移動
Agent
平臺的互操作性研究
?
（**大學(xué)**實驗室，**
）
?
摘要：
移動
Agent
平臺的異構(gòu)性，使得不同平臺間難以實行互操作。文章淺層次的分析了移動代理系統(tǒng)互操作性有關(guān)的
CORBA
，
MASIF
和
FIPA
規(guī)范。
關(guān)鍵詞：
移動
Agent
，互操作性，
CORBA
，
MASIF
，
FIPA
?
1
引言
移動
Agent
是結(jié)合了
Agent
的一種新型分布計算技術(shù)，由于它的智能性、移動性、自主性和協(xié)作性，已在信息檢索、移動計算、電子商務(wù)及網(wǎng)絡(luò)管理等方面得到一定的應(yīng)用。許多公司和研究機(jī)構(gòu)都發(fā)布了各自的移動
Agent
平臺，如
IBM
的
Aglets
，
Dartmouth College
的
AgentTcl, Stuttgart University
的
Mole, ObjectSpace
的
Voyager
等等。由于這些平臺在體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)上有較大差異，無法實現(xiàn)互操作，已成為限制移動
Agent
廣泛應(yīng)用的主要原因之一。為此，
OMG
組織已經(jīng)開展有關(guān)移動
Agent
的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并提出移動
Agent
互操作機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)
MASIF
。本文分析了在解決互操作問題上的相關(guān)技術(shù)。
2
相關(guān)理論或技術(shù)基礎(chǔ)
2.1
移動Agent技術(shù)介紹
2.1.1
?
軟件
Agent
軟件
Agent是運行于動態(tài)環(huán)境的、具有高度自治能力的實體，它能夠接受其它實體的委托并為之服務(wù)。不難看出，軟件Agent首先具有智能特性，它對環(huán)境有響應(yīng)性、自主性和主動性；同時，軟件Agent還具有社會特性。
自主性(Autonomy)：軟件Agent在運行過程中不直接由人或其它主體控制，它能在沒有與環(huán)境相互作用的情況下自主執(zhí)行任務(wù)，對自己的行為和內(nèi)部狀態(tài)有一定的控制權(quán)。自主性是軟件Agent區(qū)別于普通軟件程序的基本特征。
響應(yīng)性（Reactivity）：軟件Agent能對來自環(huán)境的信息做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，它能感知所處的環(huán)境，并能通過自己的行為改變環(huán)境。
自動性（Proactivity）：傳統(tǒng)應(yīng)用程序接受用戶指令被動執(zhí)行，而Agent不僅能對環(huán)境變化做出反應(yīng)，更重要的是能在特定情況下采取主動行為。
推理性（Reasoning）：軟件Agent可根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，以推理的方式進(jìn)行推理。軟件Agent的智能由3個主要部件來完成，即內(nèi)部知識庫、自適應(yīng)能力以及基于知識庫的推理能力。
通信/合作/協(xié)作（Communication/Cooperation）：這是在軟件Agent群體中應(yīng)該具有的社會屬性。
2.1.2
移動
Agent
移動
Agent
技術(shù)是目前計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中非常重要的研究技術(shù)之一。移動代理（
Mobile Agent
）是一個代替人或其它程序執(zhí)行某種任務(wù)的程序，它在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自主地從一臺主機(jī)遷到另一臺主機(jī)，并可以和
Agent
或其它軟件資源交互的實體。
移動Agent是一種特殊類型的軟件Agent，它除了具有軟件Agent的基本特性-自主性、響應(yīng)性、主動性和推理性外，還具有移動性。在移動過程中能夠根據(jù)要求掛起，然后轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)的其它地方重新開始或繼續(xù)其執(zhí)行，最后返回結(jié)果和消息，代表用戶完成指定任務(wù)。由于移動Agent可以在異構(gòu)軟、硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自由移動，因此，這種新的計算模式能有效地降低分布式計算中網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高通訊效率、動態(tài)適應(yīng)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并具有很好的安全性和容錯能力。
?
