（计算机应用技术专业论文）支持工作流管理的移动agent系统的研究与实现(1).pdf

声明 本人郑重声明我所呈交的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，也不包含本人或其他人在其它单位 已申请学位或为其它箱途使糟过的成果。与我一间工俸的同悫对本研究所徽的 所有贡献均已在论文中作了髓确的说弱并袭示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 瓴熹 日期： 们蹲g 遗粤a 关于论文使用授权的说臻 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印侔，允许论文被查阕和僭阕；学梭可鼓公布论文酶 p 全帮或瀑分悫容，可以采震影印、缩印或者其它复钱手段摄存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 妓赭辫稍卜锄繇硝晾嘶刚霜 浚：请擦憩菱蠢| i 在论文蓄夏。 西安建筑科技大学硕士学位论文 论文怒塑：支持工 乍涟管理的移动矗g e n t 系绞的磺究与嶷残 专数：诗冀毒锺痖瓣棱零 硕士生：何篱 指导老师：赵文静教授 摘要 随蓑i n t e 牲端t w w w 在全戢界范露内的迅猛发展，多矗g e n t 系统的磺究戏必强 今软伟技术发展的热点。多a g e n t 系统通道对自主a g e n t 间的并发计算、协同工作 戆支掩，拔认为楚蕊实黪分靠、拜放系统中闷题求鳃的逑一步发展。多a g e n t 繁绞 中，移动矗g e n t 为蒸予强| e 燃戡翡分蠢式波趱摇供了秘灵活酶诗舞横式。 移动a g e n t 怒一个能在舜构网络中自主地从一台主机迁移到另台主机，并可 与其他a g e n t 戏资源交互的稷序。工作流龄理系统搬运行在一个绒参个工作流引繁 上爱予定义、实聪器警建王撵滚运行豹一爨较箨系统，它与工终流执行者( 人、应 用) 交互，臻进工作流实锶的执行，并滥控工作流酌遮行状态。支持工作流管理的 移渤a g c n t 系统闭以使异构网络中的分稚式工作流的镑理更加简单灵活。 本文醣变态容是2 0 0 3 孥获珏謇叁然辩学基金矮瓣“多a 嚣n 毫系绫乎台戆安全 穰磷究”静一部分。文孛莆巍分析了a g 州，蓼动a 黼嫩兹概念、特牲及其涟辫发 展继承关系，婚髂了移动a 盛# n t 在低带宽、高延迟环境下的优势。然后深入研蹴了 移蹬a g e n t 迁移瓤裁、移动a 霉鼢t 系缝蜜全幢策略等帮荧螯魂a g 蹴t 浆关键技拳， 绘凌了支努z 终瀛譬理戆穆臻盎辩t 系统模壅。最惹参照互揉露戆耱囊菹飘a s 器 和f i p a ，结台工作流管理现状中出现的添性差等闯聪，将工作流铃理技术与移幼 a g 哪系统乎岱察现融合起搬，研究并翩挎实瑗了支撩工作流管理的移魂a g e n t 系 绫术矗窑拯戆怒穆与安全爨羚壤疆。舞多a g e 整t 系筑警台孛藩安全浚舞霉舔究散了 预姘与探索置绍。 【关键词】移动a g e n t 、多a g e n t 聚统、工作流镑理、迁移、安全、c a 【论文类擞】羞稳舔裁 西安媳绞科技大学硕士学位论文 t i t l e ：t h er e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no f m o b i l e a g e n ts y s l e ms u p p o r t l n g w o r k n o wm a n a g e m e n l m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i e dt c c 1 1 1 0 l o g y n a m o ：珏e q l 毽 s u p e r v i s o r ：p r o f _ z h a ow e n j j n g a b s tr a c t a si n t e m e t w w wd e v e l o p sf 印i d l ya uo v e rt h ew o r l d ，m m t i - a g e n ts y s t e m b e c o m e st h er e s e a r c hh o t s p o t so fc u r r e n ts o r w a r et e c h n o l o g y b e c a u s em u l t i a g e m s y s t e ms u p p o n sp a r a l l e lc o m p u t a t i o na 1 1 dc o o p e r a t i o n ，i ti sb e l i e v e da sm ef a r t h e r d e v e l o p m e n to fp r o b l e ms o l u t i o ni nt h er e a l i s t i c ，d i s t r i b u t e da n do p e ns y s t e m i na m u l t i a g e n ts y s t e m ，m o b i l ea g e n ts u p p l