Nhưng điều đó lại không được phép xảy ra trong các hệ thống thời gian thực như điều khiển robot, quy trình sản xuất ...Khi đó, giải pháp mobile agents tỏ ra hữu ích trong việc khắc phục
Trang 1TỔNG QUAN VỀ MOBILE AGENTS
Trần Hạnh Nhi, Lê Đình Duy, Nguyễn Đông Hà Thái Trí Hùng, Văn Trọng Nam, Huỳnh Tấn Năng, Nguyễn Huy Thẩm,
Nguyễn Thái Huy, Phan Đình Thế Huân, Hồ Thị Mỹ Hiền, Lê Văn Triều
Bộ môn Công Nghệ Phần Mềm Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM
Email: (thnhi, ldduy)@fit.hcmuns.edu.vn
TÓM TẮT
Mobile agents là một trong những hướng nghiên cứu thu hút nhiều sự quan tâm nhất từ những năm
90s đến nay với những đặc điểm rất thích hợp cho việc phát triển các ứng dụng phân tán Trong bài báo này, chúng tôi điểm lại những khái niệm cơ bản về mobile agent đồng thời đề cập đến những loại ứng dụng phù hợp với mô hình mobile agents đã và đang được nghiên cứu và phát triển trên thế giới Thông qua việc xem xét các hệ thống hỗ trợ phát triển ứng dụng dựa trên mobile agents, bài báo cũng bàn tới đến những khó khăn và thách thức cần phải giải quyết để có thể đưa mobile agents vào ứng dụng trong thực tế
ABSTRACT
Mobile agents is one of exciting research areas attracting a great number of consideration from 90’s to now due to features especially suitable for developing distributed applications This paper reviews basic conceptions of mobile agents and deals with kinds of mobile agent based applications that have been doing research and developing over the world It also considers some current mobile agent systems and presents difficulties and challenges in desiginng and implementing mobile agent applications in practice
1 GIỚI THIỆU
Sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật tiên tiến về máy tính, đặc biệt là các giải pháp mạng, cùng với sự bùng nổ nhanh chóng các dịch vụ và nguồn thông tin trên mạng đã làm gia tăng số người
sử dụng Internet đến con số hàng trăm triệu (theo International Data Corp, tính đến cuối năm 2002 sẽ
có hơn 600 triệu người trên toàn thế giới kết nối Internet) Các đặc điểm của nguồn thông tin, tổ chức mạng, cũng như việc khai thác, xử lý thông tin ngày càng trở nên phức tạp và đa dạng hơn, có thể kể đến các khuynh hướng chính yếu [KOT-99]:
• Các thiết bị di động (Mobile devices): Việc cung cấp các phần mềm, các dịch vụ hỗ trợ hiệu
quả cho lớp thiết bị di động (laptop, PDAs đến điện thoại di động hay sổ tay điện tử ) này vẫn đang phải đối mặt với nhiều khó khăn vì các thiết bị di động thường có tài nguyên hạn hep, và thường dựa trên các kết nối với băng thông thấp, độ trễ cao của đường điện thoại, hay mạng không dây
• Người dùng di động (Mobile users): Ngày nay người dùng thường có nhu cầu truy cập vào
máy tính của mình, tài khoản của mình từ bất cứ đâu, vì thế việc hỗ trợ kết nối ở mọi nơi, mọi lúc và trên mọi thiết bị là một thách thức được đặt ra
• Nhu cầu chuyên biệt hoá: Việc khai thác thông tin, sử dụng dịch vụ đã không còn thỏa mãn
với các cơ chế thụ động, mà người dùng thường có khuynh hướng muốn chuyên biệt hoá nhu cầu của mình một cách chủ động Internet là cơ sở để thực hiện mong muốn này, vấn đề còn lại là khả năng hỗ trợ chuyên biệt hoá của các ứng dụng mạng dành cho người dùng
