БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Выпускная работа по
«Основам информационных технологий»
Магистрант
факультета прикладной математики и информатики
кафедры информатики
Шалай Михаил Сергеевич
Руководители:
доктор тех. наук Буза Михаил Константинович
ст. преподаватель Кожич Павел Павтович
Минск – 2010 г.
Оглавление
Оглавление 3
Список обозначений ко всей выпускной работе 4
Реферат на тему «Применение ИТ в системах Мобильных агетов» 5
Глава 1. Введение 5
Глава 2. Понятия технологии мобильных агентов 5
2.1 Основные понятия 5
Глава 3. Использование мобильных агентов 12
3.1 Классификация и свойства агентов 13
3.2 Области применения мобильных агентов 15
3.3 Объекты стандартизации 16
3.4 Требования к реализации АС 18
Глава 4. Разработка информационной системы 20
4.1 Мобильные агенты в Java 20
4.2 Требования к системе 25
4.3 Постановка задачи 26
4.4 Классическое решение 26
4.5 Решение на основе мобильных агентов 28
Заключение 32
Список литературы к реферату 33
Предметный указатель к реферату 35
Интернет ресурсы в предметной области исследования. 36
Действующий личный сайт в WWW 37
Граф научных интересов 38
Презентация магистерской диссертации 39
Список литературы к выпускной работе 40
Приложениe А 41
Список обозначений ко всей выпускной работе
RP удаленное программирование
RPC метод удаленного вызова процедур
АС агентская система
ИТ информационные технологии
КИ коммуникационная инфраструктура
МА мобильный агент
МТ мобильные технологии
СМА система мобильных агентов
Реферат на тему «Применение ИТ в системах Мобильных агетов» Глава 1.Введение
Технология мобильных агентов достаточно новая, поэтому системы программирования мобильных агентов существенно различаются по архитектуре и реализации. Эти различия препятствуют интероперабельности и быстрому внедрению систем мобильных агентов. Учитывая уже существующие системы, как объектные, так и не объектные, следует выделить аспекты, которые необходимо стандартизировать для обеспечения интероперабельности систем мобильных агентов.
Интероперабельность достигается при стандартизации таких аспектов, как передача агентов и служебных используемых агентом классов или кода для необъектных систем между агентскими системами, а также управление агентами. Под управлением агентами подразумеваются функции администратора агентской системы, такие как создание агента заданного класса, его уничтожение, прерывание и возобновление деятельности агента, то есть соответствующем потоке управления.
Поэтому основной целью данной дипломной работы была рассмотрение и реализация таких моментов как:
разработать концепцию и программные интерфейсы системы мобильных агентов;
выполнить программную реализацию агентной системы;
выполнить программную реализацию системы на основе классического подхода клиент-сервер;
исследовать эффективность использования агентной технологии в сравнении с классической клиент-серверной архитектурой.
На следующем этапе следует стандартизировать действия агентских систем при пересечении агентом нескольких доменов безопасности, а также формат представления кода и состояния агента при его перемещении между агентскими системами разных типов.
Глава 2.Понятия технологии мобильных агентов Основные понятия
Для рассмотрения предметной области, в рамках которой выполнялась дипломная работа, введем понятия следующих сущностей, которые являются базовыми в технологии мобильных агентов.
Агент
Агент – это компьютерная программа или процедура, которая выполняет определенные действия на удаленной машине, причем агент действует в интересах некоторого конкретного клиента – пользователя или системы [1].
Агент определяется как программа, выполняющаяся от имени некоторого владельца. Агент имеет собственный поток управления и в объектных агентских системах рассматривается как активный объект. Агент имеет код и состояние, причем в понятие состояния включается состояние выполнения, являющееся либо регистровым контекстом данного агента, либо набором значений атрибутов, определяющим деятельность агента при возобновлении его выполнения после миграции. Агенты однозначно идентифицируются следующим набором значений: владелец агента, имя агента и тип агентской системы, создавшей данного агента.
Стационарный агент
Стационарный агент выполняется только на той системе, на которой был инсталлирован и запущен. Для установления контакта с удаленным агентом или получения данных из другой системы стационарный агент использует, например, метод удаленного вызова процедур (RPC) [1].
Мобильный агент
Мобильный агент – это программа, которая может перемещаться от одной сетевой машины к другой, выбирая самостоятельно время и место перемещения. При перемещении состояние мобильного агента запоминается и переносится на новую машину, что позволяет продолжить работу агента [4]. Применение мобильных агентов реализует идею удаленного программирования (RP). Клиент создает процедуру, которая способна выполнить требуемую работу на удаленной машине. Затем клиент передает эту процедуру для выполнения на удаленной машине (сервере).