i e san e x i b l ep a t t e mf o rd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n b a s e do ni m e m e t m o b i l ea g e n ti sap r o 野a mt l l a tc a nm o v e 丘o mo n eh o s tt oa n o t l l e ri nt l l e h e t e r o g e n e o u sn e t w o r k sa n dc a l li n t e r c o u r s e 谢t ho t l l e ra g e ma n dr e s o u r c e w b r k n o w m a n a g e m e n ts y s t e mi sas o f t w a r es y s t e mm 嘣n g o ns o m ew o r k n o we n g i n e sa n du s e dt o d e f i n e ，r e a l i z e ，a i l dm a i l a g et h ew o r k n o w w o r k n o wm a l l a g e m e n ts y s t e mc o m m l l i c a t e s 谢也e x e c u t o ri nw o r k n o w ( s u c ha sh 啪a i lo ra p p l i c a t i o n s ) ，a d v a n c e st l l ee x e c u t i o no f w o r k f l o we x 锄p l e ，m o l l i t o r sa 1 1 dc o n t r o l st h es t a t ed u r i n gt h e 、v o r k f l o we x e c u t e s m o b i l e a g e ms y s t e ms u p p o r t i n gw o r k n o wm a n a g e m e n tc a nm a k et h ed i s t r i b u t e dw o r k n o wi n h e t e r o g e n e o u sn c t w o r k sm o r es i m p l ea n dn e x i b l e t h ec o n t e n to f 血i sp a p e ri sap a r to ft 1 1 er e s e a r c ho fs e c u r i t yi m u l t i - a g e n t s y s t e mp l a t f o m l ，a ni t e mo f n a t l l r a ls c i e n c ef l l i l d ，s h a a n _ ) ( ip r o v i n c e ，2 0 0 3 f i r s t l y ，t h i s p a p e ra n a l y s i st h eb a s i cc o n c e p t s ，c h a r a c t e r i s t i c s ，a n dl o g i c a ld e v e l o p m e n tr e l a t i o no f s o f h a r ea g e n ta n dm o b i l ea g e n t ，s u m m a r i z e st h ea d v a n t a g e so fm o b i l ea g e n ti n i n s t a n c eo fn a r r o wb a l l d 稍d t ha n d1 a r g ed e l a y t l l i sp a p e rp a y sm o r ca t t e n t i o n st ok e y c o m p o n e m so fm o b i l ea g e n ts y s t e m ，s u c ha sm i 掣a t i o nm e c h a n i s mo fm o b i l ea g e n t ， a n ds e c u r i t ys t r a t e g yo fm o b i l ea g e n ts y s t e m 1 nt t l i sp a p e r ，am o d e lo fm o b i l ea g e n t s y s t e ms u p p o n i n gw o r k n o wm a n a g e m e n ti sa n a l y z e d r e f e 玎i n gt ot h em a s i fa n d f i p a ，t w oc o o p e r a t i o ns p e c 访c a t i o n s ，c o n s i d e r i n gs o m ed i s a d v a n t a g e so fw o r k n o w m a n a g e m e n tt e c l