• Nguồn tin đa dạng, khối lượng cực lớn: Đã xuất hiện sự bùng nổ thông tin trên mạng với sự
xuất hiện của nhiều kho dữ liệu khổng lồ Các kho dữ liệu này lại được cung cấp từ nhiều nguồn nên thường không đồng nhất về tổ chức, đây sẽ lại là một khó khăn mới đối với người dùng khi truy vấn
Trang 2• Gia tăng sử dụng mạng cục bộ: Việc các mạng Intranet được xây dựng phổ biến là một điều
kiện tốt để triển khai các kỹ thuật mới trong việc xây dựng các ứng dụng mạng, vì Intranet cho phép việc thiết lập an toàn hệ thống dễ dàng hơn trong một tập hợp mang tính cộng tác và tin cậy
• Môi trường không đồng nhất: Khi kết nối các máy tính, các mạng cục bộ vào Internet, các
ứng dụng và người dùng phải đối mặt với một môi trường không đồng nhất cả về phần cứng, lẫn về kiến trúc, hệ điều hành…Và bài toán tương thích, dễ mang chuyển sẽ là vấn đề cần giải quyết ở đây
• Sự khập khiễng về đường truyền: Mặc dù ngành viễn thông đã đạt đến những tiến bộ đáng
kinh ngạc, và cho ra đời các loại cáp quang với tốc độ truyền tải nhanh đáng kể, đa số người dùng vẫn bị giới hạn với các thiết bị kết nối như modem hay các đường truyền băng thông thấp với mạng không dây
Với tất cả các đặc điểm trên đây, các ứng dụng phân tán phát triển theo mô hình client-server truyền thống tỏ ra một số bất lợi vì đòi hỏi làm việc đồng bộ, đòi hỏi đường truyền băng thông cao, độ trễ thấp và cuối cùng là các dịch vụ thiếu linh động, khó thay đổi hay bổ sung Mobile Agent là một
mô hình trong đó các tiến trình - được gọi là agent - có tính tự trị và khả năng di động từ máy chủ này sang máy chủ khác để hoàn tất tác vụ Ý tưởng chủ đạo của mobile agent là di chuyển xử lý đến gần nguồn dữ liệu, nhờ đó có thể giảm tải mạng, khắc phục tình trạng trễ, hỗ trợ xử lý không đồng bộ và tạo ra sự tưng thích mạnh trên các môi trường không đồng nhất [LAN-99] Mobile agent với các ưu điểm này hứa hẹn một giải pháp mới, hiệu quả và dễ dàng hơn trong việc phát triển ứng dụng phân tán
Trong bài báo này này chúng tôi sẽ giới thiệu các khái niệm cơ bản về mobile agent trong phần tiếp theo Phần 3 sẽ trình bày về các lợi thế của các ứng dụng dựa trên mobile agents và các lĩnh vực ứng dụng đầy tiềm năng của mobile agents Phần 4 trình bày các khảo sát về một số môi trường dựa trên Java hỗ trợ phát triển ứng dụng mobile agents Phần thảo luận sẽ bàn đến các vấn đề mở đang được tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực hiện nay về mobile agents Cuối cùng là kết luận
2 MOBILE AGENTS
2.1 Sự tiến hóa từ các mô hình ứng dụng phân tán
Theo truyền thống, một ứng dụng phân tán có cấu trúc xây dựng trên mô hình client-server sẽ thực hiện việc giao tiếp thông qua cơ chế truyền thông điệp hoặc các lời gọi hàm từ xa (RPCs) Các mô hình giao tiếp này thường phải đồng bộ, nghĩa là phía client tạm ngưng hoạt động của mình trong thời gian gởi yêu cầu đến server và đợi đến khi nhận được kết quả trả về từ server Một kiến trúc tiến bộ hơn là Remote Evaluation (REV) do Stamos và Gifford [STA-90] đưa ra vào năm 1990 Trong mô hình REV, thay vì yêu cầu thực hiện các hàm từ xa thì client chỉ việc gởi mã nguồn các hàm của nó đến server và yêu cầu server thực hiện rồi trả về kết quả Một số hệ thống gần đây cũng đã giới thiệu khái niệm thông điệp chủ động (active messages) có thể di trú giữa các vị trí trên mạng, mang theo mã của chương trình để thực thi tại những vị trí này Mobile agents là mô hình tiến hóa tiên tiến nhất so với các mô hình trước đó
