移動計算技術(shù)(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上移動計算技術(shù) 移動計算指網(wǎng)絡(luò)中在一個節(jié)點開始的計算可移動到其他節(jié)點繼續(xù)執(zhí)行的技術(shù)，方法主要是基于代碼移動計算技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)包括語義模型定義， 以及支持代碼移動語言的移動性、安全性和對象代碼信任等。Mobile Agent 是其主要應(yīng)用領(lǐng)域。它的邏輯層包括網(wǎng)絡(luò)傳遞層、服務(wù)層、接口層、語言解釋層等5 層?；贛obile Agent 的WWW 服務(wù)系統(tǒng)， 其資源訪問在同一系統(tǒng)進程間通信， 不影響原有資源服務(wù)， 可保持與傳統(tǒng)的WWW 系統(tǒng)兼容。其信息搜尋包括Agent 初始化， 根據(jù)路由策略將信息轉(zhuǎn)移到Server A 或到下一個Server B。若網(wǎng)絡(luò)阻塞， 則可將信息

2、暫駐在網(wǎng)絡(luò)中的Desk 服務(wù)器， 以此實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)移和下載。移動計算技術(shù)是分布式計算領(lǐng)域重要的技術(shù)之一。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)Internet 技術(shù)以及移動設(shè)備的進一步發(fā)展，在軍事和經(jīng)濟中越來越重要。國際學(xué)術(shù)界對移動計算問題十分重視， 召開多次相關(guān)國際學(xué)術(shù)會議和論壇，象ECOOP，MA，W3C/OMG等。應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)和方法，在大規(guī)模分布環(huán)境下（如Internet 等）開發(fā)分布應(yīng)用有較多不便，不能提供可配置、可擴展和可定制的特性。由于移動計算技術(shù)的理論和方法學(xué)研究嚴(yán)重滯后， 造成理解、評定和比較已有的移動系統(tǒng)相當(dāng)困難。利用代碼移動技術(shù)， 一定程度上可解決網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬有限的情況下， 傳統(tǒng)計算技術(shù)難以解決無

3、用大信息流量問題。其核心技術(shù)是通過程序代碼網(wǎng)絡(luò)上的移動， 使其駐留到要訪問的信息源節(jié)點， 并在該處執(zhí)行該代碼， 進行信息處理， 甚至將結(jié)果回傳至原請求節(jié)點， 從而減少了網(wǎng)絡(luò)流量負載， 改善了響應(yīng)時間。這種技術(shù)可應(yīng)用于移動計算設(shè)備中， 有著廣闊應(yīng)用前景。移動計算指“網(wǎng)絡(luò)中在一個節(jié)點開始的計算可移動到其它節(jié)點繼續(xù)執(zhí)行”的方法， 即擴充傳統(tǒng)實現(xiàn)模型到網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計中。一個計算通常是“ 代碼+上下文（Content）”，即一個運行過程的運行描述涉及數(shù)據(jù)、狀態(tài)、活動的網(wǎng)絡(luò)連接、重建機構(gòu)、動態(tài)綁定（ Binding）。移動計算涉及代碼移動， 數(shù)據(jù)移動， 控制移動和LINK 移動等， 不象RPC 僅涉及不同體

4、系結(jié)構(gòu)計算機間的數(shù)據(jù)移動、控制移動和LINK 移動等， 移動計算主要基于代碼移動。代碼移動計算研究如何簡便、靈 活、有 效地動態(tài)改變代碼片斷和要執(zhí)行場所間的綁定機理及代碼移動語義模型； 研究支持代碼移動程序設(shè)計語言的可移植性、安全性（機密性、完整性、可用性和真實性）、有效性、可配置性、可擴展性和可定制性，并進行必要的Trade-off。其關(guān)鍵問題是如何構(gòu)造支持可配置、可擴展和可定制的代碼移動計算。其技術(shù)難點在于如何回答以下問題：（1）移動計算的語義模型 。（2）計算在何處發(fā)生。對任何移動計算模型，程序員或用戶必須要有多位置的思想，以控制程序有效移動計算，計算通信的花費以及資源應(yīng)用等。（3）程序

5、員移動觀。目前可移動計算采用傳統(tǒng)技術(shù)， 如Distributed Objects 、Closures、Threads、Continuations、Agents、Actors、HTTP等來實現(xiàn)，這些傳統(tǒng)技術(shù)各自有其產(chǎn)生的背景和歷史以及限制， 不能很好勝任支持移動計算追求的目標(biāo)。（4）安全處理問題。移動計算的主要障礙是安全問題， 對代碼移動計算尤其如此。正確檢查安全的重點是考慮靜態(tài)檢查和動態(tài)檢查語法、語義和安全邏輯等問題。下面以移動性 、安全性 、對象碼信任等特征進行分析：（1）移動性。程序設(shè)計語言中移動性分兩類。一是弱移動性，即語言允許一個結(jié)點的一個執(zhí)行單元被動態(tài)綁定到正在來自另一個結(jié)點的代碼片

