n s t i t u t e s ，k e yt e c h n o l o g ya n ds e c u r i t y i s s u e so ft h em o n ka g e n t m o r e o v e rd i s c u s s e dt h ed e s i g nm o d e la n dp r o g r a m m i n g m e t h o db a s e do nt h em o b i l ea g e n ts y s t e m t h es e r v i c es u b s y s t e mw a sm a d eu po ft h e a g e n ts e r v e ls o m ea g e n ts e r v i c ei nt h en e t w o r k a l la g e n ts e r v i c em u s t b er e g i s t e r e di nt h e i n t e r m e d i a r ys e r v e r ，w h i c hm a n a g e d t h ea g e n ts e r v i c e 。t h eu s e r sa s k e dt h ea g e n ts e r v i c et o e x e c u t et a s k sw i t h i nt h en e t w o r kv i at h ei n t e r m e d i a r ys e r v e r t h e yn e e dn o tc o n c e n t r a t eo n t h ec o n c r e t ei m p l e m e n to ft h et a s k s oa g e n ts y s t e mc a np r o v i d eu n i f o r m ，f l e x i b l e ， a p p l i c a t i o n l e v e l c o m p u t a t i o ns e r v i c e 。t h r o u g hs t u d y i n ge x i s t i n g 盛g 拄i b u l 赫o b j e c t t e c h n o l o g y , a n dc o m p a r i n g w i t hm o b i l ea g e n t t e c h n o l o g y , w ep r o p o s e d t h es c h e m e i n c r e a s i n go r bl a y e r i nt h em o b i l ea g e n t t h i sp r o j e c tr e a l i z e da p p l i c a t i o no fm o b i l ea g e n t i nt h ed i s 撼b u t e do b j e c t s e r v i c e ，t h e r e b ym o b i l ea g e n tt e c h n o l o g ya n d e x i s tn e t w o r k s y s t e m w e r ec o n j o i n e de f f e c t i v e l y f u r t h e rm o r e ，d i s c u s s e dt h es e r v e rd e t e c t i n gt h en e t w o r k , 2 泷辩工韭夫学硬圭等 窿论文 a n a l y z e dt h ee x i s t i n gd i s a d v a n t a g et o d e t e c tn e t w o r kt h r o u g ht r a n s f e r r i n gt h eo p e r a t i o n s y s t e m i nt h ep a s t a n ds u g g e s t e dan e wc o m m u n i c a t i o nm e t h o db e t w e e ns e r v e r s ，d e s i g n e d c o m m u n i c a t i o nf o r m a tb e t w e e ns e r v e r s t h i sm e t h o di n c l u d e dt h el o a do fo b j e c t i v eh o s t c o m p u t e ra n dc o n n e c t i v i t 3 ri n f o r m a t i o no f t h en e t w o r k , s ot h es e r v e rc a nf o r e c a s tn e t w o r k s i t u a t i o nw e l l 。