（计算机软件与理论专业论文）addsm模型在电信领域的应用.pdf

摘要 建设新一代业务运营支撑系统( b o s s ) 是电信运营商提升全方位竞争力的必由之路。 新的支撑系统需要采用以客户为中心、以市场为导向的新思想和新技术，而解决这个问题 的关键是有一个好的理论框架作指导。 本文在引入和介绍了新一代运营系统和软件( n g o s s ) 以及它所提出的共享信息数据 模型( s i d ) 的通用框架后论述了在通用框架指导下通过流程驱动构建具体共享信息数 据模型的过程，接着指出共享信息模型应用到具体实现中存在的问题，然后结合a g e n t 技 术提出了a d d s m ( 基于a g e n t 分布式数据共享模型) 并对模型中的域a g e n t 和管理a g e n t 的结构和功能作了详细设计和论述。在a g e n t 的实现中本文以f i p aa g e n t 作为系统中各 a g e n t 设计规范，以j a d e ( j a v a a g e n td e v e l o p m e n te n v i r o n m e n 0 为a g e n t 的实现开发环境， 并对a - d d s m 中的关键技术进行了研究，其中关键技术包括：a g e n t 之间、a g e n t 与应用 层、a g e n t 与信息组件层通信和信息交换具体实现；采用数据仓库的e t l 技术和元数据思 想对模型中的请求信息进行透明处理；结合分布式数据库中的两阶段提交协议和异步事务 以及长事务的思想实现了a - d d s m 中的事务处理。最后应用a - d d s m 模型实现了电信领 域订单原型系统，对新系统的特性和优点进行了分析，并指出了以a d d s m 模型为基础实 现b o s s 时需要注意的几点问题以及未来展望。 关键词：共享信息数据模型；a g e n hj a d e t 业务运营支撑系统l 新一代运营系统和软件 a b s t r a c t b u i l d i n gan e wg e n e r a t i o no fb u s i n e s so p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e mf b o s s ) i st h eo n l yw a y f o ro p e r a t 0 硌o ft e l e c o mt op r o m o t et h e i rc o m p e t i t i v ea b i l i t ya l lt h er o u n d t h en e ws u p p o r t s y s t e mn e e d sn e wc o n c e p ta n dt e c h n o l o g yw h i c ha r ec u s t o m e r - c e n t e r e da n dm a r k e t - o r i e n t e d ，t h e l ( e y o f c o u s t r u c t i n g t h i ss y s t e m i s a g o o d t h e o 叮f r a m ea s t h e i n s t r u c t i o n i nt h i sp a p e r , f i r s t , t h eg e n e r a la r c h i t e c t u r eo f n e wg e n e r a t i o no p e r a t i o ns y s t e ms o f t w a r e ( n g o s s ) a n ds h a r e di n f o r m a t i o na n dd a t am o d e l ( s l d ) a r ei m p o r t e da n di n t r o d u c e d ，a n dw i t h g u i d a n c eo ft h eg e n e r a la r c h i t e c t u r e ，b a s e do nf l o wd r i v e d , t h ep r o c e s so fc o n s t r u c t i n gt h e c o n c r e t es h a r e di n f o r m a t i o na n dd a t am o d e li sd e s c r i b e d 皿e i lt h ep r o b l e mo fs i dj ni t s r e l i z a t i o ni sp o i n t e do u t ，a n dc o m b i n i n gt e c h n o l o g yo f a g e 峨a - d d s m i s t r i b u t e dd a t as h a r e d m o d e lb a s e do na g e n t ) i sp r o p o s e d ，t h es t r u c t u r ea n df