Mobile agent [LAN-98] là danh từ ghép giữa agent (trợ lý) và mobile (di động) Một mobile agent là một chương trình có khả năng di chuyển một cách tự trị từ nút mạng này sang nút mạng khác và thực hiện các xử lý thay thế cho con người để đạt được mục tiêu được giao phó Khi di chuyển, các mobile agent đóng gói mã nguồn, dữ liệu và cả trạng thái thi hành, nhờ vậy mobile agent có thể dừng việc thi hành đang thực hiện tại máy này, di chuyển sang máy khác và khôi phục lại sự thi hành tại máy đích Hình 1 cho thấy sự khác biệt của Mobile agents so với RPC và REV
Trang 3Hình 1: Sự tiến hóa của mô hình mobile agents 2.2 Các đặc tính của mobile agents
Các đặc tính chính của mobile agent bao gồm :
Tính tự trị (autonomous): là khả năng tự kiểm soát bản thân của agent sau khi được giao việc mà
không cần sự can thiệp nào của người dùng hoặc của agent khác [JEN-98] Có nhiều hướng đánh giá
về sự tự trị của agent Hai đặc tính hướng đích (goal-oriented) và tính chủ động (pro-activeness) [LAN-98] thường được dùng để đánh giá mức độ tự trị của agent Khả năng tự trị của agent chủ yếu
được quyết định bởi tri thức trang bị cho agent
Tính di động (mobility): là khả năng di chuyển từ môi trường thi hành này sang môi trường khác
khác của một agent Khả năng di động của một agent được phân thành hai loại Di động mạnh (strong mobility) là khả năng mà hệ thống có thể di chuyển cả mã chương trình và trạng thái thi hành của agent đến một môi trường khác Di động yếu (weak mobility) là khả năng của hệ thống chỉ có thể di chuyển mã chương trình giữa các môi trường thi hành với nhau, mã nguồn có thể mang kèm theo một
số dữ liệu khởi tạo nhưng trạng thái thi hành thì không thể di chuyển [FUG-98]
Tính thích ứng (reactiveness): là khả năng của agent có thể thực thi trên những môi trường lạ, và
cảm nhận được sự thay đổi của môi trường
Khả năng cộng tác(collaboration): là khả năng liên lạc, phối hợp hoạt động của các agent với các
agent của cùng môi trường khác hay với các loại đối tượng khác trong những môi trường khác
3 ỨNG DỤNG CỦA MOBILE AGENTS
3.1 Các lợi thế của mô hình mobile agents
Có bảy lợi ích chính đối với việc ứng dụng mobile agent [LAN-98]:
3.1.1 Giảm tải mạng
Kỹ thuật mobile agents cho phép người dùng đóng gói cuộc trao đổi, gởi nó đến máy đích và thực hiện
xử lý dữ liệu, trao đổi cục bộ tại đó Như thế sẽ góp phần làm giảm những dòng dữ liệu thô trên mạng ; và như thế, tải mạng sẽ giảm đáng kể Phương châm thực hiện của kỹ thuật mobile agents là: mang xử lý đến nơi chứa dữ liệu hơn là mang dữ liệu về chỗ xử lý
3.1.2 Khắc phục sự trễ mạng
Việc điều khiển các hệ thống với quy mô lớn thông qua mạng sẽ phải chấp nhận một sự trễ hạn nhất định Nhưng điều đó lại không được phép xảy ra trong các hệ thống thời gian thực như điều khiển robot, quy trình sản xuất Khi đó, giải pháp mobile agents tỏ ra hữu ích trong việc khắc phục độ trễ nhờ vào việc các agent có thể được gửi đi từ một trung tâm điều khiển và hành động cục bộ, tự trị, trực tiếp thi hành các chỉ dẫn của người điều khiển
