【正文】 用設(shè)計(jì)模式所提供便利來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng) Agent 系統(tǒng)的互操作。 三種互操作機(jī)制比較基于標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng) Agent 互操作，它能支持按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的其它不同 Agent系統(tǒng)間的遷移，具有一定的適用性和廣泛性。但是基于標(biāo)準(zhǔn)的互操作性，只包含了所定義的一些方面，比如：只定義了系統(tǒng)級(jí)的互操作，而沒(méi)有定義 Agent之間的互操作行為。而基于應(yīng)用層和系統(tǒng)層的兩種互操作主要是對(duì)原有 Agent平臺(tái)進(jìn)行修改，使其適應(yīng)其所定義的一系列規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)互操作性。應(yīng)用層的互操作主要是為了不對(duì)原有平臺(tái)做修改的情況下，增加互操作組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而能使現(xiàn)有平臺(tái)對(duì)新增的互操作組件來(lái)說(shuō)是透明的，對(duì)原有平臺(tái)不會(huì)產(chǎn)生影響，或者說(shuō)是對(duì)原有平臺(tái)影響有限。而基于系統(tǒng)層的則是需要在原有平臺(tái)的底層對(duì)原有接口進(jìn)行大量改進(jìn)，使得原有平臺(tái)的底層接口都能基于新規(guī)則進(jìn)行相互通訊和聯(lián)系，從而達(dá)到互操作的目的。可以發(fā)現(xiàn)，除了 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的互操作是基于 Agent 智能性的前提下來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)定義本體概念，使用 Agent 通訊語(yǔ)言來(lái)達(dá)到互操作性。而其他所有的互操作均需要通過(guò)程序語(yǔ)言級(jí)別來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，無(wú)法體現(xiàn)出 Agent 的智能性。第二章 互操作機(jī)制分析15 小結(jié)從上述互操作情況分析可以得出：當(dāng)前的移動(dòng) Agent 系統(tǒng)雖然朝著互操作的方向努力，但是在 Agent 系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，Agent 和 Agent 之間的具體實(shí)現(xiàn)上存在一定的差異，使得 Agent 的兼容性、交互性都很差。使得使用開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)出來(lái)的移動(dòng) Agent 需要遷移到其他平臺(tái)時(shí)，由于各自使用的體系結(jié)構(gòu)和方式的不同，使得其它 Agent 系統(tǒng)無(wú)法接收相應(yīng)的 Agent。另外，現(xiàn)有的 Agent 系統(tǒng)都具有各自的特點(diǎn)，有些側(cè)重于 Agent 間的相互協(xié)作，有的側(cè)重于 Agent 的智能性，有的側(cè)重于 Agent 的安全性，這使得我們?cè)趯?shí)際使用過(guò)程中面臨著選擇對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的問(wèn)題，必須首先考慮平臺(tái)適用性。目前還沒(méi)有一種 Agent 系統(tǒng)能將協(xié)作性、智能性、移動(dòng)性和安全性等很好的結(jié)合。所以，如何在某種程度上實(shí)現(xiàn)移動(dòng) Agent 互操作技術(shù)研究尤為重要，基于上述原因，我們?cè)诘谌轮?，借鑒互操作機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合應(yīng)用層的互操作性，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一個(gè)移動(dòng) Agent 中間件，用以實(shí)現(xiàn)異構(gòu) Agent 之間的互操作問(wèn)題。從上述幾節(jié)分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是基于標(biāo)準(zhǔn)的互操作，還是基于自己規(guī)范的互操作，是基于應(yīng)用層的互操作，還是基于底層的主動(dòng)互操作，其研究的主要方面包含了以下幾個(gè)方面：通訊，解決不同 Agent 之間的不同通訊方式；移動(dòng)性，解決 Agent 具有不同傳輸協(xié)議的問(wèn)題；執(zhí)行，適應(yīng)不同 Agent 不同的生命周期；語(yǔ)言和架構(gòu)，解決不同語(yǔ)言，操作系統(tǒng)，架構(gòu)之間的互操作。這五個(gè)方面也將是下面一章模型研究的重點(diǎn)。第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)16第三章 GMAA 遷移模型在沒(méi)有定義一系列的通用規(guī)則和本體的情況下，要想使 Agent 在不同的Agent 系統(tǒng)上遷移幾乎是不可能的。