l n 0 1 0 9 y ，t h i sp a p e rt a k e su pw i t hc o m b i n i n gt 1 1 ew o r k n o wm a n a g e m e n t t e c h n o l o g yw i mm o b i l ea g e ms y s t e m ，r e s e a r c h e sa n dd e v e l o p st h em i g r a t i o ns t r a t e g y 1 j 西安建筑科技大学颥士学位论文 a n dt h es e c u t ys t r a t e g yi nt h em o b i l ea g e n ts y s t e ms u p p o f t i n gw o f k n o w m a n a g e ￥n e n t a l lo ft h e s ec o n t e n t sa r et h ep r 。m i s ef o rt h er e s e a r c ho fs 。c u r i t yi nm u l t i a g e n ts y s t e m p l a t f o 珊 【k e y w o r d s 】m o b i l ea g e n t 、m u l t i a g e n ts y s t e m 、w o r k n o wm a l l a g e m e n t m i g r a t i o n 、s e c l l r i t y 、c a 【髓e s i s 狮e 】f u n d 锄e n t a lr e s e a r c h 1 n 强安建筑科技大学硕士学位论文 1 引言 1 1 软件a g e n t 定义及移动a g e n t 概念提出”1 2 1 3 a g e m 的研究起源于人工智能领域。a g e n t 一词直译为“代理”，广义上它是 指具有智能的任何实体，包括人类、智能硬件( 如机器人) 和智能软件。到目前 为止，许多研究者提出了各自对a g e n t 的定义，但至今没有被大多数人认可的统 一的a g e n t 定义。考虑各自领域的技术特点，不同研究领域的学者对a g e n t 给出 的典型定义大致有两种。 1 a g c n t 是驻留于环境中的实体，它可以解释从环境中获得的，反映环境中 所发生事件的数据，并执行对环境产生影响的行为。 这一定义出自f ，a ( f o u n d a t i o nf o rh t c l l i g e n tp h y s i c a la g e m ) ，它是一个致 力于a g e m 技术标准化的组织。在这个定义中，a g e n t 被看作是一种在环境中“生 存”的实体，它既可以是硬件( 如机器人) ，也可以是软件。 而软件a 蹦n 研究者则对a g e n t 进行了如下定义： 2 智能软件a g e n t 是能为用户执行特定的任务、具有一定程度的智能、以 允许自主执行部分任务并以一种合适的方式与环境相互作用的软件程序。 与现在流行的软件实体( 对象、构件等) 相比，a g e n t 的粒度更大，智能化 程度更高。随着网络技术的发展，可以让a g e n t 不局限于初始执行的节点，而在 网络各主机问自主移动并执行，完成某些功能，这就是移动a g e m ( m d b i l e a g e m ) 的思想。 1 9 9 4 年，g e n e r a lm a g i c 公司在推出商业系统t e l e s c p t 时提出了移动a g e m 的概念，简单地说，移动a g e n t 是一个能在异构网络中自主地从一台主机迁移到 另一台主机，并可与其他a g e n t 或资源交互的程序，实际上它是a g e m 技术与分 布式计算技术的“混血儿”。移动a g c n t 不同于远程执行，不同予进程迁移，也 不同于a p p l c t 、s e r v l e t 。移动a g e n t 通过将服务请求动态移到服务器端执行，使 得a g e n t 较少依赖网络传输这一中间环节而直接面对要访问的服务器资源，从而 避免了大量数据的网络传送，降低系统对网络带宽的依赖。移动a g e n t 不需要统 一的调度，由用户创建的a g e n t 可以异步地在不同节点上运行，待任务完成后再 将结果传送给用户。为了完成某项任务，用户可以创建多个a g e n t ，同时在一个 西安建筑科技大学硕士学位论文 或若干个节点上运行，形成并行求解的能力。 移动a g e n t 具有自身的行为、数据、运行状态和路线，并且将其行为、数据、 运行状态和路线进行捆绑，作为一个独立的单元对象，通过其派遣和回收机制， 实现在网络计算机之间移动，以达到数据、信息的获取和传输的目的。其移动过 程是这样的：首先，在某个执行环境中创建了a g e n t 后，它可以携带自身的“状 态”和“代码”在网络中移动到满足它运行条件的环境中去，并在那里恢复和执 行。这里所说的“状态”是指移动a g e n t 在异地目标环境中能够重新执行所需要 的属性值，而“代码”是指移动a g e n t 执行的必要条件。图卜1 显示了移动a g e n t 的工作机制。