Trang 43.1.3.1 Đóng gói các giao thức
Khi dữ liệu được trao đổi trong hệ thống phân tán, việc truyền và nhận dữ liệu phải được mã hóa bởi các giao thức cần thiết Các giao thức này được sở hữu bởi mỗi máy trong hệ thống Tuy nhiên, một khi các giao thức phải tiến hóa để phù hợp với những yêu cầu mới về sự bảo mật hoặc tính hiệu quả, chúng bắt đầu trở nên cồng kềnh, nặng nề và trở thành vấn đề nan giải Riêng với giải pháp mobile agents, các agents có thể mang trên mình các giao thức thích hợp và di chuyển tới các máy ở xa để thiết lập các kênh truyền nhận thông tin tương ứng
3.1.4 Thi hành không đồng bộ và tự trị
Thông thường, các thiết bị di động thường phụ thuộc vào các kết nối mạng đắt tiền nhưng rất yếu ớt
Vì thế, những tác vụ cần có kết nối liên tục giữa thiết bị di động và mạng cố định có thể sẽ không có tính kinh tế hoặc không khả thi về mặt kỹ thuật Giải pháp mobile agents giải quyết vấn đề này bằng cách nhúng tác vụ cần thực hiện vào agent, rồi gửi lên mạng Sau khi được gửi đi, agent trở nên độc lập thi hành không đồng bộ và có khả năng tự trị Các thiết bị di động sau đó có thể kết nối trở lại để đón agent về
3.1.5 Thích ứng nhanh
Các agent có khả năng cảm nhận những thay đổi của môi trường thi hành và tác động trở lại những thay đổi ấy một cách tự động
3.1.6 Khắc phục tình trạng không đồng nhất
Việc xử lý tính toán trên mạng cơ bản là không đồng nhất vì sự đa dạng về phần cứng và phần mềm được sử dụng Do mobile agent độc lập với máy tính (phần cứng và hệ điều hành) và tầng vận chuyển, chỉ phụ thuộc vào môi trường thi hành, nên chúng cung cấp một điều kiện tối ưu cho việc liên kết các
hệ thống không liên quan gì lại với nhau
3.1.7 Mạnh mẽ và có khả năng chế ngự lỗi cao
Với khả năng phản ứng năng động với các sự kiện và những thay đổi bất lợi, mobile agents giúp cho việc xây dựng hệ thống mạnh mẽ và chịu lỗi cao được dễ dàng hơn
3.2 Các lĩnh vực ứng dụng tiềm năng của mobile agents
Hiện nay, theo các nghiên cứu về agents, chưa có một ứng dụng nào có thể được xem như là ứng dụng đặc trưng (kill application) dành cho công nghệ mobile agents [MIL-99] Với tất cả những kết quả đạt được hiện nay với mobile agents, người ta cũng đều đạt được bằng những công nghệ truyền thống Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, mobile agents có thể là giải pháp tối ưu Mobile agents có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như:
3.2.1 Thương mại điện tử
Các ứng dụng thương mại điện tử cho phép người dùng thực hiện các giao dịch trong kinh doanh trên mạng Một giao dịch có thể bao gồm sự thương lượng với các thực thể ở xa và có thể đòi hỏi truy cập nguồn thông tin liên tục thay đổi Từ thực tế đó nảy sinh nhu cầu thay đổi hành vi của các thực thể để đạt được một nghi thức chung trong việc thương lượng Hơn nữa, việc di chuyển các thành phần của ứng dụng tiến gần đến nguồn thông tin thích hợp cho giao dịch cũng được quan tâm Vì thế công nghệ mobile agents là một giải pháp rất hấp dẫn cho lĩnh vực này [LAN-98, JEN-96, FUG-98]