因此已經(jīng)有許多研究人員對(duì)這個(gè)方面做出了一些具體的貢獻(xiàn)，包括已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一些移動(dòng) Agent 的互操作性，包括上面提到的基于 MASIF 標(biāo)準(zhǔn)的模型 [3][4][5][6]或 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的遷移模型 [8][9]，還有就是文獻(xiàn) [14]提出的 Kalong 移動(dòng)模型，文獻(xiàn) [15]提出的 AOS(Agent Operating System)模型，文獻(xiàn) [16]提出的 IPMA 模型。但是根據(jù)上一章的討論我們發(fā)現(xiàn)，前幾個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的遷移模型并沒(méi)有定義完全，并且基本都為單一平臺(tái)的遷移模型，都或多或少的缺乏了一些對(duì)移動(dòng) Agent 的支持。后幾個(gè)模型雖然定義了較為規(guī)范全面的對(duì)移動(dòng) Agent 的支持，但是都是使用自己的規(guī)范，而沒(méi)有考慮到通用的標(biāo)準(zhǔn)，雖然文獻(xiàn) [16]是基于 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的完全遷移模型，而沒(méi)有考慮到現(xiàn)今有大量使用MASIF 標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)出來(lái)的 Agent 系統(tǒng)，對(duì)于那些只能使用底層接口通訊的 Agent無(wú)法提供相應(yīng)的互操作性?？梢?jiàn)，現(xiàn)今的許多方法只涉及到了移動(dòng) Agent 互操作的某一個(gè)方面，或者是某幾個(gè)方面，使得其研究不具有一定的通用性。在上一章的分析結(jié)果基礎(chǔ)之上，為了解決異構(gòu)分布式環(huán)境下的移動(dòng) Agent互操作性問(wèn)題，并增強(qiáng)移動(dòng) Agent 在分布式異構(gòu)環(huán)境下的的遷移性。本章將在前幾個(gè)互操作模型的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)遵循包含上一章節(jié)小節(jié)中分析的 5 個(gè)方面的互操作，并可以支持 MISAF 標(biāo)準(zhǔn)和 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的 Agent 互操作機(jī)構(gòu)，我們稱這種具有全遷移的模型為通用遷移 Agent 架構(gòu) GMAA，同時(shí)在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上添加了相應(yīng)缺乏定義的部分，如 Agent 之間的交互。并給出了一個(gè)完整的全遷移模型描述，并在此基礎(chǔ)上給出了原型系統(tǒng)，該集成模型的目的是為了保證 Agent 能夠在不同標(biāo)準(zhǔn)的異構(gòu)的環(huán)境下遷移和運(yùn)行。 遷移模型我們討論了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，MASIF 和 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有定義完全的互操作的全遷移模型，Kalong 與 AOS 雖然為全遷模型，但是并未考慮到主要的 Agent 標(biāo)準(zhǔn)。IPMA 雖然支持 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)，但其主要依賴于單一的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)能支持第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)17MASIF 標(biāo)準(zhǔn)。因此，本節(jié)中我們提出一個(gè)通用 Agent 全遷移模型 GMAA，這種模型目標(biāo)是基于主要 Agent 標(biāo)準(zhǔn)，包括基于 MASIF 和 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)，并增加通用 Agent 接口。使得原有 Agent 系統(tǒng)能在最小修改的情況下實(shí)現(xiàn)全遷移屬性，這種全遷移模型具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：? 基于 FIPA 和 MASIF 標(biāo)準(zhǔn)。? 獨(dú)立于 Agent 的中間件。? 支持不同遷移策略。? 遷移類型是獨(dú)立的。? 滿足以后要求的可擴(kuò)展性。要實(shí)現(xiàn)以上標(biāo)準(zhǔn)，必須實(shí)現(xiàn)完全的遷移模型。本文選用的是廣泛使用的FIPA 標(biāo)準(zhǔn)和 MASIF 標(biāo)準(zhǔn)?；趦蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng) Agent 中間件通訊，也使得模型獨(dú)立于任何 Agent 中間件，同時(shí)必須要提供互操作在移動(dòng) Agent 環(huán)境中。