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基于多代理的网格服务模型的研究与应用

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摘要：开放网格服务体系结构(OGSA)的出现使得原来的网格资源管理模式不能够满足要求,本文引入代理技术，详细地介绍了多代理技术，代理交互等概念，改善了OGSA模型中Web服务层，将多代理技术应用于网格服务体系结构，根据堆优先权算法，设计出多过程算法提高了服务效率，并设计出基于多代理的公安局网格服务管理模型系统。

1 引言

随着网络速度的成倍增长，各种计算资源的能力越来越强大，这使得一种新的网格计算模式——网格计算的出现成为可能。网格计算是指在动态的、异构的、广域的虚拟组织中进行的协同资源共享和问题求解 [1]。在分布式系统中，软件代理起着越来越重要的作用[2]。

它在提高效率和性能方面有很大的优势。代理是一个自治的过程，它具有反馈，适应环境变化，与用户协作，与其它代理交互的特点。这些特点被用于实现资源管理，工作流管理和性能优化[3，4]。

本文首先介绍了网格的基本概念，然后引出了多代理的相关知识，在此基础上，结合网格框架，将多代理技术应用于公安局网格服务模型。

2 网格技术

网格是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机，实现各种资源的全面共享。当然，网格并不一定非要这么大，也可以构造地区性的网格，如企事业内部网格、局域网网格，甚至家庭网格和个人网格等等。网格的本质特征是：分布于资源共享。分布是网格最本源的特征，网格是通过集中分散的资源完成计算的，资源共享是一种集中资源高度抽象。网格的特点：分布性，共享性，自相似性，动态性，异构性，多级自治管理域等等[5]。

随着网格的发展，现在主要有两个网格体系结构标准：一个是面向协议的五层沙漏结构，另一个是面向服务的开放式网格服务体系结构(Open Grid Service Architecture)[6] 。

如图1 显示了OGSA 的基本框架。OGSA 是在原来"五层沙漏结构" 的基础上，结合最新的Web Service 技术提出来的，它解决了两个重要的问题，即标准服务接口的定义和协议的识别。OGSA 包括两大关键技术，即网格技术和Web Service 技术。

以服务为中心是OGSA 的基本思想，在 OGSA 中一切都是服务，包括计算机、程序、数据、仪器设备等。这种观念，有利于通过统一的标准接口来管理和使用网格。这一结构的意义，就在于它将网格从以科学和工程计算为中心的学术研究领域，扩展到更广泛的以分布式系统服务集成为主要特征的社会经济活动领域[7]。

3 多代理技术

代理技术[11]广泛地用于人工智能领域。它能运行于一台计算机或一类同性质的系统中。具有自治，自适应，交互，互操作等特点。这些特点可以保证网格服务的性能。特别是服务发现机制能提高性能。本文所述的代理的技术主要应用于OGSA 的第三层，即Web服务层。

3.1多代理层次模型

多代理层次模型如图2 所示。这个模型主要是用来改进开放式网格服务系统的性能的.在所提出的结构中，网格服务功能是由代理所表现出来的。

一般的，像自适应性和互操作性等特点与网格服务相结合来提高网格服务功能。网格中基于代理部署的优点是服务性能将会由网格学习和交互所改善。代理服务管理器(ASM)是一个重要的部件，它管理着大规模同类分布式环境，同时它也管理所有的代理。ASM 所起的作用是监视、调度和提供代理管理机制，同时，ASM 也与用户相交互。除此之外，监视模块被提供用来从代理接收数据和管理代理系统。

代理是基于层次模型。层次模型被用于解决可测量性问题。大规模复杂的软件系统大都采用软件代理。在图2中，代理有相同的组件模型。

当然，每个代理都有一组相同的功能集合。发送请求和提供服务是网格服务系统中所有代理的特点。所采用的模型主要的目的是满足可测量性的要求，可测量要求是网格计算中的一个关键的因素。除此之外，层次模型也用于代理之间的交流和服务发现。

3.2代理交互

代理的交互是基于面向服务的模型。根据前面所述，层次模型用来提供目录，这些目录是用于代理发布他们的功能和寻找请求所需功能的代理。除了这些功能之外，代理之间是基于访问控制表(ACL)[8]来传递消息的。

代理之间的通信如图3 所示，代理是通过ACL 来交互的。在模型中，ACL 是由XML 协议所映射的。XML 的内容将会被送到 SOAP(Simple Object Access Protocol)[9]，这是用来XML 编码用来交换信息。