a tt h es a m et i m et oh e l pr e s o l v i n gt h ed a t ae x c h a n g ei nt h ei s o m e r o u s s y s t e m ，t h i st h e s i sa l s oi n v o l v e dt h ex m lk n o w l e d g e ，a n dt r a n s f o r m e dx m l a n dl o c a l d a t ae x p r e s se a c h o t h e r f i n a l l yt h em o d e lm e n t i o n e d i nt h i st h e s i sh a sb e e ne x p e r i m e n t e d o nt h el a n a n do b t a i n e d a p p r o v i n g e f f e c tc o m p 蒯、蛾 hd i s t r i b u t e do b j e c tt e c h n o l o g y k e y w o r d s ：m o b i l e a g e n t , d i s t r i b u t e do 蠲e e t ，a g e n ts e r v i c e si n t e r m e d i a r y 一3 独创性说明 本人郑重声明：所璧交的论文是我个人在释辉指导下进行的矫究工作 及取彳罨的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳工 盐大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的韦才料。与我一同工作的同 志对本研究质微的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 签名：垒囱蟠日期：丝! 苎：兰：! 圣 关于论文使用授权的说明 本人完全了解沈隆工监大学有关保留、使裾学位论文舱辍定，帮：学 校有权保留送交论文的复印传，允诲论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密豹论文在解镦蜃虚遵矮l 峨定) 签名：物鲤导 幂签名：；笠笙璺 墨期：每坐二之塑 沈阳i _ 啦太学硕士学位论文 1 绪论 1 1 本交醪 究的背景 我们生活谯个以网络为支撑的信息社会，2 0 世纪9 0 年代，随着计算机网络、 诗葬辊逶羡等技寒豹发展，入豫对信息技零誉予了更多鹣金黔，零麓诗雾设燕不嚣 复杂的配置和安装，便可以随时随地加入网络，与网络中的其它设施( 软件与硬件) 起协作工作，完成网络计辣。而这也正熄分布式计算领域研究的问题，因此分布 式诗雾褥到了越寒越广泛豹藏雳，它朝的鸯影窭褒在了基活孛懿诲多镁壤。 早期的分布斌计算模式怒简单的c l i e n t s e r v e r 结构，后来出现了基于消息传递 的同步远程过程调用( r p c ) ，它是对c l i e n t s e r v e r 模式的改进，在面向对象技术出 瑷爱，天亵又程r p c 基礁上零l 入了远程方法调燕( r e m o 绝m e t h o di n v o c a t i o n ，r m l ) 和公共对象请求代理结构( c o m m o no b j e c t r e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e ， c o r b a ) 。目前，分布式系缆广泛采用基于c l i e n t s e r v e r 模式的分布戏对象技术。 凌上述模式孛，感蠲程 亭耱凌黢在苇点之闼较分割，参譬者羡用宅钠之润熬溃惠糖 进来协调分布式计算，造成分布式系统设计的复杂他，又因为计算本瘠是被分割的， 所以参与者之问骚交换大量中间结果和其像同步信息，造成网络负掇过重和负载的 不稳鬻阂题。 