因此在移動(dòng) Agent 上層通訊中可以使用 ACL 消息進(jìn)行通訊，如果 Agent 本身使用的不是或者不支持高層通訊，則可以使用基于 MASIF 標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展系統(tǒng)級(jí)接口(見(jiàn) 節(jié)) 在底層進(jìn)行通訊，這樣可以在對(duì)原 Agent 修改最小的情況下，同時(shí)能使最大范圍的 Agent 都能適應(yīng) GMAA，使得各種 Agent 之間可以并存。這也比較容易集成在已經(jīng)存在的 Agent 系統(tǒng)中。最終，模型能靈活的提供不同的遷移策略與機(jī)制，滿足將來(lái)的需要。圖 遷移模型第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)18如圖 所示的 GMAA 通用遷移模型，由于 MASIF 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提供了基于底層的兩個(gè)互操作接口，只需要在抽象實(shí)現(xiàn)層中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的接口，因此，GMAA模型將更多的側(cè)重于高層的交互。GMAA 模型將支持已經(jīng)按照 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)移動(dòng) Agent 的遷移。在高層的遷移模型中，根據(jù) FIPA 標(biāo)準(zhǔn)只實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層的通訊，并未實(shí)現(xiàn)除此以外的其它方式的交互，比如 Agent 與 Agent 的交互?？梢钥吹剑瑑蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)都未定義 Agent 與 Agent 的交互，因此我們需要建立一個(gè)移動(dòng)管理 Agent，我們稱其為 MMA(Mobile Manager Agent)。MMA 將被作為服務(wù)注冊(cè)到 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的 DF[18](Directory Facilitator)中。遷移模型通過(guò) MMA 之間的ACL 進(jìn)行通訊。其它的與遷移相關(guān)的實(shí)現(xiàn)也是依靠 MMA 來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如消息的追蹤和轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 [29]，基于郵箱的消息轉(zhuǎn)發(fā) [30]，本地移動(dòng) Agent 資源維持等。圖 GMAA 遷移過(guò)程從 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層角度看，GMAA 模型支持通用的遷移過(guò)程，如圖 所示，包括下面幾個(gè)步驟：1. Agent 與本地系統(tǒng)請(qǐng)求遷移，根據(jù)具體定義的本體，是通過(guò)本地平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遷移，還是選擇 MMA 服務(wù)進(jìn)行遷移，如果是使用 MMA 服務(wù)進(jìn)行遷第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)19移，則發(fā)送消息給 MMA 請(qǐng)求遷移。2. 本地 MMA 暫停請(qǐng)求 Agent 的執(zhí)行，并保留其狀態(tài)，同時(shí)發(fā)送 ACL 消息給遠(yuǎn)程目的平臺(tái)的 MMA 協(xié)商是否可以遷移。3. 如果不同意則 Agent 遷移過(guò)程取消，暫停的 Agent 恢復(fù)執(zhí)行。如果同意Agent 遷移實(shí)施遷移過(guò)程，選擇真實(shí)需要遷移的 Agent，然后進(jìn)行 Agent傳輸( 包括 Agent 代碼、數(shù)據(jù)和狀態(tài) )，選擇相應(yīng)的操作。4. 目的平臺(tái)的遠(yuǎn)程 MMA 創(chuàng)建并注冊(cè)新的 Agent，使用傳輸過(guò)來(lái)的 Agent的代碼、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。注冊(cè)失敗則發(fā)送注冊(cè)失敗信息，注冊(cè)成功則發(fā)送通知給原平臺(tái)傳輸成功。5. 接受到注冊(cè)成功消息后，本地 MMA 發(fā)送 ACL 消息用以刪除本地Agent，并發(fā)送 ACL 消息請(qǐng)求到目的平臺(tái)的遠(yuǎn)程 MMA 開(kāi)始執(zhí)行Agent。6. 目的平臺(tái)的遠(yuǎn)程 MMA 啟動(dòng)新的遠(yuǎn)程 Agent，并發(fā)送 ACL 消息通知遷移過(guò)程成功。從通用遷移模型的提出到應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)，首先遷移必須初始化。Agent 遷移從 Agent 發(fā)送 ACL 消息到 MMA(第 1 步)，這一步包括了本地 Agent 根據(jù)本體信息先查找遷移方法，如果是非本地遷移，則通過(guò) MMA 進(jìn)行通訊，這是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。因此，要遷移的 Agent 可以被 Agent 本身或者是其他 Agent 初始化。也就是說(shuō) Agent 可以被任何的其它 Agent 或者本身進(jìn)行初始化。