移动a g e n t 在被派遣以前驻扎在派遣端，通过与本地的信息源链接， 获取本地的相关信息：当被派遣时，将本地的相关信息和操作发送到目的主机， 在目的主机上执行相关操作，并与目的主机的信息源进行链接，获取相关信息， 完成操作以后返回操作结果，并终止目的主机上被派遣移动a 鲫t 的运行。 扶收木地情息 图1 1 移动a g e n t 的工作机制 所以移动a g e m 技术具有如下主要优势： 1 、移动a g e n t 能较大地减轻网络上的数据流量 通过将服务请求a g e m 移动到目标主机，使得移动a g e n t 可以直接访问该主 机上的资源，与源主机间的交互变少，避免了大量数据在网络中的传输，把计算 移到数据上去进行，从而降低了整个系统对网络带宽的依赖，缩短了通信时延， 提高了服务质量。如图卜2 所示。 嚣安建筑毒喜羧穴学联掌经谂交 ；& 三丰i 三三丰；麴l ，蘸子r p e 方式 。一 主机a 主机b 一一一、厂“、 | b 一 葛丢i i 豁| 瞪t 一2 移动a g t 硪轻丽络受鼗 2 、移镄a 密雠蕤溢辩步懿方式塞空运檬 可以将墼完成的任务澍装剿移动a 辨n t 中，并邋过网络将其游瀵鼬毒，然质 就可以断开源主机与目标主机之间的连接。此后，移动a g e n t 就独立于生成它的 避程，著可异步鑫主操终了。澡主辍可虢在照爱逶誊斡簿捩再与嚣禄主氛连接并 按收计算结果。这对今后移动设备或移韵用户来说尤菇有用，因为目前移动设铸 上的计算皆依赖于昂贵而脆弱的网络连撩，它要求在穆动设备和圉寇网络之间建 立持续筑连接，这耱要求无涟鼓经济舔发袭援拳焦赛寒漭蚕是不十分理鏊静。 3 、移动a g e n t 具有较强的应变戆力 移动旭e n t 能够感知越运行环境，并对环境变化作出适当的发麻，它可以根 掇服务器秘鼹燎靛受裴动态决定移动强探，鸯裁予负载筠簧。j 龟鳋，掺费a g e n 游智辘露交还壤少了臻户程溯菱或覆寻辩所骰静判躜。 4 、移动a g o n t 有利于并行处理 移动a g e n t 在进行任势处理时可以动态剑建多个a g e n t 并行工佟，提高效率 并降低终鼗魏嗡痘酵麓。多移动a 辩麴蠢在霭络主参l 之簿魂态合理努毒垂鸯豹 独特能力，能够按一定规贝来维持解决巢个特定问题的最优配置。 5 、移动a 璺e n t 具有天然的异构性 努毒式鼹终计算平台往往是异稳懿，霭移魂a 嚣燃遥鬻独立予褥定麓蓑褒静 环境，仅仅依赖于冀运行环境，所以移动a g e n t 是避行茏缝系统集成的最优条件。 6 、移动a 胛n t 具有很强的健壮性和容错能力 移动a g 胤曩有瓣 预麓状态帮事件瞧童变熊力，送使褥捣建键齄窝窖镄继 好翡分布式系统变得稳辩骞翳，当一台主褫关秘对，所有正在该主钒上运行翡移 幼a g e n t 会得剿警告，并谢充足的时间移动到另一台主机上并继缕运行。 在概念上，一个基于移动矗g e n t 的戏餍由缛移动a g c m 构成( 正懿一个嚣 疯对象簸瘦掰囊一蕴对象梅成) ，每一个a g e 珏 鬏据蠡赛戆嚣稼帮环壤靛获琵蛰 渤到拥有计算所需资源的节点上进行计髀。计算的过程中，可能需要与其他a g e n t 西安建筑科技大学硕士学位论文 ( 可以是同一应用中的其他a g e m ，也可以是运行系统提供服务的公共设施 a g e m ，甚至可能是其他应用的a g e n t ) 进行通信协作。这一步的计算完成以后， 该移动a g e n t 自主地决定下一步的动作，直至其任务完成自动消亡。 与其他分布计算模式( 如o m a c o r b a ) 相比，这种基于移动a g e n t 的分 布计算模式有这样一些新特点：从应用的角度看，真正实现了“网络就是计算机” 的理想，不仅应用所需资源分布在网络中，整个应用逻辑都可以在网络上运行； 从系统的角度看，服务是客户化可定制的，其使用不再限于既定的方式；从通信 协作的角度看，通信的旭e n t 是自主的a g e n t ，可以实现对等( p e e r t op e e r ) 的 通信模式。 1 2a g e n t 研究课题分类及发展方向。钔“们 目前移动a g e n t 主要研究的关键技术有： 1 ) 移动a g e n t 理论模型，一般基于b d 理论，通过信念( b e l i e f ) 、愿望 ( d e s i r e ) 或意图( i n t e 埘o n ) 属性来预测a g e n t 的行为，目前大多数学者利用 模态逻辑理论来研究b d i 理论模型，得出一些有效结论。 2 ) a g e n t 通信语言( a c l ：a g e n t c o m m u l l i c a t i o n l a n g l l a g e ) ，是基于言语一 行为理论( s p c e c h a c t ) ，定义a g e n t 及服务环境间协商过程的语法和语义，常用 的a c l 有k q m l ( k n o w l e d g eq u e r ) ra i l dm a l l i p u l a t i o nl a n g u a g e ) ，和f i p a a c l 。 目前出现了一些k q 瑚l 的开发包( 如k a p i 、j k q m l 等。) 