u n c t i o no fd o m a i na g e n ta n dm a n a g e a g e n ti nt h em o d e la r ed e s i g n e da n dd c s 嘶b e dp a r t i c u l a r l y i n t h er e a l i z a t i o no fa g e n t , f i p a a g e n ti su s e da sd e s i g n i n gc r i t e r i o n , j a d ei su s e da sd e v e l o p m e n te n v i r o n m a n t , a n dt h e k e yt e c h n o l o g i e sa g er e s e a r c h e d t h e s ek e yt e c h n o l o g i e sm a i n l yi n c l u d e ：t h er e a l i z a t i o no f c o m m u n i c a t i o na n d e x c h a n g eb e t w e e na g a n 拓，a g e n ta n da p p l i c a t i o nl a y e 啦g e n ta n d i n f o r m a t i o nl a y e r ；a d o p tt h et e c h n o l o g yo f e t la n dm e t a d a t ac a r r y i n go u tr e q u e s tt r a n s p a r e n t l y ； t r , m s a c t i o np r o c e s s i n go f a d d s mc o m b i n e dt h et h o u g h to f p r o t o c o lo f t w os t a g e ss u b m i t t i n g i nd i s t r i b u t e dd a t a b a s ea n da r y n c l l r o n o u st r a n s a c t i o na n dl o n g 仃a n s a c t i o n f i n a l l y , mo r d e r p l 讲啊p es y s t e mw h i c hb e l o n g st ot h ed o m a i no ft e l e c o mi s r e a l i z e du s i n ga d d s m ，t h e a d v a n t a g e sa n dc h a r a c t e r i s t i c si nt h en e ws y s t e ma 托d i s c u s s e d a n ds o m eq u e s t i o n sw h i c hn e e d p a ya t t e n t i o nt oa n ds 啊v i n gd i r e c t i o n sf o rt h ef u t u r ea r ep o i n t e do u tw h i l eb u i l d i n gb o s sb a s e d o na d d s m k e y w o r d s ：s i d ：a g e n t ：j a d e ：b o s s ：n g o s s i l 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 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过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 率划 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 ! ：幺麓 第一章引言 1 1 课题研究背景 第一章引言 中国加入w t o 后，在得到诸多好处的同时也对国际社会许下逐步开放投资领域的承 诺，电信运营的放开也包括其中，这样中国电信运营商只由本土企业( 其实都有国企背景) 经营的局面将很快被改变，遭遇真正的全面竞争。第三代移动通信照牌的发放在争论和猜 铡了几年以后逐步解开了它的神秘面纱，已有运营商在重点城市铺设3 g 网络并开始试运 营，3 g 时代的全面到来不再久远。3 g 网络的标志除了带宽大幅提升以外更重要的是很多 新产品、新业务的开发应用以及用户个性化、多样化需求的满足。 所以，国内的运营商要想在国外运营商的全面竞争环境中，在即将到来的3 g 时代立 于不败之地，就要对它们的关键系统b o s s 系统进行全新的建设，提高系统的灵活性 和可扩展性，节约运营成本、提高运营效率以及和国际标准接轨。 业务运营支撑系统( b o s s ) 是电信运营商解决企业运作管理自动化、信息化、提高产 品销售、提高生产效率、增强业务处理能力和客户服务质量的综合支撑系统，它在提高企 业竞争力、占有市场及客户方面，发挥着非常重要的作用。