2.2 CORBA
全球性網(wǎng)絡(luò)使線上的所有設(shè)備和軟件成為全球共享的浩瀚的資源，計算機(jī)環(huán)境也從集中式發(fā)展到分布式環(huán)境，開放式系統(tǒng)的發(fā)展使用戶能夠透明地應(yīng)用由不同廠商制造的不同機(jī)型不同平臺所組成的異構(gòu)型計算資源，因此，分布式處理和應(yīng)用集成自然而然地成為人們的共同要求，那么什么是分布式處理和應(yīng)用集成呢？它們的功能和關(guān)鍵技術(shù)是什么呢？簡單地講，分布式處理和應(yīng)用集成就是指在異構(gòu)的、網(wǎng)絡(luò)的、物理性能差別很大的、不同廠商的、不同語言的信息資源的基礎(chǔ)上構(gòu)建信息共享的分布式系統(tǒng)，并且能夠有效地進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)和分布式處理的集成。分布式處理的關(guān)鍵在于定義可管理的軟件構(gòu)件，即面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的
“
對象
”
。應(yīng)用集成的關(guān)鍵在于為跨平臺、跨機(jī)種、跨編程語言的產(chǎn)品提供統(tǒng)一的應(yīng)用接口。OMG組織針對當(dāng)今信息產(chǎn)業(yè)的要求，公布了CORBA標(biāo)準(zhǔn)，即公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)（Common Object Request Broker Architecture），這是一個具有互操作性和可移植性的分布式面向?qū)ο蟮膽?yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
CORBA的核心是對象請求代理ORB，它提供對象定位、對象激活和對象通訊的透明機(jī)制。客戶發(fā)出要求服務(wù)的請求，而對象則提供服務(wù)，ORB把請求發(fā)送給對象、把輸出值返回給客戶。ORB的服務(wù)對客戶而言是透明的，客戶不知道對象駐留在網(wǎng)絡(luò)中何處、對象是如何通訊、如何實現(xiàn)以及如何執(zhí)行的，只要他持有對某對象的對象引用，就可以向該對象發(fā)出服務(wù)請求。CORBA允許用戶以兩種不同的方式提出對象請求：
1）靜態(tài)調(diào)用：
通過給定接口的存根，在編譯了對象代碼后，進(jìn)入客戶端的程序。因此，靜態(tài)調(diào)用必須在編譯時就知道對象及其類型。
2）動態(tài)調(diào)用：
通過ORB的動態(tài)調(diào)用接口DII，在運行時生成訪問對象的代碼。不管客戶以哪一種形式提出請求，ORB的任務(wù)是：找出所要對象的位置，激活該對象，向?qū)ο髠鬟f此請求。對象執(zhí)行所請求的服務(wù)后，把輸出值返回給ORB，然后再由ORB返回給客戶。
3 Agent System Interoperability
3.1 CORBA
和移動Agent的結(jié)合
移動代理技術(shù)和
CORBA
技術(shù)在許多方面不同，最顯著的是
CORBA
采用對象一旦被分配就一直停留在固定位置直到它在
ORB
中注冊，而移動代理可以動態(tài)、自主地在執(zhí)行期間移動。
第二個不同點是移動
Agent
明確自己目前的位置，而且知道所需資源的位置，具有豐富的信息來動態(tài)地決定遷移。對
CORBA
來說，當(dāng)它回答客戶請求時，試圖隱藏服務(wù)器對象的物理位置。很顯然，
ORB
知道注冊對象的分配，但是這個信息對客戶和應(yīng)用開發(fā)者來說是隱式的。
另一個不同點在于融合性（
diffusion
），
CORBA
擁有一個普遍被接受的規(guī)范，有許多的資源、系統(tǒng)和業(yè)務(wù)足見遵從這個規(guī)范。相反，移動
Agent
可編程范例的特性導(dǎo)致產(chǎn)生了各種不同的、不能互操作的代理平臺。
1.????????
然而
CORBA
與移動
Agent
技術(shù)的結(jié)合，可以完全實現(xiàn)異構(gòu)移動
Agent
平臺之間的互操作性。當(dāng)