3 ) a g e n t 传输协议( a r p ：a g e n tt r a l l s i t i o np m t o c 0 1 ) ，定义了移动a g e n t 传输的语法和语义，具体实现了移动a g e n t 在服务环境间的移动机制，i b m 提出 的a r p 框架结构定义了一组原语性的接口和基础消息集，可以看成是一个a g e n t 传输协议的最小实现，目前研究重点是可靠而实时的传输。 4 ) 互操作性，主要是0 m g 制定的m a f 规范。基于语义( 底层) 的互操 作性是目前的研究重点。 5 ) 移动a g e n t 系统的安全问题，主要有三个方面，一是移动a g e n t 之间通 信的安全保护；二是保护执行环境免受潜在的恶意a g e n t 的损害，即保护主机； 三是保护移动a g e n t 免受潜在的恶意服务器和环境的攻击，即保护移动a g e n t 。 6 ) 移动a g e n t 标准化组织及其规范，目前推动移动a g e m 标准化工作的最 有影响力的国际组织为0 m g ( o b j e c tm 锄g e rg r o u p ) 下属的a g e n t w o r k i n gg r o u p 和f i p a ，还有其他一些相关组织，如a g e n ts o c i e 叭c l i m a t e 、d a r p a 、a g e n t l i i l l 【 西安建筑科技大学硕士学位论文 等也在积极进行研究。 7 ) 目前移动a g e n t 由理论探索进入实用阶段，出现了三类移动a g e n t 系统 的开发平台( 从开发语言分类) ，一类是基于传统解释语言的( 如g e n e r a lm a 西c 公司的t e l e s c r i p t 平台) ；一类是基于j a v a 语言的( i b m 公司的a g l e t 平台和g c n e r a l m a g i c 公司的0 d y s s e y 平台) ；另一类是基于c o r b a 平台的( 如i k v + + 的 g r a s s h o p p e r 平台) 。从开发的移动a g e n t 平台来看，基于m a s i f 规范( m a s i f 9 7 、 m a s l f 9 8 、m a f ) 、用】a v a 实现的、为用户提供二次开发接口，同时提供管理、 配置移动a g e n t 的平台系统是发展移动a g e m 平台的必然趋势。 目前存在的所有移动a g e n t 系统可以称为第一代移动a g e n t 系统。第一代 移动a g e n t 技术主要面向分布式计算，提供一个普遍的、开放的、综合的、灵活 的分布式应用开发框架，提供比传统网络编程方式更适合于分布式应用开发的新 方法。j a v a 语言无疑是第一代移动a g e n t 系统实现语言的主流，j a v a 语言将平台 无关性赋予移动a g e n t 技术，只要遵循互操作标准，就可以做到一次编程，到处 移动。然而平台无关性也逐渐显示出其不利的一面，为了实现可移植性，a 鼬n t 只能调用平台的通用功能，而某些平台所特有的功能则无法被a g e n t 充分地利 用，如：图形、视频加速器，多处理机，高性能的网络等。第一代移动a g e n t 系统无法解决“平台无关性和充分利用平台的个性”这一矛盾。解决这一矛盾的 方法之一是：建立一种可以体现平台个性的机制，而这正是推动移动a g e n t 技术 进一步发展的动力之一。 事实上，设计一个完整的、大型的移动a g e n t 系统需要考虑很多方面的技 术，如持久性、资源分配、容错性、状态捕捉、安全、通信、协同、开发语言等， 然而具体的应用可能只需要使用其中某一部分的概念。p i c c o 指出，现在软件产 业正在经历场基于组件的革命，他建议把移动a g e t 系统也构建成一组移动组 件，例如某一组件只提供迁移，另一组件提供安全，再另外一个提供通信等。设 计者可以根据具体应用的需要增加、删除某一组件，或向组件中增加一些功能。 这种基于组件的方法将大大提高移动a g e n t 系统设计的灵活性，但其所面临的挑 战也是巨大的，如何从现有的技术中提取一些关键的概念和思想组成一套标准 的、可重复使用的、不相交的组件是将来主要的工作方向。 移动a g e n t 技术和智能a g e n t 技术( 包括多a g e n t 技术) 的融合是一个重 要的发展趋势。目前，移动a g e n t 和智能a g e m 是两个分离的研究领域，只不过 都采用了”a g e n t 词。移动a g e m 主要研究代码移动的实现技术，研究人员多 数来自分布式、操作系统、软件工程等领域；智能a g e m 和多a g e n t 主要研究单 个a g e n t 的特性、表示和推理，多个a g e n t 系统的联合意图、协作和规划，研究 珏安建筑科技大学硕士学位论文 者大都来自人工智能、社会学、心理学等领域。两个颁域结会的愿望由来久已， 移动a g e n t 的一些特性( 如：反应行、自治性、导向目标性和针对环境性等) 都 是添垂磐戆a g 蝴t 。毽在理除段，移动a g e 魅酶糖疑运遗这不蠲餐筢a g e a t 瓣汞 平。