6、段； 二是強移動性， 即語言允許多執(zhí)行單元在不同結(jié)點間移動代碼和執(zhí)行狀態(tài)。Java、Caml、Limbo、Tcl、Facile 屬于弱移動性（ 代碼被下載和執(zhí)行）。Obliq、Telescript 屬于強移動性（ 多進程能夠被編程去遷移）。（2）安全性 。Java 利用可信任庫去檢查范圍規(guī)則。Limbo 利用文檔的資源。Caml 利用安全庫。Obliq 利用語言構(gòu)造機構(gòu)。Saft-Tcl 利用受限的功能。（3）對象碼的信任。Limbo 和Caml 利用可信任的權(quán)威密碼術(shù)。Java 利用對象碼驗證技術(shù)。Mobile Agent 是移動計算技術(shù)一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域， 盡管它的提出和發(fā)展時間都較短，卻

7、受到了許多研究機構(gòu)的重視。特別是跨平臺語言Java 的出現(xiàn)，使得Mobile Agent 技術(shù)的研究有了較大的進展， 并且已研制成功一些實驗性的系統(tǒng)，如Dartmouth 學(xué)院的Agent TCL 系統(tǒng)、東芝公司的Plangent 系統(tǒng)、IBM 公司的Aglet 系統(tǒng)、General Magic 公司的Odyssey 系統(tǒng)、Mitsubishi Electric 公司的Concordia 等。例如在Agent TCL 系統(tǒng)中， 已經(jīng)實現(xiàn)了Agent的自主移動、智能化路由、服務(wù)器資源訪問、Dock 服務(wù)器的轉(zhuǎn)接等Mobile Agent 系統(tǒng)的代表性功能；General Magic 公司的Ody

8、ssey 系統(tǒng)已經(jīng)作為商業(yè)軟件進入了市場， 運行在Sony、Motorola、AT&T 等公司的PDA 產(chǎn)品中， 并取得了較好的效果。Aglet 是上述實驗系統(tǒng)中最為成功和全面的系統(tǒng)， 主要表現(xiàn)在：（1）在不改變 Java VM 和編程代碼前提下，提供了一個簡單、全面的Mobile Agent 編程模型；（2）為Agent 間提供了動態(tài)和強大的通信機制；（3）構(gòu)造了一個可擴展和重用的代碼體（提供了一套完整的Mobile Agent 編程類庫）；（4）Aglet 的體系結(jié)構(gòu)保持了與現(xiàn)有信息服務(wù)體系的兼容；（5）提 供 了 一 套 詳 細 且 易 用 的 安 全 機 制 。Mobile A

9、gent 系統(tǒng)由服務(wù)請求端創(chuàng)建的用戶Agent 和服務(wù)器端的AgentHost（也被稱為Agent Environment 或Agent Infrastructure）兩部分組成。Agent Host 是Mobile Agent 賴以生存的服務(wù)環(huán)境，它為每個Agent 建立運行環(huán)境和服務(wù)接口，并利用Agent 傳輸協(xié)議（ATP，Agent Transfer Protocol） 實現(xiàn)Agent 在網(wǎng)絡(luò)主機間的移動。Agent Host 一般由5 個邏輯層組成：（1）網(wǎng)絡(luò)傳送層：與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的接口，Agent Host 通過NTP 與同服務(wù)器資源或其他服務(wù)器的Agent Host 進行通信。

10、Agent 的傳遞和接收也是在NTP 層完成的。（2）服務(wù)層：為 Agent 建立運行環(huán)境和安全保護機制， 協(xié)調(diào)和監(jiān)視各Agent 的運行。（3）接口層：為Agent 同宿主機、其他Agent之間的通信提供了底層的界面。（4）語言解釋層：Mobile Agent 一般都是由跨平臺語言（ 如Java、TeleScript 等）實現(xiàn)的，Agent Host 接收到一個新Agent 后，建立相應(yīng)的Agent 語言解釋器， Agent 在解釋器的支撐下工作。在Agent Host 中可以存在多個語言解釋器，用以解釋由不同語言實現(xiàn)的Agent。（5）Agent 應(yīng)用層：Agent 在以上各層的支持下完成

11、各自的任務(wù)。這一層可以包含多個Agent，既可以有其他主機傳送來的動態(tài)Agent，也可以有Agent Host 本身的靜態(tài)服務(wù)Agent。Mobile Agent 是用戶任務(wù)的完成體， 它在Agent Host 所提供的運行環(huán)境中執(zhí)行，通過ACL（Agent Communication Language）相互通信或訪問主機提供的服務(wù)。比如基于Mobile Agent技術(shù)的WWW 服務(wù)系統(tǒng)，由Agent 用戶、Agent宿主系統(tǒng)、Web 服務(wù)系統(tǒng)、Agent 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)4 部分組成。Agent Host 和Mobile Agent 取代了以往的Server 和Client。Agent 用戶需要搜尋