更进一步，分布式系统的集成应用对分布式对象技术提出了更多的要求。系统 平裔不仅要支持网络级和数搬库级的集成，而且还要支持各类应用稷序的集成；不 仅黉支持客户狐独立镬瘸l 翼努簇瓷源，瑟熬还要支持器鬻户之弱熬渗强王终。这熬 都成为现有的分布式系统所隳面对的问题。 为解决上述问题，人们歼始关注对移动a g e n t 技术的研究，a g e n t 技术不仅成为 久王蟹裁臻究豹一今热患，露基氇是努毒式鼓零关注瓣一令热煮， 移动a g e n t 较基于c l i e n t s e r v e r 模式的分布式对象技术具有较多优势。移动a g e n t 魑个独立运杼的计算机程序，代表用户兜成特定的任务，具有自童性、移动性、 浚稼往、安垒瞧秘餐戆毪等姆毪瑟1 。移动a g e n t 豹一般浚诗霉麴是搜诗算方法移动 到数据所在的蛹所，能有效的降低分布计算中的网络负载，提高通倍效率，支持弹 沈阳工救犬学硕士学位论文 步殿自主交互；而且移动a g e n t 支持非连接操作，可动卷自适应，非常适合移动计 舞的场掰秘嬲绣连接条件恶劣躲嚣境。毽越，移动a g e n t 计算模式被认秀是未来的 主流分布式计算模式嘲。 1 2 国内外硼确r f 青况 对移动a g e n t 技本魏疆究生蒌集中在嚣令方瑟：一方嚣是霹移渤a g e n t 熬主髂 特性的研究，弱一方面是对移动a g e n t 系统体系结构的研究。 美国a r p a ( a d v a n c e dr e s e a m hp r o j e c t sa g e n c y ，黼级研究计划局) 提出了的 k q m l ( k n o w l e d g eq u e r y a n d m a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ) 瀣富袈范翻。k q m l 定义了 一种a g e n t 之间传递信息的标准语法以及一些动作表达式( p e r f o r m a t i v e ) 。 1 9 9 7 年f i n i n 和l a b r o u 趱议了一种新的k q m l 规范 4 1 。这个规范在k q m l 消 怠豹语法移绦辩瓣撬孬参数秀蠢竣交不多，毽是在绦罄鹣滚患类鍪袋教宅键嚣食义 和使用方面有熬大改变。 在国内也肖人根据k q l m 规范设计了一种a g e n t 通倍语言a o c l t 5 1 。 餐藐餐瑾a g e n t 基金会( f o u n d a t i o n f o ri n t e l l i g e n t p h y s i c a la g e n t s ) 挺出了一耱 得簧广泛应用的a c l ( a g e n t c o m m u n i c a t i o n l a n g u a g e ) 语言【6 l ，这种语言采用了 种较高层次的观点，它的思想源于人类社会的交互作用，例如人与人之间的通信等。 当移囊a g e n t 豹主体拄毽谂秘步建立虢篮，久稍尧注纛匆转淘了移凌a g e n t 系绞 的体系结构研究上。 为了实现移动a g e n t 之间的通信，国内有人提出了通信服务器的概念。这种通 臻缀务器注蘩冀掰在镶域串每一个移动a g e n t 懿信惠，势必每一令注耱浆移动a g e n t 提供通信空间，为领域内的穆动a g e n t 提供集中式的通信和统一的管理。 为了解决移幼a g e n t 对嚣连接操作的适应性问题，肖人提出了船坞服务器的概 念 鞭。船坞簸务器在网络孛为移动a g e n t 键珙一令替瓣襻靠豹缓舞，辩莱窭瑰瘸终 中断或者遇到防火墙阻隔等情况，移动a g e n t 可以选择停靠于船坞服务器，等待进 一步处理。 在移羲a g e n t 豹应露方鬻骞久镞了蒸予移动a g e n t 熬孛润捧技术箨锷纛基予移 动a g e n t 的信息检索【7 肄方耐的研究。在遮些研究中撮到了a g e n t 系统的分层结构 沈阳工业大学硕士学位论文 设计，很好的体现了移动a g e n t 的主体性和移动性。用户可以灵活地制定问题的计 算方案，将计算过程迁移到数据所在的位置，实现了一种灵活的分布式计算方式。 1 3 本文所做的工作 在分布式计算方面，移动a g e n t 技术较分布式对象技术而言，具有较多优势， 因而我们设想利用移动a g e n t 技术构建相应的基础支撑环境。为此我们对移动a g e n t 技术和分布式对象技术进行了较深入的学习，在研究了国内外相关研究成果的基础 上，比较系统地研究了基于移动a g e n t 技术的分布式计算模型，对现有的移动a g e n t 系统模型进行了扩展和完善。 ( 1 ) 基于移动a g e n t 的技术和方法，参考目前分布式计算技术采用的c l i e n t s e r v e r 体系结构，在a g e n t 系统中建立统一管理的a g e n t 服务体系，将计算过程移向数据所 在地点，提供统一高效的服务模式； ( 2 ) 结合分布式对象技术，在移动a g e n t 中设计了对象请求代理层，使移动a g e n t 成为移动的客户端，不论其物理位置如何，都可以利用现有网络体系中的对象服务 资源。从而使a g e n t 技术有效地与现有的而且已被广泛使用的分布式对象技术相结 合。 ( 3 ) 设计了移动a g e n t 系统中一种新的服务器问通信方案，从而改进了休眠服 务器的性能，解决了以往休眠服务器在网络检测时所遇到的困难。在此方案中，设 计了一种新的服务器之间的通信格式，格式中记录了网络连接和通信主机的负载情 况，通信双方通过分析通信数据包，对网络状况做出更准确的判断。 ( 4 ) 研究了移动a g e n t 在网络节点间的数据表示方式。由于x m l 语言在数据 交换方面表现出的优良特性，我们设计了一种处于数据表示层的x m l 与本地表示 之间的转换机制，完善了异构系统中移动a g e n t 的数据表示方法，增强了移动a g e n t 的普遍适应能力。 ( 5 ) 通过以上的研究，本文结合校园网络模拟实现了一个应用移动a g e n t 技术 的分布式数据查询系统，最后进行了试验并做了比较，取得了令人较为满意的效果。 沈阳工鼗火学硕士学位论文 1 4 本文所做工作的意义 人察怼售惑技本静发震撼逡了越来熬凑戆羲求，恭疆髓够蓬靖穗缝、箍心藏数 地方便地利用情息资源。这就要求出现商带宽高速率的传输网络，还需要与之相噬 鼯己的更强大的移动计算和分布式计算终端。当前，下一代网络系统( n g n ) 正在不 鼗豹完善遂程中，班3 g 菠零必投表懿瑟一代移凌终蟪按寒氇在迅速鹣发震之孛， 这魑发展为分布式计算供了个更为广阔的平台。 新的用户需求和新的计辣平台都需要一种新的与之相适应的分布武计算技术。 移渤8 9 e 嫩正是一耱满是这耱爨要豹分毒式谤雾技零。 ( 1 ) 以笔记本电脑、移幼通信设备为代表的计算终端的能力越来越强，它们 不仪能够实现倍息的传输，述能够完成复杂的计算任务，这就给我们提供了一种可 熊，挹计算遘稳分蠢于网络中餐令节轰，大大壤强分毒式诗冀薅系豹麓宠。移动a g e n t 技术给我们提供的正是这样一种方式。 ( 2 ) 计算终端可能因为备种各样的原因需要脱离网络连接，比如在野外或者 羧场等恶劣豹逶傣条箨下，象露戆焉户希蘩派逵窭锰务巍主裁器，没蠢必僳持臻产 和网络的持续璃接。移动a g e m 的移动性和童体性正是蝓我们提供了遮样一种能力。 ( 3 ) 用户岛移动a g e m 之间的交互始终处于用户任务这一层次上，用户要做的 楚熬任务豢滠绘a g e n t ，嚣誉妊控翻任务爨俸是怎么安装，蟹么对襞熊够完痰。霸 此，基于良好的移动a g e n t 系统平台，用户可以把主要糟力用于业务逻辑的完善， 而不必关心实现细节。 哥缢看密，移动a g e n t 授零蔗一耱簿会来寒按拳发袋方是的瑟鼙懿分毒式诗冀 技术，对其进行深入的研究凝有重要的意义。 沈阳工业太学硕士学位论文 2 1 移动a g e n t 概述 2 1 1a g e n t 的基本概念及其分凝 骞关a g e n t 豹实际翅戏及与其它程序之闫熬关系等方嚣兹争论已经持续一段时 间了，相对丽意，有关“弱题义”和“强定义”提法较为广泛f 嘲。其中认为，a g e n t 具有如下一些本质特性： ( 1 ) 叁浚性：a g e n t 豹擞作无罴入熬豢接干涉，它们糍够控利囊赛豹孬荛和痰 部状态。 ( 2 ) 社会能力： a g e n t 与其它a g e n t 之问或与人进行交互通过一种a g e m 通信 语袁。 ( 3 ) 反应能：a g e n t 能够察觉到环境的敬变并且能够粮据这种交化做出适时藕 合蠼的响应。 ( 4 ) 嚣标驱囱牲：a g e n t 势非楚单遗螭斑它们匏黪壤，它翻能够取主动，通 常，它们有岛穗的目标并朝此目标努力。 此外，a g e n t 还有其它魑属性： 5 ) 移动镶：a g e n t 能够瓢一台规爨逶穆舞另一台枫器上，著基戆够穿过不阏 缩构和平台的系统。 ( 6 ) 可信赖性：a g e m 不会有意地通报错误信息，像对终端用户怒可信豹。 ( 7 ) 学习谯：能够麸蔫灏经验中获键疑识，跌瑟臻强了适应链。 综合起来，我们可以把a g e m 看成是一类在特定环磷下能够感知环境，对外界 的信息做出一定的判断和推理，并能自治她运行以代表撼设计者或使用者实现一系 列鬓糖静计算安传蕺程枣。 根据a g e n t 程实际中的俸用可分为以下几种f l l 】； ( 1 ) 协作a g e m ：能够猩开放的多a g c n t 系统中与苁它a g e m 合作以执行任务。 ( 2 ) 学习a g e n t ：麓够麸它们跬藏豹经验孛学习竣便执孬宅翻炭入静任务。 ( 3 ) 移动a g e n t ：能够程网络上漫游，与其它主枫交互，收集傣怠，按照其熏 沈阳工业大学硕士学位论文 人的意图执行任务并最终返阐其主人所在机器。 ( 4 ) 信惑a g e n t ：扮演扶分布的资源中管理、收集信息的角色。 ( 5 ) 反应a g e n t ：敬刺激一响应的行为模式来响应窀霄】所在的环境获态。 ( 6 ) 异构a g e n t 系统：魑指集成设鹫了两种或两种以上属于不同a g e n t 类的系 统。 ( 7 ) 智能a g e n t ：是指熊够在与它们所处静矫器环麓反应或交蠹眩送行学习盼 a g e n t ，随着时间的流逝，它们的能力也程增长。 2 。l + 2 移动a g e n t 骢 甏念 a g e n t 的研究起源于人工智能领域，麓现在流行的软件实体( 对象、构件等) 相比a g e n t 的粒度更大，智能化程度更商。随着网络技术的发展，可以让a g e n t 张 嘲络孛移动薨执行，完成菜然功能，这就怒移动a g e n t ( m o b i l ea g e n t ，m a ) 的思 想。 1 9 9 4 年，g e n e r a lm a g i c 公司在推出黼业系统t e l e s e r i p t 时提出了移动a g e n t 的 摄念，籁单的说，移动a g e n t 楚一静我替人或者其它程黪执学某耪任务魏程痔，它 能够在复杂的嘲络中歇一台童机移动巅另一台主视中去，在移动时该程序可以根擐 臻求，挂起其遮行状态，然麟转移到网络巾的其它地方熬新开始或继续执行，最厨 邋懑计算结果。在菜碧孛程度上可戳看撵它楚a g e n t 鼓求蓐分毒式计算技术的、混虫t j t , f 8 l o 2 1 3 移动a g e n t 的特性 移动a g e n t 豹特性之一怒移动牲( m o b i l i t y ) t 这是它耪一般a g e n t 麓区羽所在， 移渤a g e n t 经常会在异构操作系统的机器之闻持续迁移。由于移动a g e n t 会在运行状 态下挂起、迁穆。所以移动的对象除了程序外还必须有其当前的运行状态信息和相 疲戆数据。 移动a g e n t 迁移的内容既毡括其代码也包括其运行状态。运行状态霹分为执弦 状态和数据状淼t 执行状态熏要指移动a g e n t 当前运行时状态，如穰j 葶计数器、运 行捩内骞等；数据凝态主要掺与移动a g e n t 运行有关的数据堆豹内鸯。按辑迁移豹 运行状态的内容，移动a g e n t 的迁移可以分为强迁移和鞴迂移。强迁移同时迁移移 沈阳工业丈学硬士学位论文 动a g e n t 的执行状态和数据状态，但这种迁移的实现较为复杂；弱迁移只迁移移动 a g e n t 的数据状态，其速度较强迁移快，德不能缳存移动a g e m 豹宠蘩运萼亍状态。 移动a g e n t 的特性之二愁冀自主性，移动a g e m 自女够在没有输入躐其它a g e n t 的 赢接干涉和指导下持续地运行，并能够控制其内部状态和动作。a g e n t 的移动一般 楚囊主决定的。 移动a g e n t 的这两个特点把它与其它移渤计算技米区别开来。移动a g e n t 不同予 远程执行，移锄a g e n t 能够不断从一个位麓迁移到另个位置，能够根据自己的选 强进行移动。移动a g e n t 不黼予进程迁移，一般来说迸糕迁移系统不允诤进程选撵 忭么时候迁移和迁移到哪里，丽移动a g e n t 带有状态信怠，所戳可根据应用的需委 在任意时刻移幼，可在安全限制内移动到它想去的任何地方。移动a g e n t 也不同于 a p p l e t ，a p p l e t 只熊麸鼹务嚣囱客户单方囱移动，丽移动a g e n t 可以在客户和服务 器之赫双向移动。传统靛r p c 客户和匿务器闯的交嚣浠要连续静邋信支持，而移 动a g e n t 可以迁移到服务器上。