早期的业务运营支撑系统经历 了面向网元及网络管理、面向业务管理两个阶段，这样的支撑系统是一种静态的、相对独 立的系统，这些独立的系统大多是按照企业本身各部门韵需求建立的，它的主要问题是企 业拥有多个“孤岛”系统，没有实现系统之间数据的共享。目前以客户竞争、服务竞争、 品牌竞争等全方位竞争模式的电信环境下，运营商的经营模式已开始向“以客户为中心， 以市场为导向”的目标转变，这就使得运营商的计算机应用系统正在不断的集成和一体化， 过去那种以局部需求驱动计算机应用系统开发的局面得到改变，各运营商在抽象模型的指 导下统一规划和建设各自的应用系统，b o s s 的建设也同样经历这样的转变。 1 2 现实存在的问题及方案选择 国内电信现有的支撑系统是由很多相对孤立的系统所组成的，对业务层两言，因为当 时软件技术的限制影响系统现在的灵活性和可扩展性，比如由于市场的竞争和客户的需求 而快速推出的各种套餐商品以及伴随的灵活定价功能；其次，在数据层，由于它们会用到 很多相同的数据，这不但使相同的数据存在大量不必要的冗余和备份，需要额外的存储设 备从而大大增加了支撑系统开发和维护的成本，对这些不同系统中重复数据的完整性、一 致性等管理也存在很大难度。 要解决这些问题，很多人就会想到现今流行的工作流技术和e a i ( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) 技术，但工作流技术的运用前提是要有规范的流程组件的支持。它只有在组件 基础上通过不断的变化组合形成新的端到端的流程才能满足不断变化的业务需求，从而体 现它的柔性；e a i 整合技术主要指导思想是应用中间件技术在业务逻辑层把各系统集成起 来，实现各个系统间的逻辑功能调用，它主要是建立在系统和系统的整合上，是一种粗颗 粒的整合技术，而上述套餐的变化等系统内部的组合变化它就无能为力。所以脱离实际需 求盲目采用技术是达不到预想的效果的，国内很多的案例事实也证明了这一点。 正是由于缺乏统一的b o s s 行业标准，致使各运营商独立发展自己的b o s s 系统，形 东南大学硕士学位论文 成各自为政的混乱局面，重复建设和资源浪费现象严重。而且，已有的b o s s 系统在设计 理念、体系结构和技术方面都存在重大问题，不能适应未来新技术的迅速发展和市场前景 与客户需求的不断变化，因此为了结束b o s s 建设的混乱局面，电信管理论坛( t m f ) 提出 了新一代运营系统和软件( n g o s s ) 。由于其设计理念和体系结构的先进性和实用性，使其 成为新一代b o s s 事实上的国际标准。n g o s s 为运营商从全局性、统筹性、前瞻性的高 度建立新一代b o s s 系统提供了解决方案，能很好的满足电信管理实现自动化的需求。 新一代运营系统和软件p 剃( n g o s s ) 的标准参考框架。如图1 1 ： 厂一一一一一一一一1 一1 图1 1n o o s s ( 新一代运营支撑系统和软件的体系结构) n g o s s 体系结构主要特征： 技术体系框架：( t m f 0 5 3 ) 给出了与技术无关的体系结构，该结构划分为基础框架服 务、策略框架服务和商务服务三大组件域。技术相关体系框架是无关框架与具体技术相结 合的结果。 业务过程的抽象：业务过程的抽象通过c t o m ( 增强电信运营图) 指导和规划，可达 到单个组件与业务处理过程逻辑的无关性，使得组件的集成更灵活，也大大提高了组件的 可用性和重用性。 组件：组件表示一个可配置的软件实体，它可分为两大类：应用组件和系统服务组件。 组件间利用定义好的合约接口进行交互。商务处理流程通过顺序调用一系列的应用组件的 合约接口来实现，应用组件可通过调用系统服务组件来完成自身的部分功能。 合约发现：合约用于描述组件的调用接口，合约的内容包括接口的语法和语义规定。 商务处理流程通过调用组件的合约接口得到实现。所有组件都要通过合约注册服务对与其 相关的合约进行注册，以便于其他组件的访问合约交易服务则支持系统在运行时动态发 现组件合约，以支持组件的即插即用。 由图可知。新一代运营支撑系统结合了组件技术和分布式技术，是基于分布式组件的 松耦合体系构架。 所以解决b o s s 建设所面i 艋问题的最好的方法就是应用电信管理论坛提出的n g o s s 框架模型以及它的基于分布式组件的思想。由图1 1 可知。在n g o s s 体系构架中，共享 信息服务占有重要的地位，它是整个架构的基础，共享信息服务向各独立的组件提供共享 信息，并通过提供统一的标准合约接口供各上层组件访问，事实上共享信息服务的接口不 仅提供数据读、写、增、删等操作，还提供数据排序、访问控制、事务管理等服务。本文 只对共享信息服务进行建模，对上层的业务过程及应用组件技术不作深入探讨，只是在底 层模型建设需要上层指导的时候对业务流程等概念作一些论述。 