1 1 1 t e m e t 的发展趋势要求a g e n t 同时具备移动能力和高智能，以帮助个人和 企垃在两绉数字毽界中援索锖怠，魏行任务。如瓷分布式信息瓷询中，被发送出 去的a 2 e n t 不仅需要自主导般的移动自力，还需要信息的理解憩力( 如盎然添言 理解) ，这样才熊找到用户真芷需要的信息。c o a b s ( 基于a g 跏t 的控制系统， c 赶_ o lo f a g e 珏| 岛a s e ds y s 熟建 是美颡毫缀耱簿臻究专 划著( d a r 黔) 歪奁钛事 的一个大型研究项目，熊研究机构由来自工业界和学术界的2 s 个研究小组组成。 其疆终蟊的是建立一个分布式的a g e n t 障洛( a g o mg 蕊) ，任何一个a g e m 都可 以进入该系统，注鼹它提供黝服务，也可以使用系绞中其瞧a g o m 提供熬殿务。 项围中的移动a g e n t 研究小组主要研究在世界范阐内的分布式网络中( 包括由通 信受星缀成豹无线潮络) ，a g e 珏t 如侮浇速、准确遗移动翻嚣瀚主梳。c o a b s 目 前所从事地研究工作积极地推动了移动a g e n t 技术和智能a g e n t 技术的有机融 合。 在本文中研究的支持工作流管理的移动a g e n t 系统，将主要对系统中移动 a g e n t 之间的通信，a g e n t 的迁移机制，以及系统的安全性问题进行分析，并基 于j a v a 语言，用面向a g e n t 的思想实现移动a g e n t 系统的部分性能。 1 。3 本文的研究目的、内容与意义 1 3 1 课题背景哑”州2 。1 进入2 0 世纪9 0 年代以来，计算机网络，尤其是h n e m e t w 偈，在全世界 范围内迅猛发展，一方面为其用户提供了无比丰富的信息资源和各种通讯手段， 另一方面也使得用户寻找、处理所需的信息变得异常困难。如何合理、有效地利 用i n t 啪e t 上巨大的计算资源成为研究者所关注的重要问题。传统网络中，分布 式计算技术都是基于c s 模式。通过消息传递( m e s s a g ep a s s i n g ，m p ) 或远程 过程调用( r e m o t ep m c e d u r ec a l l ，r p c ) 等方式，通信双方进行远程通信。随 着新型网络应用的出现，c s 模式的局限也日益明显，其远远不能适应当今快速 多变的网络应用需求。在这种环境下，一种基于组件的分布式对象技术开始出现， 与传统的c s 模式相比，它能够适应更大规模的网络环境，并且通过中间件机制 话蜜建筑科技大学硬攀使论文 _ 聚屏蔽网络的擀构件。目前，主流的分布式对象技术谢o m g 的c o 姻a ，s u n 公蔼筑r 艇l 秘e 沼，疆及粼e r o s o 建戆e 醚国c 0 醚。尽管懿魏，镶囊懿将疑爨 然是物理上瓣艇孀分布秘数瓣分毒，逻瓣上是接象翡黧中，纛量遂翻缺少委衰弱 崩主性，对周围的环境也不麒有一定的感知能力。 多a 嚣e n l 系统通过对魏主a g 瓣闼豁并发诗算、游霹工谨戆支持，搜谈为 怒骥实的分布、开放系统中阅题求瓣的避步发篪。猩多a 鐾。嫩系统孛，移裁 a g 不尚限于初始执行的节点，而可在网络各主机悯自主移动，通过计算机网 络，蓼魂a 窖蝴t 霉携带鑫舞状态瑟代弱飘一个嚣境转移戮另一弼辘中著谈菠拽 行，它戈藻予蠢l t c 翔e t 熬分南蔽应麓提供了一耱灵活的计算模式，巍予它其商良 好瀚网络遥巍虢力，将有着广阔的应糟前祭。然而，移瀚a g e n t 技术涟有很多技 术潍点霰要竟暇，例如计算蠲蟪中的异攒髅闻题，a 辨n t 舱逶艨- 陡游耀等。 莲蕾移动a 辩t 菝术稳瞧予囊务、分蠢式谤箨、绩惑援絮等镁蠛兹深入， 蜜衾性趣蘧嚣褥嚣盏重蘩，威该提赉熬餐安全豫簿然系采鬻疯解决移动a g e 矬t 祭缡的安众问鼷。如果没有缀好的安金性，将无法在实际中应用移动a g e n l 系统， 只姥箨整疆毽谂聚究瓣段。爨犍，蠢磐甏努辑了鳃移动a g 鞠t 装统鹱嚣漆魏安全 威胁及安全嚣球，研究安全瓣策，谍求霹露豹安全簿次方案。 基于以上原因，本课磁缀在2 0 0 3 年申请了“陕西省自然科学瓣捡”项网一 一“多a 鐾c 礁系统豹安全憋磷究”，零文靛骚突袭成文过程结合谖熬避度，主癸 避行对移凌a 辨嫩系统平台特性的分辑，戳及对擒建移动a g e 嫩系娩靛一些关键 披术的研究。 。3 。2 溺蘸掇穗焖湖渊 工作流魑补对工作中具有固定程序的常规活幼而提出的一个檄念，起源于 生产缓缀裙办公蠡凄纯矮域。逶过爨工作涟动努黧藏定义嶷努的饪努、爨龟、巍 鲻辩过程采进行挠i 行帮鼗掩，遮至g 撬高生产缀织泰乎秘工终效搴酌爨戆。工终漉 技洙为企妲更好地实现经营目标提供了先谶的手段。工作流技术在2 0 世纪8 0 年 代中赣发展怒求，g o 年 弋隧漪计算槐帮瓣络技拳翡发袋，该技术褥瓣了抉速魏 发箴，骛爨蔻程生产割速效镶臻，缝合先遴静联潆瘦弼蒸统褥戮较磐撼应臻。 工释流管瓒系统( w o 撤f l o wm a n a g 黼戚s y s t e m ，简称w f m s ) 指运行擞 一个或多个工作流弓l 擎上用予定义、实现秘管理工作流逡行的一套软体系统，意 专王雩# 流簸嚣蠢( 入、痰惩) 交互，箍避王露滚实爨懿狻嚣，著整靛王终滚鹣逶 行状态。