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随着网络技术和网络应用的发展,Internet已经由原来的一个以静态内容发布和获取为主的信息交换平台转变为了一个全球范围内的基础信息设施,用来提供应用所需的信息资源、计算资源和存储资源等。当前和在可预见的将来,无论是面向个人或企业计算的应用还是面向科学和工程计算的应用都将会越来越多的基于Internet这一网络环境来构建。一方面,与单机环境和小规模局域网络环境相比,在Internet计算平台下,资源的多样性和丰富性更为突出,并且具有较完全意义上的分布性和异构性;另一方面,Internet环境下逐渐丰富的应用也提出了一系列新的需求,如应用的适应性和自主性,个性化和定制支持,基于交互、协作和集成的快速应用构建,语义处理支持以及移动应用支持等。以上这两方面原因都对Internet环境下分布式应用的互联和协作提出了更高的要求,都需要能够有更为高效和灵活的互操作和通信模式作为基本支撑。
受计算模式的限制,当前Internet环境下主要的一些互操作模式如CORBA、DCOM/COM+、Java、WebServices等,以及通信模式如基本的套接字通信、MPI、消息队列、远程过程或方法调用等,都难以较好的适应Internet计算平台的特征,难以较好的满足Interent应用的一些新需求。而近年来逐渐发展起来的移动Agent技术则能够为Internet环境下的分布式应用提供一种灵活统一的框架,并由于其固有的自主性、迁移性等特点,对网络环境和执行环境具有良好的适应性,能够从灵活性、效率、适应性等多方面改善Internet环境下分布式应用中的互操作和通信效果,较好的满足各类应用的需求。然而,已有的关于基于移动Agent的互操作和通信研究还很有限,并且在系统性、可行性、适应性、效率等方面尚有许多不足之处。
正是基于上述原因,我们开展了本文中基于移动Agent的互操作和通信研究。本文在对当前相关工作进行深入分析和总结的基础上,试图按照支撑系统模型→解决方案→应用实现这样一个思路来完成相关的研究工作。具体来说,主要完成了如下一些工作:
在支撑系统模型方面,给出一个移动Agent系统参考模型,并对该模型的相关技术实现做了分析。模型与当前大多数移动Agent系统和主要标准是相容的,能够作为Internet环境下移动Agent计算的基本支撑,它也同时是进行基于移动Agent的互操作和通信研究的基本支撑平台。
在解决方案方面的工作主要分两部分:(1)提出一个基于移动Agent的互操作研究框架,它涵盖了基于移动Agent的互操作实现的各个方面,并在此基础上给出一个面向互操作的移动Agent系统参考模型。研究框架和参考模型具有普遍的适应性,为灵活高效的实现Internet计算环境下的互操作以及构建具有良好互操作性的移动Agent系统提供了切实可行的参考。基于该框架和模型,还进一步讨论了基于移动Agent的互操作技术与Java以及WebServices技术的结合性,并给出了相应的设计和实施方案。
(2)针对采用移动Agent技术解决Internet环境下通信问题时所面临的主要矛盾,提出一个通用的移动Agent通信算法设计空间模型,该模型可覆盖当前大多数的移动Agent通信算法,还能够导出多种满足不同应用需求的新算法。基于该模型,我们给出了一种新的移动Agent通信算法一ACP。
在应用实现方面,我们也分别针对基于移动Agent的互操作和通信做了以下两部分工作:
(1)构建了一个基于移动Agent的环境管理和决策支持系统RagBus,它能够提供废水处理厂一些日常运作所需的管理和决策支持。并基于我们关于互操作的研究对RagBus进行了改造和封装,提供了一个开放的、能够较全面的支持互操作的移动Agent环境决策支持系统。
(2)实现了相关的模拟实验,从消息传送延时、Agent迁移延时和通信成本三方面对ACP算法和其它几个同类算法的性能进行了定量的比较。并在更广的范围内对其它各方面的性能参数进行了定性比较。比较结果表明了ACP算法具有可靠、适应性强、异步执行性和消息传送实时性好,以及通性成本较低等特点。