12、信息時， 用戶系統(tǒng)自動創(chuàng)建搜尋Mobile Agent，并根據(jù)用戶的需求轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的宿主系統(tǒng)， 通過Agent Host 訪問Web 服務(wù)器資源。通常宿主系統(tǒng)和資源服務(wù)系統(tǒng)在同一臺服務(wù)器中，Agent 對資源的訪問只是同一系統(tǒng)中進程之間的通信，而不需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的傳送。由于Agent Host 是資源服務(wù)器上的Mobile Agent 支撐環(huán)境， 不影響原有的資源服務(wù)， 因此系統(tǒng)仍然能夠提供傳統(tǒng)的Web 服務(wù)， 保持了與傳統(tǒng)WWW 系統(tǒng)的兼容。Agent Dock 服務(wù)器是為了適應(yīng)低可靠性網(wǎng)絡(luò)和解決網(wǎng)絡(luò)擁塞而設(shè)置的Agent 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，能夠向Agent 提供駐留服務(wù)。利用Mobile Agent進

13、行信息搜尋的工作流程如下：STEP1 Agent User 在進行信息搜尋前， 先對創(chuàng)建的Agent 進行狀態(tài)、知識庫、約束條件等的初始化；將代表用戶興趣目標(biāo)的特征矢量和匹配尺度寫入Agent 的知識庫， 并設(shè)置返回時間、站點停留時間、任務(wù)完成度、搜尋范圍等約束。STEP2 Agent 初始化后，根據(jù)路由策略首先將自身轉(zhuǎn)移到Server A。STEP3 Agent 到達Server A 后，通過AgentHost A 的Interface 訪問Server A 的資源并進行識別。假設(shè)采用TFIDF 算法識別， 先計算出各文檔的特征矢量， 然后計算與目標(biāo)矢量的相似度， 將符合要求的文檔發(fā)送回用戶

14、， 或記錄到Agent 的結(jié)果數(shù)據(jù)區(qū)。STEP4 Server A 搜尋完畢后， Agent 根據(jù)路由策略、約束條件、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和服務(wù)器負載等條件決定下一步的行為（ 假設(shè)需要轉(zhuǎn)移到Server B）。STEP5 Agent 保存相應(yīng)的歷史記錄和當(dāng)前狀態(tài)后阻塞自身的工作， 向Agent Host B 發(fā)出轉(zhuǎn)移請求， 得到準(zhǔn)許應(yīng)答后開始向Server B 復(fù)制，復(fù)制完成后向Agent Host A 發(fā)送清除請求，進入休眠態(tài)。STEP6 Agent 在Agent Host B 中恢復(fù)斷點狀態(tài)， 進入執(zhí)行狀態(tài)， 繼續(xù)進行信息的搜尋。STEP7 任務(wù)完成或到達返回時間， Agent將返回用戶端。返回前先判

15、別網(wǎng)絡(luò)的連通性，如果網(wǎng)絡(luò)是連通的， 而且用戶AH 已經(jīng)啟動， 那么Agent 可以直接返回。如果網(wǎng)絡(luò)存在故障、或負載太重、或用戶沒有啟動Agent Host，那么Agent可以暫時駐留在網(wǎng)絡(luò)中的Dock 服務(wù)器上。Agent轉(zhuǎn)移到Dock 服務(wù)器后， 服務(wù)器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和自身的負載情況將Agent 的部分或全部從內(nèi)存卸載到硬盤上，并替代Agent 監(jiān)視其目的節(jié)點，一旦具備傳送條件， 就會激活A(yù)gent， 使其傳送到目的節(jié)點。STEP8到達用戶節(jié)點后，Agent 將搜尋結(jié)果提交給用戶， 并將自身全部卸載，結(jié)束任務(wù)周期。 結(jié)合以上討論，下列問題還需進一步研究：（1）支持代碼移動的語言和安全方面的形式處理技術(shù)和理論， 包括語言語義、形式語句和實現(xiàn)方法以及特性的驗證。（2）代碼移動語言和操作系統(tǒng)的集成，包括形式模型、自動和交互證明技術(shù)。（3）安全處理策略：在通信級，建立完善的能抵抗惡意攻擊和自身缺陷的協(xié)議，采用密碼術(shù)保證機密性、安全性和真實性； 在操作系統(tǒng)級，硬件存儲保護機制，信息和通信管道的存取控制（如：資源限制）。（4）Mobile Agent 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化問題， 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是其廣泛應(yīng)用的前提條件。（5）知識表示問題 ：知識表示定義了Agent 之間、Agent 與服務(wù)器之間的需求傳遞和需求表示，