剩余的過(guò)程(第 2 步至第 6 步) 是在兩個(gè) MMA 之間展開(kāi)，主要包括遷移過(guò)程的基本操作，然后將相應(yīng)的操作映射到具體的協(xié)議的每個(gè)步驟，也就是具體的遷移操作則是根據(jù)具體的遷移協(xié)議來(lái)決定( 節(jié))。此協(xié)議也是基于 ACL 的信息交流，雖然有些部分可以采取如上一章所分析的應(yīng)用層的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但是 ACL 具有更好的靈活性和智能性。最后，該過(guò)程結(jié)束時(shí)，在目標(biāo)平臺(tái)上會(huì)生成一個(gè)復(fù)制的Agent。應(yīng)該注意到這個(gè)復(fù)制的 Agent 與原平臺(tái)相比是沒(méi)有區(qū)別的，在遷移過(guò)程中移動(dòng) Agent 唯一標(biāo)示符是不會(huì)改變也不應(yīng)該發(fā)生改變的。遷移過(guò)程中 Agent標(biāo)示符在整個(gè) Agent 生命周期中都是不會(huì)改變的。我們稱 GMAA 模型為一個(gè)健壯的模型，因?yàn)檫w移 Agent 的任務(wù)是委托給專業(yè)管理遷移的 Agent MMA 來(lái)操作，并遵循已經(jīng)明確的步驟。這種步驟是直觀第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)20的，就如同其他遷移模型，例如 Kalong 模型遷移 Agent 根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)遷移。請(qǐng)注意，遷移過(guò)程中基本操作的順序是不可改變的，從而盡量減少模型的復(fù)雜性。另一方面，模型應(yīng)該考慮到遷移 Agent 的執(zhí)行不能被恢復(fù)，并沒(méi)有在原平臺(tái)注銷的情況下的穩(wěn)健性。因此，該模型將不會(huì)出現(xiàn)，Agent 即與其他 Agent 通信確又存在遷移的情況，因?yàn)?Agent 在沒(méi)有注銷的情況下無(wú)法回到原有遷移的平臺(tái)，并且整個(gè)過(guò)程定義為一個(gè)事物，當(dāng)其在遷移過(guò)程時(shí)，其他操作無(wú)法對(duì)Agent 進(jìn)行控制。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，該模型更加靈活，因?yàn)樗淖舆^(guò)程可以根據(jù)Agent 遷移參數(shù)的多少進(jìn)行選擇。 GMAA 遷移組件本節(jié)將描述具體的通用遷移模型 GMAA 組件。組件主要包括三大部分功能：服務(wù)注冊(cè)功能，通用遷移協(xié)議(General migration Protocol GMP)和通用子遷移協(xié)議(General migration SubProtocol GMSP)。 服務(wù)注冊(cè)移動(dòng) Agent 遷移模型中的遷移服務(wù)實(shí)現(xiàn)均由 MMA 提供，作為 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的一些相關(guān)服務(wù)，都需要提交到相應(yīng)平臺(tái)的目錄服務(wù) DF 中。目錄服務(wù)在 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)中也稱為黃頁(yè)服務(wù)。在本模型中，服務(wù)注冊(cè)提供了唯一的查找服務(wù)和注冊(cè)的地方，這是唯一的遵循 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)的方法。GMAA 遷移模型將作為一個(gè)服務(wù)注冊(cè)到對(duì)應(yīng)平臺(tái)的 DF。 “servicedescription”(服務(wù)描述) 概念和“fipaagentmanagement”(Agent 管理)本體, 都遵循 FIPA 標(biāo)準(zhǔn)中的 “services”(服務(wù)域) 和“dfagentdescription”(Agent 目錄服務(wù)描述) 的概念，這些所有的都集成在“register”(注冊(cè))行為中。我們將這遷移組件注冊(cè)為一個(gè) MMA 服務(wù)。它的名字和類型分別為 GMAA和 mobility。本模型內(nèi)部交互使用“synchronizedrequest”(異步請(qǐng)求)或者可以使用“fiparequest”(FIPA 請(qǐng)求)。它必須支持“mobilityontology”(移動(dòng) Agent本體)， “GMAAontology”(GMAA 本體)定義和其他使用 GMAA 協(xié)議組件的本體。內(nèi)容語(yǔ)言使用 SL(Semantic Language)。支持的屬性和相關(guān)子遷移協(xié)議服務(wù)必須包含“servicedescription”?！皃roperties”(屬性)中用到了兩個(gè)方面的屬性第三章 GMAA 遷移模型架構(gòu)21值。第一個(gè)屬性我們稱之為“agentprofiles”(Agent 屬性)和集合“mobileagentprofile”的概念，這些定義都屬于“GMAAontology”本體。Agent 中間件可以支持所有屬性，這些都是由具體注冊(cè)服務(wù)所實(shí)現(xiàn)的。第二個(gè)屬性稱為“protocols”(協(xié)議) 包括了在“mobilityontology”本體中所定義的具體概念“protocolsdescription ”(協(xié)議描述 )?！?protocolsdescription”包括 5 部分，前 3 部分分別是“pr