3.2.2 Thu thập thông tin phân tán
Trong trường hợp có nhu cầu truy vấn phức tạp, chuyên biệt và liên qua đến nhiều nguồn dữ liệu phân tán, không đồng nhất, việc cử các mobile agent di chuyển đến các nguồn tin để khai thác tại chỗ và cuối cùng là quay về với những thông tin cần thiết sẽ cho phép giảm tải mạng và giải quyết tốt hơn bài toán tương thích Mobile Agents for WWW Distr DB Access (University of Cyprus), và Distributed Query Processing via Mobile Agents (University of Maryland), DBMS [PAP-99] là những dự án thuộc loại ứng dụng này
3.2.3 Theo dõi và thông báo tin cập nhật
Ứng dụng cổ điển này làm nổi bật bản chất không đồng bộ của các mobile agent Các agent có thể được gởi đi, đến nơi có nguồn tin và hoạt động theo dõi nguồn tin ngay cả khi người dùng ngắt kết nối Sau đó, khi nguồn tin có sự thay đổi , agent sẽ quay về báo cho chủ nhân Weather Alarm
Trang 5(University of Tromso) và JobFinder (findjobs.com), MOLE Office[BUR-98] là một trong nh ững đại diện của loại ứng dụng này
Các agent có thể được gửi đi để chờ một dạng thông tin nào đó xuất hiện, rồi sau đó báo cho người dùng biết hoặc tự nó có những hành động thích hợp đối với thông tin đó
3.2.4 Giám sát và phổ biến thông tin
Các mobile agents là một minh họa cho mô hình Internet push Các agent có thể phổ biến tin tức và cập nhật phần mềm tự động cho các nhà sản xuất Các agent mang các software components cũng như các thủ tục cần thiết đến các máy cá nhân của khách hàng và tự cập nhật phần mềm trên máy đó Mô hình này giúp cho nhà sản xuất chủ động hơn trong việc phục vụ khách hàng để bảo đảm chất lượng dịch vụ của mình Mặc khác, các ứng dụng thuộc loại này cũng tỏ ra hiệu quả đối với các mạng cục bộ hay các chương trình quản lý qui trình hoạt động, sản xuất…để giúp người quản trị giám sát các hệ thống con Có thể tham khảo các dự án Banking Dartflow [CAI-96], Autopilot [FOS-99] để hiểu thêm
về loại ứng dụng này
3.2.5 Xử lý song song
Vì các mobile agent có thể tạo ra nhiều bản sao của nó trên mạng, một ứng dụng đầy tiềm năng của mobile agent là quản trị các tác vụ song song Một ứng dụng đòi hỏi quá nhiều tài nguyên bộ xử lý có thể được phân bố cho các mobile agent mang đi thực hiện trên nhiều máy tính khác nhau để tận dụng các tài nguyên rảnh rỗi và cân bằng tải Hệ mobile agents không đồng nhất [HER-99] là một minh họa khai thác ưu điểm này của mô hình mobile agents
3.2.6 Quản trị hệ thống mạng
Đối với những hệ thống mạng lớn, việc chẩn đoán lỗi, duy trì sự ổn định của hệ thống là các công việc rất khó khăn Việc ứng dụng mobile agent vào việc quản trị mạng sẽ giúp cho các công việc chẩn đoán lỗi và duy trì từ xa sự ổn định của hệ thống được dễ dàng hơn [BIE-98]
3.2.8 Hỗ trợ các thiết bị di động
Do đặc điểm tài nguyên hạn chế và không kết nối thường xuyên, việc xây dựng các ứng dụng dựa trên mobile agent với khả năng di chuyển đến các máy tính có cấu hình mạnh hơn để hoạt động (truy vấn
cơ sở dữ liệu, tìm tin…) rồi trả kết quả về sẽ là một giải pháp tốt cho người dùng các thiết bị di động Trong số đề án về loại ứng dụng này có thể kể đến Sony Magics Link PDA (xây dựng trên Telescript), TACOMA [JAC-97], Mobile Agent Middlerware tại Darmouth College [GRA-96], và đề án Docking Laptop tại University of Maryland [LAZ-98]
