一个通用移动agent仿真平台的设计与实现

第２５卷第１２期２００８年１２月

计算机应用研究

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａ粤！垡垦！竺￡！！！ｒｓ

Ｖ０１．２５Ｎｏ．１２

Ｄｅｃ．２００８

一个通用移动ａｇｅｎｔ仿真平台的设计与实现

曾鸿１，李旭晖抽，何炎祥２６

（１．寰樊职业技术学院信息技术系，湖北裹樊４４１０５０；２．武汉大学ａ．软件工程国家重点实验室；ｂ．计算机学院，武汉４３００７２）

摘要：对移动ａｇｅｎｔ在广域网中的运行情况进行仿真从而评价其算法的性能是优化移动ａｇｅｎｔ应用设计的关键问题之一。在前期工作基础上，采用直接执行仿真方法，设计并实现的通用移动ａｇｅｎｔ仿真平台ＳｉｍｕｌＡｇｌｅｔｓ。实验结果表明，该平台可对复杂的移动ａｇｅｎｔ算法进行有效的模拟，仿真结果与理论建模和专用仿真程序得到的结果完全相符。

关键词：移动代理；仿真平台；直接执行仿真

中图分类号：ＴＰ３１６文献标志码：Ａ文章编号：１００１—３６９５（２００８）１２—３８３５－０４

Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｇｅｎｅｒｉｃｍｏｂｉｌｅａｇｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍ．

ＺＥＮＧＨｏｎ９１，ＬＩＸｕ－ｈｕｉ２‘，ＨＥＹａｎ－ｘｉａｎ９２。

（１．Ｄｅｐｔ．矿ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｉａｎｇｆａｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＸｉａｎｇｆａｎＨｕｂｅｉ４４１０５０，Ｃｈｉｎａ；２．ａ．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ．ｓｏｆｔ蜊Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｂ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｅｘｅｃｕｔｉｏｎｏｆＭＡｐｒｏｇｒａｍｉｎ

ＷＡＮａｎｄｔｈｕｓｅｖａｌｕａｔｉｎｇｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓａｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｉｎｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅＭＡ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｗｏｒｋｏｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇａｇｅｎｅｒｉｃｍｏｂｉｌｅａｇｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｉｎｇａｄｉｒｅｃｔｅｘｅｃｕｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈ．ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓＩｅ８ｅａｒｃｈ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｓｉｍｕ—ｌａｔｅｔｈｅｅｘｅｃｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄＭＡａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍａｃｃｏｒｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｂｉｌｅａｇｅｎｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍ；ｄｉｒｅｃｔｅｘｅｃｕｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

移动ａｇｅｎｔ是一种在网络中主动迁移并根据环境确定反应行为的软件实体，近年来被广泛运用于并行处理、信息检索、网络信息监控以及分布协作等分布式计算领域的各个方面，提供了解决分布式计算问题的新思路。研究人员利用ａｇｅｎｔ的迁移特性将传统的基于消息传递的分布式算法转换为利用ａｇｅｎｔ迁移完成信息交换和任务计算的移动ａｇｅｎｔ算法，或者使用移动ａｇｅｎｔ解决移动计算中出现的各种新问题。相应地，对于这些基于移动ａｇｅｎｔ的分布式算法进行性能评价成为发现和改变算法的性能瓶颈、优化移动ａｇｅｎｔ应用设计的关键问题之一。由于移动ａｇｅｎｔ所具有的迁移性、反应性以及自主性等特性，其性能评价比传统的分布式算法更加复杂。已有的分布式算法性能评价方法包括运用数学工具分析建模、实际执行算法获取性能数据和对算法作仿真测试获取性能数据三种。前两种方法并不适合对移动ａｇｅｎｔ的移动性和反应性建模。传统的仿真方法仅能部分解决此问题，已有相关研究通常是针对具体的移动ａｇｅｎｔ算法或环境设计仿真程序得到性能参数，每个算法均需要设计新的仿真程序。其中存在大量重复性劳动㈨１。

为有效解决该问题，笔者在前期研究中提出了一种基于直接执行仿真方法设计移动ａｇｅｎｔ仿真系统的思路口’，并对移动ａｇｅｎｔ的描述模型和仿真环境的架构Ｈｊｏ进行深入探讨。本文设计ＳｉｍｕｌＡｇｌｅｔｓ平台以当前最流行的移动ａｇｅｎｔ系统ＩＢＭＡｇ－ｌｅｔｓ为基本环境，应用直接执行仿真技术对Ａ出ｅｔｓ平台进行了修改，实现了在单机或局域网内的少数机器中模拟广域网计算环境的功能，可以对按照规范编写的任何移动ａｇｅｎｔ算法程序进行广域网内的运行情况模拟和控制。

１相关工作

如前所述，仿真方法已经成为当前对于移动ａｇｅｎｔ进行性能评价的主要方法，移动ａｇｅｎｔ的仿真多是对算法和运行环境分别设计仿真程序ｏ．２Ｊ，尽管这些仿真程序中通常雷同。为此笔者在前期研究中针对移动ａｇｅｎｔ的通用仿真方法进行了较深入的探讨，并发现直接执行仿真是解决该问题的有效方法。直接执行仿真是一种进程仿真，其基本思路是将应用程序的代码放在一个虚拟的计算机环境中直接执行，并从中获取程序的各项性能指标的数据。其主要优点在于：ａ）无须实际的系统环境就能获得程序在相应的系统中的性能数据，对于那些运行难以监控的系统（如广域网）中的程序而言，这是最佳的仿真方法；ｂ）由于程序的代码是直接执行的，使仿真工作得以简化，仿真过程方便快捷。

在最初的研究中¨］，笔者基于直接执行仿真方法设计了移动ａｇｅｎｔ仿真模型ＭＡＤＥＳ，并实现了一个简单的移动ａｇｅｎｔ仿真系统原型Ｓｉｍｕｌａｇｅｎｔ，通过对移动ａｇｅｎｔ各种基本动作进行控制，以达到模拟移动ａｇｅｎｔ在广域网内行为的效果。该模型

收稿日期：２００８—０３—３１；修回日期：２００８—０６－２５基金项目：国家教育部重点科技资助项目（１０７０７２）；武汉市晨光青年科技人才计划基金项目（２００８５０７３１３６９）

作者简介：曾鸿（１９６６?），男，湖北襄樊人，副教授，硕士，主要研究方向为网络计算、仿真技术（ｘｆｔｃｚｈ＠１６３．ｃ，Ｏｌｌｌ）；李旭晖（１９７５一），男，湖北荆州人，副教授，博士，主要研究方向为移动计算、程序语言理论；何炎祥（１９５２－），男，湖北应城人，教授，博士，主要研究方向为分布式计算．　万方数据