Мобильный агент не привязан к системе, на которой он был запущен. Он обладает способностью перемещаться посредством сети из одной системы в другую. Это представление является основополагающим для мобильных агентов.
Способность к перемещению позволяет мобильному агенту попасть в систему адресат, содержащую объект, с которым агент должен осуществить взаимодействие. Кроме того, агент может воспользоваться сервисами, предоставляемыми системой адресатом.
Тем не менее, современные распределенные системы ориентированы на коммуникационные потребности стационарных агентов и не отвечают потребностям мобильных агентов. Мобильные агенты обладают большими возможностями и потребностями, чем какая-либо из существующих распределенных систем.
Состояние агента
Во время перемещения агента, его состояние и код транспортируются вместе с ним. В данном контексте, состоянием агента может быть:
рабочее состояние;
значения атрибутов агент;
Под рабочим состоянием понимается его состояние выполнения, а под значением атрибутов агента – атрибуты определяющие последовательность действий, которые должны быть выполнены после возобновления работы агента в системе адресате [2]. Значения атрибутов агента включают системное состояние, ассоциированное с агентом, т.е. время жизни агента.
Рабочее состояние агента
Рабочее состояние агента, это состояние его выполнения, включая счетчик команд и стековый фрейм [7].
Полномочия агента
Полномочия агента представляют персону или организацию, от имени которых выполняется агент. Технологией предоставляется возможность проверки полномочий агента системой адресатом [7].
Имена агентов
Агентам назначаются имена, которые можно использовать при выполнении управляющих операций и при поиске агента через систему имен. Агенты именуются исходя из их полномочий, уникального идентификатора и типа агентской системы. Идентификатор агента - уникальное значение в рамках полномочий, определяющее конкретную копию агента [1]. Комбинация полномочий, идентификатора и типа агентской системы является глобально уникальным значением. Поскольку имя агента является глобально уникальным и не может быть изменено, его можно использовать в качестве ключа в операциях, ссылающихся на конкретную копию агента.
Местоположение агента
Местоположением агента является адрес места (также см. понятие "Место") [4]. Место находится внутри агентской системы. Следовательно, местоположение агента должно содержать имя агентской системы, внутри которой находится агент и имя места. Надо заметить, что если местоположение не содержит имени места, то адресуемая агентская система выбирает место по умолчанию.
Агентская система
Агентская система - это платформа, которая может создавать, интерпретировать, запускать, перемещать и уничтожать агенты [1]. Также как и агент, агентская система ассоциируется с полномочиями, которые определяют организацию или персону, от имени которых работает система. Агентская система с полномочиями конкретного пользователя, реализует политику безопасности этого пользователя в плане защиты его ресурсов.
Агентская система однозначно идентифицируется именем и адресом. На одной машине могут располагаться несколько агентских систем. Схема агентской системы отображена на рисунке 1.
Рисунок 2.1 – Агентская система
Агентская система должна обеспечивать безопасное окружение для функционирования агентов, в том числе поддерживать концепцию региона. Для того чтобы обеспечить безопасность системных ресурсов, агентская система должна уметь идентифицировать и проверять права сущности (клиента), создавшей агента. Агент, также как и агентская система, может определять собственную концепцию безопасности. Конкретная концепция безопасности выбирается в динамике. Концепция безопасности может ограничивать права доступа и используемые ресурсы. При миграции и вызове методов агент может специфицировать требуемый уровень безопасности. Для безопасного взаимодействия агентов требуются: идентификация клиента, взаимная идентификация агентских систем, идентификация агентов и распространение их полномочий.
Тип агентской системы
Тип агентской системы описывает совокупность параметров агента. Например, если типом агентской системы являются "аглеты", то это означает, что агентская система создана компанией IBM, поддерживает язык Java в качестве языка реализации агентов, и использует Java Object Serialization для преобразования агентов в последовательную форму.
Связь между агентскими системами
Все общение между агентскими системами происходит через коммуникационную инфраструктуру (КИ). Администратор сетевого региона определяет службы коммуникации для внутрирегионных и межрегионных взаимодействий. Рисунок 2 показывает связи между агентскими системами.