2 第章引言 采用基于分布式组件技术的共享信息服务模型虽然对解决国内电信b o s s 系统存在的 问题起到了关键性的作用，但在具体实现中还需要很多其他技术来辅助解决，而这些辅助 技术在很多方面要体现它的智能性，具体原因将在第二章中详细讲述，所以，本文为了解 决实现中存在的问题，引入了具有智能性的a g e n t 技术，提出了a d d s m ( 基于a g e n t 的 分布式数据共享模型) 对上层的应用组件层提供统一透明的服务。对底层共享信息服务层 实行统一处理、监控与管理。 1 3 研究内容及意义 本文首先介绍了支撑系统现状以及它的理论与发展，指出了现实存在的问题，提出了 把最新框架技术n s s 和a g e n t 技术相结合来解决存在问题的方案。在介绍完e t o m 和s i d 以及a g e n t 相关概念后，着重讲述a - d d s m 的建设过程，接着对a d d s m 模型中 管理a g e n t 和子a g e n t 作了详细的实现，并对模型中关键技术作了深入的探讨及实现，关 键技术主要包括：a g e n t 之间、a g e n t 与应用层、a g e n t 与信息组件层通信和信息交换具体 实现；a g e n t 中对数据查询的分解合并实现过程和方法；结合分布式数据库中的两阶段提 交协议和异步事务以及长事务的思想研究实现a - d d s m 中的事务模型。最后应用a d d s m 模型实现了电信领域订单原型系统，对新系统的特点和优点进行了分析。 在最新的n g o s s 理论框架基础上，通过分析比较，结合a g e n t 技术提出了a d d s m ， 试图解决国内运营商的支撑系统所面临的问题。a d d s m 模型的搭建相对简单，可操作性 较好，对运营商成功实施灵活的分布式组件系统，降低运营成本具有明显的实际作用。此 外，由于a d d s m 建立在所有底层数据组件之上，对数据层有着全面灵活控制的能力，为 业务智能系统的构建及o l a p ( 联机分析处理) 应用提供了有力的支撑。 1 4 论文章节安排 本文的章节安排如下； 第一章介绍论文的领域背景、支撑系统的发展现状，讨论了现实存在的问题及解决方 案，最后讲述了论文的主要工作和目标。 第二章在分析共享信息数据模型及a g e n t 技术的基础上提出了具体软件实现框架 _ a d d s m ( 基于a g e n t 的分布式数据共享模型) 。并讲述了模型中各主要的 组成部分及其角色。 第三章对模型中的管理a g e n t 和子a g e n t 进行实现，并对它们的初始化工作和交互过 程作了论述。 第四章对整个模型框架中的关键技术作了探讨及实现：a g e n t 中对数据查询的分解合 并实现过程和方法；分布式事务技术进行了探讨和研究，提出了a d d s m 的事 务模型。 第五章应用a d d s m 框架实现了一个电信领域典型应用原型系统_ 一丁单系统，并 对新系统的特性和优点进行了分析。 第六章指出了本模型的以后发展方向以及在现实的应用中应该注意的地方。 东南大学硕士学位论文 第二章基于a g e n t 的分布式数据共享模型( a d d s m ) 2 1 从企业过程模型到企业信息模型 一个好的共享信息服务系统的实现有两大步骤，一是从整体上对数据进行抽象和域划 分，这需要用到n g o s s 提供的一整套的方法论作为指导，它的核心思想是利用“流程驱 动”。系统设计时首先从流程分析开始，分析自己企业的核心业务流程；然后通过分析流程， 提炼出所有关键的数据，利用共享信息数据模型( s m ) 将数据进行抽象，划分为不同的 管理域，建立共享数据模型。二是具体的共享数据服务系统的实现技术，以建立起来的共 享数据模型为基础，采用具体的相关软件技术实现共享服务 s l d 模型在分析企业核心业务过程模型的基础上实现的，在n g o s s 体系中，由e t o m i l l 指导业务过程模型。下面先介绍电信领域的e t o m 相关内容 2 1 1 增强电信运营图 为了能够在共享信息服务建设过程中更好地对数据信息进行规划，优化配置和管理， 需要业务过程层的抽象思想统一指导，而e t o m 的提出旨在帮助运营商将信息管理、业务 管理、网络管理等方面较好地集成在一起。达到指导s i d 的建设以实现低成本的端到端 运营流程自动化。e t o m 从电信运营l g i ( t o m ) 发展而来，但它作为一个更宽泛意义上的通 用商务处理框架，它比t o m 复杂得多，如图2 - 1 所示： 4 第二章基于a g e n t 的分布式数据共享模型( a - d d s m ) ( ，客户) ! 战略，基础设施、产品- 一 运营 市场、产品和客户 i i 服务 i _ l 资源( 应用、计算和网络) i l 供应商a 作伙伴 i 二：供应巅厶作伙伴二：j 图2 - 1e t o m ( 增强电信运营图) - i 胛e l0 视图 在e t o m 中，运营商需要和一些外部实体及内部实体尽兴交互，这些实体在e t o m 中 被分为五大类：客户( 运营商的销售对象) 、供应商或合作方( 运营商的购买或合作对象) 、运 营商的股东，运营商内部职员、其他相关方( 包括政府、媒体、竞争者等) 。e t o m 给出了 一个水平分层、垂直分块的商务处理框架视图。总体上e t o m 包括三大处理域：策略、基 础设施与产品域，运营域，企业管理域。