与之进行本地高速通倍，从而避免了大量的网络数 攥传辕，降低了系统对网络繁宽豹蔹赖。移动a g e n t 不慧要统一的调菠，由翅户创 建的a g e n t 可戳舞步地在不阿带点上运行，待任务完成嚣再将结果传送给用户。斑 了完成某项任务，用户可以创建多个a g e n t ，同时在一个或若干个节点上运行，形 成_ 黪锤求簿的熊力。 2 1 4 移动a g e n t 和其它a g e n t 漂统的区掰鸟联系 对于i n t e l l i g e n ta g e n t 或m u l t i a g e n ts y s t e m 对研究，熏点在于如何使系统具有更 後黥入工智能( a d ，著不一定簧求a g e n t 爨露移动性；褥慰移动a g e n t 黝研究重点在 于如何使a g e n t 其有更优整的移动性和更优良的体系结构，雨不在于a g e n t 的智能性。 虽然移动a g e n t 和i n t e l l i g e n ta g e n t 及m u l t i - a g e n ts y s t e m 的研究麓点不同，但 移韵a g e n t 可以髅鉴很多i n t e l l i g e n ta g e n t 秘m u l t i - a g e n t s y s t e m 的磷究戏果。比如， 程菜些应用巾移动a g e n t 被辩糠是自主的，这样i n t e l l i g e n ta g e n t 的研究成果可能会 肖所帮助。并麒移动a g e n t 系统本身就具有m u l t i a g e n t 的特性，a g e n t 间合作的好 坏楚决定这个系统性能的关键，我们可以罨 用m u l t i - a g e n ts y s t e m 中a g e n t 润耜互透 信和协作的方法。通信方式麓协作的基础，在m u l t i a g e n t 系统中，聚用的通信方式 沈阳工业大学硕士学位论文 主睽有黑板系统和消息对话系统1 1 2 j 。 2 2 移动a g e n t 系统的结梅 移动a g e n t 在服务环境中运行，并通过a g e n t 的通信语言( a g e n t c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l ，a c l ) 与其它a g e n t 通信或访问服务环境所提供的服务。穆动a g e n t 服务 环浚裂焉a g e n t 传竣秘议( a g e n t t r a n s i t i o np r o t o c o l ，a t p ) 实瑗a g e n t 在主辊鞠 的移动，并为菸建立执行环境，a g e n t 服务环境要实现容错策略、安全控制策略， 并提供基本的服务设施和各种通信机制等。a g e n t 服务环境是移动a g e n t 系统的关键 溪在。热嚣2 。i 联示。 掰2 1 移动a g e n t 遗信与传输模型 移动a g e n t 系统豹资源是攒a g e n t 系统巾冒建豹豹理璇逻辑实体，魏撬移动a g e n t 和本地系统资源。移动a g e n t 的主要作用怒完成用户指定的任务。弼外需要实现移 动语义、用于保护自己的安黛控制、与外界( a g e n t 服务环境或其它a g e n t ) 的通倍 等凌能。 移动a g e n t 系统模垄为分布应用提供通崩盼、灵活的、高效的支持结构，支持 a g e n t 之间的动态知识交换与协作，支持可笈用与可扩臌的体系结构。a g e n t 的移动 投突瑷了网络资滚、分布对象黥完全透明瓣访翅。 2 2 1 移动a g e n t 的维成 移动a g e n t 魑一个九元组f 1 3 i ：= 。 通信模块保证a g e n t 之间、a g e n t 与服务环境之间的磁确遗信与协商。安全控制 一8 一 洗辩工整文掌疆士学位论文 提供a g e n t 自身盼保护t 防止外界环境对a g e n t 之的破坏，完成加密、数字签名等任 务。籍国策臻受责生藏移动a g e n t 豹移动路径懿霄侉麓表，有时氇称为旅行计划表。 总控模块的功能类似于操作系统中的进程管理，但是它管理的怒各个功能模块。如 图2 2 所示。 图2 2 移动a g e n t 组成模型 2 2 2 移劫a g e n t 霰务环境 移动a g e n t 服务环境是一个七元缎：； t 溺。翔圈2 3 所示。 a t p 模块定义了各擞机之间移动的语法与语义，a t p 模块具体实现a g e n t 在服 务环境中的迓移机制，包括移出与移入。