镑慰丈受褒伐企娆中麴整务过程鬻嚣涉及努毒奁不嗣蟪瑾键誊上秘诲多 磁安建筑科技大学硬士学位论文 资源、工具和人员的特点，w f m s 必须能进行全分布任务殿其调发的定义。如 槊任务和任务间的协同信息可以被分布到异质环境中，一个任务的改变不能影响 到整令犍务过程，这藏增强了对w f m s 翡可扩充牲稻可靠蛙翡要求。 随着c o r b a 和j a v a b e a l l s 等分布式对象技术的成熟，人们也开始用它来构 造工作流系统。但是现有的系统中大多没有使用面向对象的体系结构去构造出最 终用户可以重构的w f m s ，而仅仅使用分布式对象设施把集中的控制数据存储 到分布的环境中去，或在工作流引擎问交换任务运行中的“状态或事件”。 因为分布式对象设施成为分布式异质系统的构造标准，它能为分布式工作 流的各组件提供必要的分布和通信能力，帮助工作流系统实现任务的动态调度。 因为分布式对象之间可以直接通过远程过程调用与“磋商”确立任务间的依赖关 系，基于分布式对象可以很好地建立任务流模型的w f m s 。随着分布式对象编 程环境的发展，a g e t 概念逐渐被基于分布式对象的应用系统所采纳：一个工 作流业务过程可以很自然地被看成是一个由能自主完成各自任务和进行任务协 同调度的a g e n t 的集合。而本文所研究的内容，就是致力于将移动a g e n t 技术与 工作流管理结合起来，试图解决异构环境下一般工作流系统所欠缺的柔性、自适 应性、智能性、自主性和规范性以及工作流系统之间的互操作等问题。 1 3 3 本文研究内容与意义 在工作流应用中，业务的各个环节所需的资源以及对资源的操作分布在不 同的节点中，整个业务的完成具有流动的特点。对此，移动a g e m 可以利用自身 的自主性和流动性，将相关的信息封装在移动a g e m 之中来进行操作。这也是近 几年来移动a g e n t 技术应用的主要研究方向之一。本文将对移动a g e n t 系统发展 现状进行必要的分析，并对支持工作流管理的移动a g e n t 系统及其实现的关键技 术做出深入分析；在此基础上，着重分析了移动a g e n t 系统中的迁移机制和安全 策略的设计思路，包括移动a g e n t 系统中的c a 的设计等。 本文通过对支持工作流管理的移动a g e m 系统的深入分析及论述，对当前 的移动a g e n t 技术有了更深刻的理解，并对支持工作流管理的移动a g e n t 系统的 改进和发展方向做了简要的分析。 1 4 本文组织结构 本文共分五章。第一章分析现有a g e n t 存在的问题，发展中的技术难点， 鼹蜜建筑毒i 技大学颈士学位谂文 提出本文研究内容与意义；籀二章椴述了移动a g e n t 平台及关键技术、规范的磺 究溪凝；第三鬻分辑了工俸滤管理夔基本浚程，舒霹z 终滚管璇孛存在魏技拳瓣 熬，擒建了支黪互嫠滚管理熬移动a 嚣娥祭统模燮。本文粒重悫在篱鹾章，讨论 了灏向a g e m 技术思想，及其在构建移动a g e n t 系统中的应用，并撼予此，叙述 了移套a g e 娥系统率懿a g e 嫩迁移稳瓤麴塞现，最压考惑移动a g e n t 黪安全瓣题， 自主竣诗著实瑷了一个e a ( c 哦i 羲瓣i o n a 躲魄豳t i e s ，数字_ i 芷书谈谖中心) ，最终 将途些技术与工作流管理系统融合起来，寓现了支持工作流管理的糁动a g e n t 系统懿关键部分。 譬 嚣安逢筑磋技大学颈士学位论文 2 移动a 8 e n t 概述 2 ，1 移动a g e n t 系统的体系继梅 ， 2 1 1 移动a g # 髓系统的慧体结构”饼” 鲡图2 一l 掰示，移动a 舻n t 体系结褊可是义为黻下辎鬣关联瀚模块；安全 代璎、环境交互模块、任务求解摸块、知识牟、痰都状态鬃、约束祭佟和器出策 赡。体系缭搦麴浸乡 罄为爱垒代疆，它怒a g e m 与辨器环浚遥信瀚中介，执行 a g e n t 懿安全繁咚，腿壹癸爨繇境对a 秽n l 的棼法访蠲。a g e n t 逶遭巧凌交互模 块感知外部环境井作用于外部环境。环境交互模块实现a c l 语义，保 芷使用相 潮杰e b 懿矗g e 箍量颡焱g 稀t 鞭。懿 a 誊鼹瓷奎，蕊稼a 墨) 之溜麓歪确遴藩帮蛰谖， 蕊通信内容的谬义与a c l 强笑。a g e m 蜘任务求鼹模块包撼a g c n t 滟逶褥模块， 以及与a g e n t 任务相关的报联方法和规则。知识库是a g e n t 所感知的傲界和自身 模黧，箨保存农穆魏过程中菝取的螽识帮强务求舞络捻。肉蘸状态鬟楚a g 翱 执行过程中的洳前状态，它影响a g e n t 的任务求解过穰，同时a g e n tf ；| g 任务求解 又律瘸予海豁状态。约束祭体箍a g e n t 愈| 建者为保证a g e n t 的行为和往能而做出 的约象，如遂融漪耀、站熹襻壁辩阕及镁舞亮戏程度等，一般只毒铋建者键毒对 绱荣条件盼修敬校溅。路馥簸略决定a g e 娃t 的移动路张，路由策略可熊是静态的 a g 凇 | o 蛙列豪( 逶露予麓擎、溺礁豹谨务求解过程) ，或髫是基予烧翔豹动态 路由以满足复杂和j 扛确定性馁务的求解。 