运营域是e t o m 的核心；策略、基础设施与产品 域侧重于策略及生命周期的管理，为运营域提供功能性支持；企业管理域属于通用性交叉 领域，不是e t o m 的重点。运营域以及策略、基础设施与产品域可水平划分为4 个管理层： 市场、产品及客户管理层，业务管理层，资源管理层，供应商合作方管理层。与t o m 相 比，e 1 d m 融合了电子商务的概念，提出了与其它供应商合作方的关系管理以及供应链的 发展和管理( 供应商，合作方管理层1 。e t o m 的运营域被垂直分割为4 类端到端的处理流程 服务。其中f a b ( 业务指配、业务保障和计费) 3 类服务是从t o m 继承而来的，而运营支持 准备( o s r ) 服务包括为支持f a b 实时实现的系列准备活动。e t o m 新提出的策略、基础设 施与产品域被垂直分割为3 类端到端的处理流程服务，分别是：策略与调配、基础设施生 命周期管理、产品生命周期管理。基于e t o m 的商务处理流程框架是独立于被管网络、被 管业务和企业组织结构的，g b 9 2 1 t ”中还给出了更低层次的流程分解与分析，运营商可根 据自身特定需求套用这个框架来进行自身n g o s s 系统的商务处理流程映射。 2 1 2 共享信息数据模型的建设 s i d l 2 , 3 , 4 1 ( 共享信息数据模型) 是n g o s s 提出的建立共享信息模型的通用框架，s i d 东南大学硕士学位论文 分别从商业和系统两个视点描述了共享信息模型。一方面，s i d 从商业视点出发，以e t o m l e v e l 0 定义的业务处理模型为基础，依据对商业过程中涉及的各种商业信息的抽象和分 析，定义了各种可聚和的商业实体a b e 以及各种商业实体b e ，并将它们划分为不同的管 理域，形成了系统和信息图s i m l 2 j ，从而最大限度地实现信息和数据的共享。另一方面， s i d 从组建b o s s 系统的视点出发，对各种商业实体的属性进行定义，并利用u m l 将它 们有机地组合在一起，形成u m l 模型，从而为设计用于实现b o s s 系统实际使用的共享 数据模型提供参考模型。综上所述，s i d 是商业和系统的实体定义和u m l 模型的有组织 的集合。 作为从概念到现实的桥梁，管理域中包含了一组关系密切的操作及相关数据的组合， 被称为聚合商业实体( a g g r e g a t eb u s i n e s se n t i t y ，a b e ) ，这些聚合商业实体就是企业共享 信息和数据的基础。建立管理域的意义在于i l j ： ( 1 ) 将商务处理的过程逻辑和规划与具体功能和数据分离。这样做的目的在于能够 使企业对系统的功能重组，建立端到端的过程。 ( 2 )建立包含商务相关的接口和数据的商务实体。 ( 3 ) 保证数据格式的持久和健壮。 此外，a b e 的描述中，不包含a b e 之间的关联。如何关联这些信息以构成运营商的 商业过程，是运营商商务重组的任务。这就为实现各电信运营商的战略目标提供了很大的 灵活性。a b e 的外观描述包括：a b e 的名称、a b e 的非形式化的功能描述、a b e 所包含 的商业实体( b e ) 及其合同接口。 聚合商业实体是由一系列商业实体( b u s i n e s se n t i t y ，b e ) 构成。a b e 对外的接口实际 来自b e 。在s i d 的文件中。对这些b e 的属性和内部信息结构做了描述。从逻辑上可以将 b e 看作是面向对象模型中的对象或类。它们和商务概念联系密切，但和具体实现还有较 大的距离。 s i m 分别针对e t o m 的市场，销售、产品和客户、服务、资源以及供应商，厶作伙伴四 个水平层次涉及的信息进行分析，并将它们划分为不同的信息管理域，然后针对每个域定 义a b e 和b e 。将市场，销售、产品和客户这一水平层次涉及的信息划分为市场销售、产 品和客户三个信息域，下面以产品域和客户域为事例简要分析一下信息域及相应的a b e 产品域 产品域主要包括各种产品周期信息以及同产品周期有关的合同和信息操作。产品域共 定义了6 个a b e ：战略产品计划、产品规范、产品提供、产品、产品使用统计和产品性能。 客户域 客户域主要包括向企业( 服务提供商) 订购产品的个人或组织的信息及他们获取产品 时进行的合同操作，以及客户订购产品时同帐务有关的数据和合同操作。客户域定义了9 个a b e ：客户、客户交互、客户订购、客户统计、客户问题、客户s l a 、客户账单、用于 客户账单的资费、客户账单搜集和客户账单查询。 与以往系统不同的是，n g o s s 在比较高的层次上，强调信息模型的统一而不是数据 的统一。这里的a b e 和b e 已经不仅是简单的数据结构，而是有商业概念的实体或对象。 这种抽象对于建立一个实现端到端服务、可伸缩、可逐步演化的分布式系统有着十分重要 的现实意义。 s i d 除了定义s i m 模型，还对商业实体的属性进行了定义，并利用u m l 将它们有机 地组合在一起，形成u m l 模型，从而为设计用于实现b o s s 系统实际使用的共享数据模 型提供参考模型。