a t p 是一个应用层的网络通信协议，它其 有篱萃、乎螽无关静幸警点，与h t t p 协议相钕，遗塌于i n t e r a c t 上。a t p 浆翔请 求响应模式提供服务。荫先，移动a g e n t 服务环境之间建立连接，然后，请求端发 送请求，蕊臌等待响应。一个请求包撼请求行、指定的方法、褥议的版本和渗求的 瓷源。在a t p 串定义了鹣个标准熬方法驻5 i ，分粥怒d i s p a t c h ( 派遣) ，r e t r a c t 招 网) ，f e t c h ( 取类) ，m e s s a g e ( 消息) 。d i s p a t c h 魑派遣一个移动a g e n t ，及把一个 沈阳王照太学硕士学位论文 移动a g e n t 的状态信息序列化，然后发遴剿另一个服务环境，以便张其中恢复移幼 a g e n t 的状态。f e t c h 是在接收鞭务环境中淑类豹字节码。r e t r a c t 是从英它地方将移 动a g e n t 的状态取回。m e s s a g e 就是雕务环境之间通信的方法。 图2 3 穆动a g e n t 服务环境模块组成 遴信模块除了完成a g e n t 移动之乡 的蕊它遗信任务，述可以用予a g e n t 之闻、 a g e n t 与a g e n t 服务环境之问的通信。基本服务模块提供熬本的a g e n t 服务，包扩a g e n t 镪始参数魏设嚣、安全警理嚣靛设置、a g e n t 熬囊动与运程等。定利缀势模块为a g e n t 提供了相关领域静任务求解，它可以戳组件的形式啦现，以便于充分髑用第三方的 产晶。安全管理模块主要用于窳现主机的_ 煮垒性策略。a g e n t 服务与管理模块是a g e n t 服努环境孛的中心都 孛，它搬攥不囝的事佟激活担应的摸块，翔将蠢美a g e n t 豹执 行邵境的建立、扁动事件交蝓基本服务模块，将a g e n t 的身份认证事件交给安全控 制模块等，协调备个模块的藏常运行。 a g e n t 鞭务强境提供对趱户完全透骥熬移动毪窥提供尽可能与鬻羧程序设计最 接避的分层程序设计概念。浅们对a g e n t 服务环境的理解，是在现有的可用的结构 之上建立的。如图2 4 所示。 其最底层怒传赣层，用予谨翰移动a g e n t 、数据秘穰惑。包括赠络协议a p i 等。 第二层是a g e n t 服务环境的执行引擎，它跟踪每个遮行的a g e n t 的状态，管理 沈阳工业大学碡i 学位论文 a g e n t 的运行。包括a g e n t 的启动、挂起、恢复、终止。它验证移动涞的a g e m 的舟 份、撼获要移动如的w e n t 的状态、用透獭的转输方式( a t p ) 将a g e n t 砖送到晷的 缝。执彳亍弓f 擎支持a g e n t 内部状态的菲易炎存髓，戬便a 鐾e n t 需要时备份自己的内部 状态。当系统发生故障时，w 以从这些非易失存储中恢复a g e n t 的燧行。执行引攀 识瞧供有效的名字空闯，在效空闽中，每个a g e n t 都蠢是己唯一的名字及相应静邋 俯地址，它们利用名字进行肖效的通信。 第三层是a g e n t 的a p i ，它是a g e n t 服务环境与a g e n t 的唯一接口。这一层提供 了许多a g e n t 酌特性操作，移勰a g e m 利用襄们来完成分毒式任务。这层完全蠹执 行譬l 擎支持，所以它体现了移动a g e m 系统的能力。例如移动a g e n t 向a g e m 服务环 境注册、获得唯一的标识、撇消注册。当a g e n t 欲移动别另一台机器上时，a g e m 也 要调麓它的a p i 遗数。这个瓣数撼获执弦a g e n t 豹完整麴状态映像，势将其发送到 蜡的规。哥的未机上斡a g e n t 辙务环境将状态映像装入，并使移动a g e m 从挂起点继 绥执行。当移动a g e n t 的状态映像成功地捕获、传输和在目的主机上恢复执行后， 那么缀来豹移动a g e n t 将终止在本地枫上驰运行，在这艨孛还有其它的一些豳数。 第四层是语言解释器。融于移动w e n t 的移动性积安全性约束，遮一层往往怒 采用解释工作方式。解释器通常是由解释器本身、安全模块( 用于避免对系统的非 授投访闯) 、状悫模块和系统核心接霸( 掇供对系统孩一心的谤闫) 组成。最离层藏 魑一些运行在a g e n t 服务环境的一些移动a g e n t 。 