MASIF
和
FIPA
都采用
CORBA
作為標(biāo)準(zhǔn)橋梁時，就可以克服兩種規(guī)范之間的異構(gòu)性。
3.2 MASIF????????????????????????
不同
Agent
之間的互操作性是使基于不同移動代理平臺的商業(yè)化融合的關(guān)鍵因素。互操作性要求移動代理技術(shù)能夠趨于規(guī)范化。
OMG
提出了
MASIF
（
Mobile Agent System Interoperability Facilities
）規(guī)范，這是一個代理的互操作性標(biāo)準(zhǔn)，它是在
CORBA
體系中構(gòu)建的，支持代理的移動和管理。
MASIF
的目標(biāo)是不需要對現(xiàn)有各種代理平臺進(jìn)行大量的修改，而僅通過用
”add-on”
模塊來擴(kuò)展，以實現(xiàn)現(xiàn)存不同結(jié)構(gòu)的移動代理平臺之間的互操作性。
MASIF
提出對代理和代理系統(tǒng)命名、系統(tǒng)種類及位置語法的標(biāo)準(zhǔn)化。
MASIF
定義了兩個標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)：
MAFAgentSystem
和
MAFFinder
，通過接口定義語言對它們的屬性、操作和返回值作了明確的規(guī)定。前者定義對
Agent
的操作，包括接受、創(chuàng)建、掛起和終止
Agent
的執(zhí)行，后者定義了
Agent
的注冊（去注冊）以及
Agent
、
place
和
Agent
系統(tǒng)的定位。這些接口在
Agent
系統(tǒng)層上定義，因為
Agent
只能在支持同類
Agent
的
Agent
系統(tǒng)間流動，無需對
Agent
的接口進(jìn)行定義。而
MASIF
中定義的標(biāo)準(zhǔn)化
Agent
管理操作實現(xiàn)
Agent
在系統(tǒng)間進(jìn)行流動。針對
CORBA
命名服務(wù)只支持靜態(tài)對象的情形，
MAFFinder
則是必要的補(bǔ)充，它提供了動態(tài)的名址數(shù)據(jù)庫接口。
MAFAgentSystem
和
MAFFinder
接口分別提供
15
和
9
個操作支持
Agent
的管理和名錄服務(wù)。
OMG
的目標(biāo)是使不同軟件開發(fā)商所開發(fā)的產(chǎn)品可以在一致的分布式對象環(huán)境下協(xié)同工作，
CORBA
對于
Agent
系統(tǒng)的支持通過上述兩類接口實現(xiàn)。基于
MASIF
標(biāo)準(zhǔn)的移動
Agent
分布式體系結(jié)構(gòu)如圖
1
所示。
圖
1
基于
MASIF
標(biāo)準(zhǔn)的移動
Agent
分布式體系結(jié)構(gòu)
?
3.3 FIPA
FIPA
明確了服務(wù)于代理與其他實體（管理員、其它代理、非代理軟件和物理世界）交互的不同組件的接口。因為主要涉及到智能代理領(lǐng)域，
FIPA
把重點放在代理間通信的標(biāo)準(zhǔn)化問題上，
FIPA
提出一個專門的代理通信語言（
Agent Communication Language
，
ACL
）來解決遵從
FIPA
的所有代理之間的通信問題。
FIPA
定義了為代理平臺服務(wù)的三種基本業(yè)務(wù)：代理管理系統(tǒng)（
Agent Management System,AMS
）、
Directory Facilitator(DF)
和代理通信信道
(Agent Communication Channel,ACC)
。
AMS
提供類似
MAFAgentSystem
的管理功能，但是，不同點在于
FIPA
的
AMS
不能解決在異構(gòu)移動代理平臺之間代理的移動問題。
FIPA
代理可以為其它代理提供服務(wù)，而且它們的服務(wù)內(nèi)容可以在網(wǎng)絡(luò)黃頁上通過
DF
搜尋到。在一個代理平臺中，在
DF
中的注冊是任意的，而在
AMS
中的注冊則是必須的。
ACC
能夠促使在同一個代理平臺上代理之間的通信，也可以通過提供一個消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制來使代理在異構(gòu)平臺之間通信。
平臺之間的互通性通過
CORBA ORB
的轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)可以實現(xiàn)，與
CORBA
的結(jié)合對遵從
FIPA
的移動代理平臺來說是必需的，代理的消息傳遞通過
CORBA IIOP
實現(xiàn)。
因為
AMS
和
DF
業(yè)務(wù)提供類似于
MASIF MAFAgentSystem
和
MAFFinder
的功能，對于
FIPA
標(biāo)準(zhǔn)化的建議是提出通過一個共同使用的
ACL
來實現(xiàn)代理之間的通信。
?
4
結(jié)論及未來工作
已經(jīng)有人研究發(fā)現(xiàn)，
MASIF
制定的移動
Agent
平臺之間的互操作性，沒有定義域間移動
Agent
的定位操作。對于移動
Agent
平臺之間的互操作方面，還有很多問題，有待研究，解決，完善。在接下來的兩周里，將著重對
MASIF
、
FIPA
的關(guān)于通信語言，互操作規(guī)范進(jìn)行研讀，并了解
CORBA
在解決異構(gòu)
Agent
平臺方面的
Solutions
。
參考文獻(xiàn)
[1]??????????
張穎江，吳珊
移動代理在分布式計算中的應(yīng)用和實現(xiàn)。
[2]??????????
偶曉娟，雷霖，李建華
移動代理互操作性研究。
[3]??????????
歐陽曄，姜浩，潘順
移動
Agent
域間發(fā)現(xiàn)機(jī)制研究。
[4]??????????
Object Management Group TC Document Orbos Mobile Agent System Interoperability Facilities Specification.