图2 - 2 给出了u m l 模型图的一个事例： 6 第二章基于a g e n t 的分布式数据共享模型( a - d d s m ) l r e q u e s i i b u s i n e s s i n t e r a c t i o n i t e m i i iii i+。；。c。u。s。t。om纛ero；。rd。e。r；。，。，降。u：st巾o，me；r。c!rr孳ae；l。里i+assignedpriorityo i 。i i i l ，r ，；。j n f l r 一n j ，t + _ l l 协。；黜弧。咖。；。；。，。，厂- “ 丁 i i p r o d u c t o r d e r ll l o c a l s e r v i c e r e q u e s t lc c e s s s e r v i c e r e q u e s t | | d i r e c t o r y s e r v i c e r e q u e s t ii i| i | i | | 图2 - 2 客户订单相关实体图 2 2 从企业信息到实现结构 2 2 1s i d 实现所面临的问题 n g o s s 体系结构及其分布式组件思想对把b o s s 建设成灵活、可扩展、分布式松散 耦合的系统起到非常关键的指导作用，但把指导思想应用到具体系统实现时仍有很多问题 需要解决，在共享信息服务模型的实现中会遇到如下几点问题： 首先，由于业务经常的变动组合，需要应用组件层灵活变动以及重新组合来满足需求， 应用组件的变动必然导致它所调用的底层共享信息服务层组件的变动和组合，这样的变动 组合带来了以下两个问题：应用层需要的数据往往不是数据组件所代表数据的简单相加， 而是相互组合的逻辑数据，在传统的系统中，这种功能主要是通过事先在数据库层定义的 视图、存储过程或在业务逻辑层手动编写s q l 调用代码来实现的，而在以分布式组件技术 为基础的系统开发中，如果还要手动的编写组合代码，就会失去灵活性，也不是n g o s s 指导思想的本意。在数据调用修改过程中，需要满足数据的a c i d 事务特性，而这些事 务特性的满足如果在应用组件层通过编写额外的代码来保证，也会失去系统的灵活性，还 有就是通过数据组件的自身相互协调来满足调用的事务性，而这种智能性的行为组件本身 是不可能具有的 其次，在n g o s s 对共享信息模型的指导建设中。为了最大程度满足信息数据共享， 把信息数据分成了不同的域【2 j ，但在域与域之间仍然存在着相互调用的情况，而不同的域 可能分布在不同的物理或逻辑环境中，这就对跨域调用中对信息数据的事务性及协同操作 的实现上带来了难度。 最后，共享信息服务层所包含的信息域以及更细颗粒的组件会随业务的调整以及系统 的合并或拆分而发生变化，例如组件与组件的合并，组件自身的更改、删除，组件所属域 的变化等，而这种变化是在分布式环境下完成的。这势必会对应用组件层产生影响，所以 7 东南大学硕士学位论文 怎样让共享信息服务层主动地自我调整从而达到对应用组件层透明就成为需要解决的问 题。 以上所存在的问题就要求共享信息服务模型具有智能性、透明性、交互性和主动性， 以及具有推理和规划能力。而应用现在逐渐成熟的多a g e n t 技术就能很好的实现这样的系 统。 2 2 2a g e n t 的概念和相关技术 a g e n d 7 j 1 4 1 6 1 7 2 3 1 起源于2 0 世纪7 0 年代，属于人工智能领域中分布式人工智能( d a d 研究的内容。在这里我们认为a g e n t 是指具有一定知识、智能、思维能力和自治能力，并拥 有某个或某几个目标，能和环境进行交互( 即作用和受作用于环境) ，能和其它a g e n t 相互协 作的软件或硬件实体。 a g e n t 具有以下基本特性： ( 1 ) 智能性( i n t e l l i g e n c e ) ：在这方面，智能a g e n t 可以做很多有高技术含量的工作， 模拟人的智能行为。 ( 2 ) 驻留性：a g e n t 可以驻留在一定的环境( 物理世界和数字世界) 之中，能够感知环境 的输入，例如对某些事件的发生产生反应，通过动作和行为来影响环境。 ( 3 ) 反应性：即对环境的感知和影响。无论a g e n t 处在现实的环境中还是在虚拟的环境 中，它们都可以感知所处的环境。并且及时做出相应的反应。 ( 4 ) 社会性：a g e n g _ 间可以通过某种协同机制来相互合作以完成任务或目标，这是 a g e n t 最重要的特性之一，也是a g e n t 社会性的具体表现。 ( 5 ) 主动性：a g e n t 并非简单的针对周围环境和其它a g e n t 的行为作出被动反应，而是 主动的与环境交互，与其它a g e n t 进行交流进而作出基于目标的行为。 ( 6 ) 自主性：a g e m 的工作可以不受周围的人或者其他a g e n t 的影响，根据自己已有的 知识和内部状态进行决策，完成任务。 多a g t 系统 删 多a g e n t 系统侧重于研究多个a g e n t 如何协调工作，以完成单个a g e n t 无法完成的任务。 