Рисунок 2.2 – Связь между агентскими системами
Место
Когда агент перемещается, он движется между стационарными процессами, называемыми местами. Место - контекст внутри агентской системы, в котором может быть запущен агент. Этот контекст может предоставлять набор функций, таких как контроль доступа [4]. Исходное место и адресуемое место могут находиться как в пределах одной агентской системы, так и в различных агентских системах, поддерживающих одинаковую совокупность параметров агента. Место сопоставляется с местоположением, агентская система может содержать одно или несколько мест и место может содержать одного или более одного агентов. Хотя место определяется как окружение, в котором запускается агент, если агентская система не реализует понятие места, то место определяется по умолчанию.
Когда клиент запрашивает местоположение агента, то в качестве ответа он получает адрес места, где выполняется агент.
Регион
Регион - совокупность агентских систем обладающих общими полномочиями, но не обязательно принадлежащих к одному типу агентских систем. Концепция региона позволяет несколько агентских систем представлять одной персоной или организацией [5]. Регионы позволяют реализовать возможность масштабирования, поскольку можно распределить нагрузку между несколькими агентскими системами.
Регион реализует уровень абстракции для клиентов, связывающихся из других регионов. Клиент, пожелавший установить контакт с агентом или агентской системой, может не знать местоположения агента. Вместо этого, у клиента есть адрес региона, что по существу является адресом агентской системы назначенной в качестве точки доступа региона, и имя агента или места. Этой информации достаточно для организации коммуникации с агентом или агентской системой.
Агент может обладать теми же полномочиями, что и регион, в котором он находится и выполняется. Это означает, что агент представляет туже организацию или персону, что и регион. Обычно, настройка региона позволяет наделить подобные агенты большими правами, по сравнению с другими резидентными агентами, обладающими отличными полномочиями. Например, агенту с теми же полномочиями, что и у системы, могут быть назначены административные привилегии.
Регион полностью связывает агентские системы, находящиеся внутри его границ и позволяет осуществлять обмен информации между ними посредством модели сетевого соединения point-to-point. Каждый регион содержит одну или несколько точек доступа, посредством которых регионы соединяются в некоторую форму сети. Архитектура регионов отображена на рисунке 3.
Рисунок 2.3 – Регионы
Связь между регионами
Регионы соединяются посредством одной или более сетей и могут совместно использовать службу имен, организованную на основе соглашений между администраторами регионов и особенностях реализации регионов. Неагентские системы могут также связываться с агентскими системами в переделах региона, если обладают соответствующими разрешениями.
Регион содержит одну или несколько агентских систем. Агентские системы и клиенты вне региона получают доступ к ресурсам внутри региона посредством агентских систем открытых для внешнего мира, подобно варианту с работой брандмауэра. Эти агентские системы определяются как точки доступа к региону.
Агенты наделяются правами доступа соответствующими полномочиям региона, в котором они запущены. Используя это определение, можно рассматривать регион как домен безопасности в нотации CORBA. Рисунок показывает связь между регионами.
Рисунок 2.4 – Связь между регионами
Сериализация / десериализация
Вводят следующие понятия, которые вообще говоря и положили начало парадигме мобильных агентов:
Сериализация - процесс сохранения агента в последовательной двоичной форме [6]. Десериализация - процесс восстановления агента из последовательной формы [1].
При разработке и реализации МС одной из сложных задач является сериализация/десериализация мобильного кода. При перемещении мобильного агента необходимо передавать все объекты, составляющие этот агента, представив в виде массива байт для передачи на другой узел с последующей восстанволением объектов. Как правило, для десериализации необходимы также классы объектов представляющих агента.
Ключ к перемещению агента лежит в сохранении его состояния в последовательной форме, достаточной для его последующего воссоздания. Надо заметить, что последовательная форма должна обладать возможностью определения и проверки классов, поля из которых в ней содержатся.
Источник кода
Источник кода определяет местоположение классов используемых агентом. Это может быть как агентская система, так и не распределенный объект, такой как Web-сервер. Если агентская система ответственна за предоставление необходимых классов, источник кода должен содержать достаточный объем информации для нахождения агентской системы. Такая АС называется провайдером классов.
Коммуникационная инфраструктура
Коммуникационная инфраструктура обеспечивает транспортные службы связи, например, RPC, службу имен и службу безопасности для АС.
Локальность
В случае мобильных агентов, локальность определяется как близость к адресату информации в пределах отдельной машины или сети.
Итак, были рассмотрены базовые понятия, относящиеся ко всем реализациям агентских систем.
|