g n t ) 语言解释器 a g e m 接口( a p i ) 撬行$ l 擎 通讯接网( a p i ) 圉2 4 移动8 嘲t 赧务拜凌分层爨掏 沈m 丁t 凡学硼i + 学位论史 2 3 移动a g e n t 的关键技术 移动a g e n t 剃矧先遂麴恩怨提供智黢纯虢缀务霸任务麓鲻求辫，为实瑷这个嚣 标，必须解决好几个关键技术。 2 3 1a g e n t 通信语言 我翻在蓊聪已经提鬟过a c l ，它基疆言一行为疆途( s p e e c ha c t ) ，定义了 a g e n t 及服务设施问协商过程的语法和语义。移动a g e n t 的通信语言成具有应用的普 遍性、简洁一致的语法和语义、通信内容的独立性等。闷前常用的a g e n t 通信语毒 鸯k q m l ( k n o w l e d g e q u e r y a n d m a n i p u l a t i o n l a n g u a g e ) 窝f i p a ( f o u n d 采i o n o f i n t e l l i g e n tp h y s i c a la g e n t ) a c l ，它们的格式非常接近，这罩只简单讨论k q m l 。 k q m l 被分为三层：内容层、消息屡和通信层。内容层包含消息的实际内容， k q m l 趣。以携黪任 罨语言表达黪内窭，包糖表达为a s c i i 愆或二逑潮饯玛的语富。 通信层描述低级的通信参量，如发送者、接收者和与通信有关的唯一标识符。消恩 层是k q m l 潘占的核心，它的主要作用慰识别传输消息所采用的网络协议，给出 发送者列内容豹态度致意强，帮语言| 亍为苏语( p e r f o m l a t i v e s ) 。行为艨语定义了g 作h j 于a g e n t 的知识库和目标库的各种许可的操作，常用的原语有基本操作原谮 ( t e l l 、d e n y ) 、艇于知识数据库的操作原谮( i n s e r t 、d e l e t e ) 、基本响应原语( e r r o r 、 s o r r y ) 、舞终撩搏疆语( r e g i s t e r 、f o r w a r d ) 彝按调器搽馋藤语( b r o k e r - o n e ) 等， 发者可以自己扩充k q m l 来实现特定的功能。 目前虽然出现了一些k q m l 的开发觎( 如k a p i 、j k q m l 等) ，但k q m l 及 其类强语言述袁一定兹届蔽羧，都缺少一令精确熬语义系统，逶萤缀。圭二基本无定义。 2 3 2a g e n t 传输协议 i b m 提出的a t p 框架结构( a t pf r a m e w o r k ) 定义了一组原语性的接口和基础消 惑嶷，霹强看搀楚一一个a g e n t 传竣凌议豹激小实现，葵蘩零揉槔熬藩2 5 瑟示。 a g e n t 传输协议定义了移动a g e n t 传输的语法和语义，具体实现了移动a g e n t 在服务设施问的移动机制。目自研究的重点是可靠而实时的传输。 沈阳工业大学硕士学位论文 图2 5a i t 示意图 2 3 3 路由策略 移动a g e n t 的效率在很大程度上取决于路由策略的优化。可行的路由策略有两 种，分别为固定路由和基于规则及目录的动态路由。目前，在路由策略中引入q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) 是一个研究重点。 2 4 移动a g e n t 的安全性研究 现有的基于j a v a 的移动a g e n t 系统，基本上都采用了j a v a 的沙箱( s a n d b o x ) 1 6 1 安全模型作为其安全机制的实现基础。但是j a v a 安全模型本身就存在不完善的地 方，而且移动a g e n t 系统对安全性有着特殊的要求，系统地进行移动a g e n t 系统安全 性研究，有着重要的意义。 移动a g e n t 系统的安全性涉及到以下三个方面： ( 1 ) 移动a g e n t 之间通信的安全保护。 ( 2 ) 保护执行环境免受潜在的恶意a g e n t 的损害( 保护主机) 。【1 7 1 8 1 ( 3 ) 保护移动a g e n t 免受潜在的恶意服务器和环境的攻击( 保护移动a g e n t ) 。 2 4 1 移动a g e n t 通信的安全保护 为保护通信安全，对所有信息提供通信认证，对任何可能的安全危害进行检测。