多a g e n t 系统与单a g e n t 系统的本质区别在于，多a g e n t 系统支持a g e n t 问的通信，主要关心自 主a g e n t 间的合作。目前，多a g e n t 系统的研究主要用于大型复杂智能系统、大型信息系统等 场合。 a g e n t 的理论模型 a g e n t 的基础理论主要是研究如何构建a g e n t 的理论模型。并在模型的基础上设计内部模 块以及它们之间的关系，从而使a g e n t 具备所需的各种基本属性。不同的模型具有不同的结 构，同时又有各自的优缺点。从实际运用的角度看，选用哪种a g e n t ，用哪种结构，在很大 程度上取决于a g e n t f ，i ：在环境的性质。本文根据多a g e n t 系统结构和现实功能需求采用f i p a a g e n t 模型作为参考模型。 f i p a p ”定义了一个a g e m 平台参考模型，该模型提供了a g e n t 的运行环境。a g e n t 管 理的内容包括：白页服务、黄页服务和消息传输服务。白页服务指a g e m 的命名服务和存 取控制服务：黄页服务主要包括a g e n t 定位服务和a g e n t 注册服务；消息传输服务保证系 统内外消息通畅流动。整个系统框架包括以下元素：a g e n t ，d f ( d i r e c t o r y f a c i l i t a t o r , 目录 引导器) ，a m s ( a g e n t m a n a g e m e n t s y s t e m 。a g e n t 管理系统) ，m t s ( 消息传输系统) ，a p ( a g e n t p l a t f o r m ，a g e n t 平台) 和软件( s o f t w a r e ) 。f i p a 的a g e n t 平台参考模型如下图所 示： 8 第二章基于a g e n t 的分布式数据共享模型( a - d d s m ) ll l 鲥l t l 蜘t n a t r o n a g e n tm a n a g e m e n td i r e c t o r y a g e n t s y s t e m f a c i l i t a t o r iii g e s s a g et r a n s p o r ts y s t e m f 图2 - 3 f i p a a g e n t 平台参考模型 参考模型中各组件说明： 目录导引器( d f ) ：目录导引器提供给其它代理黄皮书服务，代理必须跟目录导引器注册 它所提供的服务，代理也可以向目录导引器查询其它代理所提供的服务，多重的导引器可 以存在于同一个代理平台，也能形成结盟。 代理管理系统( a m s ) ：代理管理系统负责行使对代理平台存取及使用的监督控制工作， 在一个单一代理平台上只能存在一个代理管理系统。代理管理系统维护代理标识a i d ( a g e n t i d e n t i f i e r ) 目录，这个目录包含代理向代理平台注册的传送地址。a m s 提供给其它 代理白皮书服务，每一个代理必须在a m s 注册，以便获得有效的a i d 。 消息传送系统( m t s ) ：也称做代理交互通道( a g e n tc o m m u n i c a t i o nc h a n n e l , a c c ) ，负责控 制代理平台内的所有消息传送，以及控制与远程平台之间的消息传送。 代理平台( a p ) ：提供代理运作的实体基层组织，代理平台的构成包括：机器、操作系统、 代理支持软件与f 1 p a 代理管理组件( o f 。a m s ，m t s ) 。 软件：能够让代理存取的执行指令集。例如增加新服务、获得新通信协定、获得新安全 协议等。 9 东南大学硕士学位论文 2 3a - d d s m ( 基于a g e n t 的分布式数据共享模型) 2 3 1 模型框架结构 甲甲甲甲 图2 - 4a - d d s m ( 基于a g e n t 的分布式数据共享模型) 注：本模型中的物理数据存储器不一定是关系数据库系统，它可能是文本或x m l 格 式的文件系统或其他存储设备。 本模型是严格按照s i d 思想的要求来划分所需共享信息数据的子a g e n t ，是根据电信 支撑系统现状和发展的现实需求而提出的，它只满足信息数据的共享需求，和e a i 以及 s o a 所提出的思想和框架不同，它不是对应用的集成和共享，而是为上层应用提供统一的 接口，当应用需要用到信息数据时，只需要透明的调用这个统一接口a p i 。 本模型中的多a g e n t 层具有的功能有： ( 1 ) 对应用组件层数据调用透明：当应用层需要处理数据( 例如：查询、修改等) 而 调用数据组件时，只需要给出待处理的数据字段名称，不用给出数据所属的一个 或多个数据组件的名称，也不用给出处理数据的条件，这些工作由多a g e n t 层实 现，这样就可以大大降低应用组件层和数据组件层的耦合度，从而提高了业务层 的灵活性和可扩展性，也大大减少了编码量。