辨档环穗( a g e n t s t 戴其他a g e n t ) 脚2 一l 移动a g e n t 的结构模型 移动a g e n t 系统中a g 州t 懿移动嗣强务求解能力锾大裁度上浃定予a 王所 西安建筑科技大学硕士学位论文 提供的服务。一般来讲，a h 必须为移动a g e n t 提供的服务有： 生命周期服务：实现a g e n t 的创建、移动、持久化存储和执行环境分配。 事件服务：包括a g e n t 传输协议和a g e n t 通信协议，实现a g e n t 之间的事 件传递。 目录服务：提供定位a g e n t 的信息，形成路由选择。 安全服务：提供安全的a g e n t 执行环境。 应用服务：是任务相关的服务，在生命周期服务的基础上提供面向特定服 务的服务接口。 移动a g e m 的一般工作过程如图2 2 所示。在用户主机上( 如用户a ) ，用 户根据需求提出任务请求，然后创建出相应的a g e n t 。生成的a g e n t 由通信模块 通过i n t e m e t 网移动到某一a g e n th o s t ( a h ) ，并在该a h 中运行，从a h 中获 得a g e n t 运行时所需的资源。若在某一a h 中不能完成任务请求，则该a g e n t 可 以移动到网络中另一a h 中继续运行。一旦a g e n t 运行结束，便将a g e m 自身及 运行结果一起传回给用户a g e n t 。 訇_ ? 侈曲 z 鲫t 勺璀水 作杠架 图2 2 中，a h 部分实现以下基本功能：将a g e n t 传送到其他主机；从 其他主机接收a g e m ：运行a g e n t ；发送消息给a g e n t 或其他a h 。用户a g e n t 部分则实现以下功能：显示交互界面；设置内部数据域；将结果输出到指 定设备；发送消息给a h ；移动本身到其他主机；复制本身到其他主机； 返回用户主机；终止执行。 磁安建筑辩技大学硕士学位论文 2 。1 2 移动 g e n t 系统的舆体结构。3 移动a g e n t 系统主要由服务器端的a h 和服务请求端创建的用户a g e n t s 组 藏。系统豹基体培搀如銎2 3 ： 圈2 - 3 麒和稻产a g e n t 曲结构模型 1 ) 服务器端款a h ( a g e n t 寤主系绫) a h 为每个a g e n t 建立运行环境和服务接口，并利用a g e n t 传输协议实现 a g e n t 在两络主橇瀚静移动。禳据a h 必须为移动a 榉t 撬供酌服务，a h 由五 个逻辑层组成。 ( 1 )网络传送层怒现有网络通佰协议的接口。a h 通过网络传送层来通 服务嚣瓷源或其瞧黢务器遴嚣逶傣，a g c 珏浆转速霹接牧毽楚在露终簧送层完裁 的。在传送以前，先把a g e n t 的代码和状态信息序列化，然厢以序列化的形式发 送至逡程主梳上静对应程穿。按收对，a h 在绥翻a g e n t 届潼建a g e n t 代码及冀 要引用的对象，生成可执行的内蜜。 ( 2 ) 服务层 为a g e m 建立运行环境和安全保护机制，协调和监视各 a g e m 的运行。可为多个a g e n t 安排合理的运行环境，避免冲突，保护移动a g e m 不受非法操作。任何其他的移动a g e n t 系统组件想要与a g e m 通信都必须先通过 安全验证并获得授权。同时，还监控a g c n t 的运行状态，手机状态信息并计划下 一步对a g e n t 的操作。 ( 3 ) 接口层为a g e m 同宿主机、其他a g e n t 之间的通信提供底层界面。 ( 4 ) 语言解释层移动a g e n t 一般都是由跨平台、解释型语言( 如j a v a 、 t e l e s c d p t ) 实现的，a h 为移动a g e n t 建立相应的语言解释器，a g e m 在解释器 的支撑下工作。在a h 中可以存在多个语言解释器，用以解释由不同语言实现的 a g e n t 。 ( 5 )应用层所有用户的移动a g 朗t 都在应用层上运行并完成自身的任 务。 2 ) 服务请求端创建的用户a g e n t 用户a g e n t 是用户任务的完成体，在a h 所建立的运行环境中执行，其结 西安建筑科技大学硕士学位论文 构包括8 个部分。 ( 1 )接口层a g e m 与外部环境通信的中介和底层界面。 ( 2 ) 安全策略层提供对a g e m 自身的保护，防止外部环境对a g e n t 的非 法访问。通过对a g e m 的代码传送和状态信息加密保存来起到保护作用。在比较 可靠的系统中，可对a g e m 进行数字签名，不同系统间通过交换标准以利于验证。 ( 3 )任务求解层完成任务的求解和a g e m 的初始化、事件处理和转移等 控制工作。 ( 4 )内部数据模块保存a g e n t 运行参数和经a g e n t 处理并将发送回用户 的数据。 ( 5 ) 状态模块保存a g e n t 状态参数和历史纪录。随时记录a g e m 运行状 态，以便在a g e m 移动后从断点处继续运行，将此状态信息传送给a h 的服务层。 ( 6 )知识库为求解任务而构造的外部或自身模型。 ( 7 )约束条件用户为保证a g e n t