4 ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ HỆ THỐNG MOBILE AGENTS
Các hệ thống được lựa chọn để khảo sát ở đây bao gồm Aglets và Voyager (sản phẩm thương mại), cùng với Mole và Zeus (kết quả nghiên cứu) Cả bốn môi trường này đều sử dụng Java để hỗ trợ phát triển ứng dụng, nhưng mỗi hệ thống có những đặc thù riêng
4.1 Các hệ thống mobile agents
4.1.1 Aglets
Aglets [LAN-98] được xây dựng và phát triển bởi D B Lange và IBM Tokyo Research Laboratory Hiện nay, bộ Aglets Software Development Kit (ASDK) do IBM phát triển đã dừng lại ở phiên bản 1.1 Beta3 trên nền JDK1.1 Phiên bản mới nhất của ASDK là 2.0.2 do SourceForge phát triển trên nền JDK1.3
Aglets là một hệ thống Java mobile agent hỗ trợ các khái niệm thi hành tự trị và định tuyến động trên
lộ trình của nó Có thể xem aglets như là một khái quát hóa và mở rộng của applet và servlet Aglet server là chương trình cung cấp một môi trường thi hành và một máy ảo Java cho aglet hoạt động Ngoài ra, Aglet server cũng sử dụng một trình quản lý để tiếp nhận và kiểm soát aglet một cách an toàn
Aglet API là bộ thư viện bao gồm các hàm chuyên biệt dành cho việc phát triển agent Nhờ vào Aglet API, khả năng nổi tiếng của Java là “viết một lần, thi hành bất cứ đâu” được viết lại là “viết một lần, lưu hành bất cứ đâu” Một khi aglets được tạo ra, nó sẽ chạy trên mọi máy có hỗ trợ Aglet API mà không quan tâm đến nguồn gốc hệ điều hành và phần cứng bên dưới hay nguồn gốc cụ thể của Aglet API được cài trên máy đang chạy
Trang 6Trong mô hình đối tượng aglets, một mobile agent là một đối tượng di động có luồng kiểm soát riêng của nó, làm việc theo sự kiện và liên lạc với các agent khác bằng cách truyền thông điệp Aglets có một cơ chế định danh duy nhất và toàn cục dựa trên URL Aglets hỗ trợ cơ chế di động yếu (weak-mobility) Các aglets giao tiếp với nhau một cách đồng nhất, và độc lập với vị trí lưu trú thông qua đối tượng proxy Suốt chu kỳ sống, các aglets sẵn sàng bắt những sự kiện (clone, mobility, persistence) phát sinh trong môi trường để có phản ứng thích hợp Agent có thể giao tiếp đồng bộ hoặc không đồng
bộ thông qua các loại thông điệp: synchronous, one-way, hay future reply Aglets sử dụng ATP (Agent Transfer Protocol) cho việc di chuyển và giao tiếp Aglets sử dụng 2 loại mẫu thiết kế chính là chủ-tớ (Master-Slave) và hành trình (Itinerary) cho việc di chuyển của các agent [LAN-98]
Aglets là một trong những platform được sử dụng nhiều nhất để phát triển các hệ thống mobile agent Một số đề án thực hiện với Aglet có thể kể đến là TabiCan (http://www.tabican.ne.jp) - chợ điện tử chuyên bán vé máy bay và tour du lịch trọn gói -, Cps720 (Artificial Intelligence Topics with Agent) tại đại học Ryerson University, Mỹ , Acme – Hệ thống hỗ trợ Sales Order Processing trong việc mua bán chứng khoán, của Đại học Loughborough, Anh
4.1.2 Voyager