这里为了简单明了起见，我们举一 个s q l 查询的事例( 实际的组件调用方式类似对象调用，和数据库的s q l 语法 不同) ：s e l e c t u s e r i d ( 客户号) ，u s e n a m e ( 客户名) ，b a l a n c e ( 余额) ，l a t e f e e ( 滞 纳金) f o r m u s e r ( 客户表) ，b i l l ( 账单表) w h e r e u s e r u s e r i d = b i l l u s e r i d 。这 里应用组件层只需要给出：s e l e c t u s e r i d ( 客户号) ，呲n a m e ( 客户名) ，b a l a n c e ( 余额) ，l a t e f e e ( 滞纳金) 。 l o 第二章基于a g c a t 的分布式数据共享模型( a - d d s m ) ( 2 ) 对数据处理的事务性支持：在对数据处理过程中，由多a g e n t 层判断是否需要事 务性保证，如果需要则对本次数据处理初始化一个事务线程来保证数据处理的 a c i d 特性。这里的事务处理分两类：域a g e n t 内部的事务处理，即所涉及的 数据包括在单个域a g e n t 所控制的数据组件内。全局事务处理，即需要事务保障 的数据属于两个或两个以上的域a g e n t 管辖区，这样的事务需要在管理a g e n t 控 制下。由管理a g e n t 和域a g e n t s 共同协作完成。 ( 3 ) 跨域数据处理：当应用层所需的数据超出单个域的范畴时。由主域a g c n t ( r p ： 提供数据最大的域) 在管理a g e n t 的帮助下与其他的一个或多个域a g e n t 交互合作 来完成数据处理。 ( 4 ) 数据组件的自动调整：当共享信息服务层所包含的信息域以及更细颗粒的组件随 业务的调整以及系统的合并或拆分而发生变化时，例如组件与组件的合并，组件 自身的更改、删除，组件所属域的变化等，多a g e n t 层通过自我调整或通过人机 接口作调整，从而使共享信息服务层对应用层透明，避免业务逻辑层的修改。 ( 5 ) 一定程度的负载均衡：在b o s s 系统中，业务处理的频度是有时效性的，例如： 营业系统和计费系统白天很繁忙而夜间业务量很少，帐务系统在月底和月初出帐 的时候很繁忙其他时间则相对比较空闲。虽然域a g e n t 不是和上层的业务系统一 一对应的，但某一业务系统必然有一个或多个主域a g e n t 提供最多的数据，例如 营业系统中所用到的客户域和产品域，所以为了提高数据组件的响应速度。增加 并发量，可以通过域a g e n t 发出申请，由其他的比较空闲域a g e n t 在共享资源的 基础上提供帮助来共同完成某个域的数据处理。 ( 6 ) 命名服务：命名服务由管理a g e n t 中的命名服务a g e n t 来提供。由于系统的动态 性和时效性，很多资源和共享数据会随时间不断的变化，而每个域a g e n t 由于资 源和效率的原因不可能时时更新其他a g e n t 的访问路径信息、状态信息、共享信 息等可能用到的外部资源。把共享的信息统一存储在命名服务a g e n t 中并由它统 一管理，这种机制类似j 2 e e 中的j n d i 服务。当域a g e n t 需要共享信息时，只要 访问命名服务a g e n t 即可，当域a g e n t 中有共享部分发生变化时，时时的把变化 信息送到命名服务a g e n t 中。 2 3 2 域a g e n t 的构建 域a g e n t 的结构模型，如图2 5 ： i i i ih l 图2 - 5 域a g e n t 框架模型 域a g e n t 和共享信息服务层划分的每个共享域相对应，对共享域进行管理并和管理 东南大学硕士学位论文 a g e n t 及其他域a g e n t 合作共同为应用组件层提供服务。它的主要功能有：l 、对共享域进 行管理并对应用层提供信息服务，当信息完全由本域提供时，通过信息处理a g e n t 处理应 用层的调用信息，然后执行调用任务，最后返回结果，在信息处理过程中如果需要事务支 持，则由事务管理a g e n t 提供事务性保证。如果信息的处理涉及其他共享信息域，则本域 a g e m 作为此次调用的总指挥在管理a g e n t 的帮助下与所涉及域的域a g e n t 进行协商，共 同完成此次任务，在此过程中如果需要事务支持，则由管理a g e n t 中的全局事务处理a g e n t 统一管理此次事务。2 、当共享信息域中的信息组件发生变化时，对应的域a g e n t 主动地自 我调整资源库，并把变化信息即使的发送给管理a g e n t ，以便其他域a g e n t 共享此变化。3 、 当一个域a g e n t 比较空闲并接收到其他域a g e n t 的请求帮助信息时，可以在共享其他域 a g e n t 资源库和策略库的基础上提供处理信息的帮助，从而做到一定程度的负载均衡。 2 3 3 管理a g e n t 的构建 管理a g e n t 的结构模型，如图2 - 6 ，一、 管