Voyager [VOY-02] là một môi trường thưng mại hỗ trợ phát triển các ứng dụng agent được hãng Object Space phát triển từ giữa năm 1996 Voyager đã trải qua nhiều lần nâng cấp và thay đổi từ phiên bản 1.0 cho đến bây giờ là phiên bản 4.5 Tháng 03.2002 sản phẩm Voyager được nhượng lại cho Recursion Software, một công ty chuyên về các sản phẩm viết trên C++ và Java để đm bo cho việc phát triển Voyager sau này Các phiên bản từ 1.0 đến 3.3 Voyager được phân phối cho các nhà phát triển như một freeware Hiện tại Voyager đã có phiên bản 4.5 Evaluation hoàn toàn tương thích với JDK1.3, JDK1.2 và JDK1.1 Phiên bản này bao gồm 6 sản phẩm [AOV-01], trong đó sản phẩm chính yếu dùng cho các ứng dụng mobile agent là Voyager ORB Professional
Voyager sử dụng ngôn ngữ lập trình Java với cú pháp chuẩn để tạo dựng các đối tượng ở xa một cách rất dễ dàng, cho phép các đối tượng này trao đổi thông điệp với nhau, và di chuyển các đối tượng giữa các máy tính có hỗ trợ môi trường Voyager Voyager hỗ trợ mạnh về tính di động với khả năng mang toàn bộ mã chương trình và dữ liệu di chuyển từ máy ảo Java này sang máy ảo Java khác nếu các máy
ảo có hỗ trợ Voyager Trạng thái hoạt động của agent cũng sẽ được bảo toàn và tiếp tục thực thi tại nơi agent đến
Một trong những đặc điểm nổi trội khác của Voyager là tính phổ quát Các chương trình viết trong Voyager có thể trao đổi thông tin hai chiều với các chương trình viết bằng SOAP, CORBA, RMI và DCOM Các dạng thông tin được trao đổi có thể là các lời gọi hàm từ xa, các dịch vụ đặt tên, dịch vụ thư mục Voyager có thể được xem là một cửa ngõ, một cầu nối làm cho các chương trình theo chuẩn khác trở nên liên thông với nhau Hơn nữa, tất cả các chương trình và đối tượng có thể được tổ chức thành một không gian chung, nhờ vậy việc liên lạc sẽ trở thành một–nhiều một cách tự động
Phiên bản 4.5 của Voyager đã được bổ sung thêm các tính năng rất quan trọng hỗ trợ cho các chuẩn dịch vụ Web SOAP và WSDL cũng đã được phát triển trong phiên bản này giúp cho các nhà phát triển có khả năng triển khai các ứng dụng truy cập tới các dịch vụ Web từ xa và các chương trình Voyager có thể truy cập nhau thông qua các dịch vụ Web
Thế mạnh thật sự của Voyager nằm ở sự đơn giản và dễ dùng Sự “trong suốt” hay cách mà Voyager che dấu các kỹ thuật lập trình phân tán phức tạp đã làm cho việc xây dựng các ứng dụng mobile agent trở nên dễ dàng hơn rất nhiều Việc tích hợp các công nghệ mới và các chuẩn mới vào cùng một sản phẩm tạo cho Voyager sự hấp dẫn rất riêng biệt
4.1.3 Mole
Mole [STR-99] là hệ thống Mobile Agent được xây dựng với ngôn ngữ Java tại đại học Stuttgart (CHLB Đức) Phiên bản đầu tiên (Release 1.0) đã hoàn thành vào năm 1995, năm 1997 phiên bản Release 2.0 được hoàn thành, bản Release 3.0 được hoàn tất vào năm 1998 và đề án đã kết thúc với kết quả là môi trường ổn định để xây dựng ứng dụng theo mô hình agent trên các hệ phân tán [BAU-98] Được xây dựng trên Java, Mole có khả năng thực thi trên tất cả các môi trường có hổ trợ JDK1.1.x (Jdk1.1.7 và Jdk1.1.8), sử dụng giao thức TCP/IP trong quá trình giao tiếp Mole hổ trợ di chuyển yếu-weak migration
Trang 7Để thực hiện giao tiếp giữa các agent Mole sử dụng các cơ chế truyền thông điệp, gọi hàm từ xa RPCs [BAU-97], và cơ chế đặc trưng của Mole là session , badge Ngôn ngữ giao tiếp giữa các agent được Mole hỗ trợ là KQML [FIN-94] Việc trao đổi dữ liệu giữa các agent được thực hiện theo nghi thức TCP/IP Mole cho phép đa tiểu trình/agent và quản lí tài nguyên và lập lịch các tiểu trình trong hệ thống thông qua bộ lập lịch trung tâm MCP Khả năng bảo mật của Mole được đánh giá khá tốt trong các hệ thống agent Mole tuân theo mô hình bảo mật sandbox của java [FIR-96] Agent trong hệ thông Mole được chia làm hai loại: user agent và system agent User agent là những agent di động được kích hoạt bởi người dùng và không thể truy cập trực tiếp tài nguyên hệ thống Ngược lại, system agent (service agent) - được khởi động bởi người quản trị - không có tính di động và được phép truy cập tài nguyên hệ thống
Môi trường Mole phù hợp cho phát triển những ứng dụng trong các lĩnh vực: Truyền thông, ứng dụng thuộc lĩnh vực hệ thống thông tin điện tử Một số ứng dụng dược phát triển trên môi trường Mole: AIDA - Infrastructure for Mobile Agents, ASAP, ATOMAS, FESTIVAL (Mole office, Mole shopping), HAWK [THE-00]
Với hệ thống mã nguồn mở của Mole, ta có thể tiến hành cải tiến, nâng cấp những chức năng hiện có,
và bổ sung những chức năng mới như các chức năng về công cụ hổ trợ lập trình agent để Mole trở thành hệ thống agent hiện đại hổ trợ tốt cho việc phát triển các ứng dụng dựa theo mô hình agent
4.1.4 ZEUS
Zeus [BT-03] là môi trường do British Telecommunication phát triển để hỗ trợ xây dựng các hệ thống
đa agents Ngoài các tính năng thông thường trong việc tạo lập và quản lý các agent, Zeus đặc biệt chú trọng việc hỗ trợ một phương pháp luận và một bộ công cụ mạnh để phát triển ứng dụng đa agent trên môi trường phân tán
Zeus định nghĩa một phương pháp luận để phân tích, thiết kế, triển khai hệ thống và còn kèm theo các công cụ cho phép người phát triển có thể bắt lỗi hệ thống cũng như phân tích sự thực hiện của mình Hai giai đoạn phân tích và thiết kế được miêu tả chi tiết trong [COL-99] nhưng chưa được hỗ trợ bởi các công cụ Zeus Toolkit hỗ trợ hai giai đoạn cài đặt và bảo trì Zeus toolkit qua các công cụ Zeus Agent Generator và Zeus Agent Visualiser Zeus cung cấp nhiều Editor để định nghĩa agent và các thuộc tính của agent Code Generator sẽ tự động phát sinh mã nguồn cho agent từ những thuộc tính đã đặc tả
Hai đặc tính quan trọng của các Zeus agents là tính tự trị và cộng tác Bộ phận Planner trong mỗi agent
sẽ hỗ trợ agent thể hiện tính tự trị Khả năng thương lượng và cộng tác giữa các agent cũng được Zeus tích hợp vào trong toolkit thông qua một thư viện các giao thức, cùng các chiến lược thương lượng và cộng tác Do có mã nguồn mở, người dùng có thể thêm vào thư viện này các chiến lược riêng phù hợp với ứng dụng của mình
Các Zeus agent truyền thông theo point-to-point socket TCP/IP với mỗi message là một chuỗi các kí
tự mã ASCII Ngôn ngữ truỵền thông Zeus sử dụng là FIPA ACL (http://www.fipa.org) Nhằm cung cấp khả năng “hiểu” lẫn nhau cho các agent, Zeus cung cấp các công cụ cho việc định nghĩa các ontology-cơ sở khái niệm chung cho cộng đồng agent
Các agent của Zeus được phân tán qua mạng và có thể thực hiện các tác vụ đồng thời Chính vì thế, việc quản lí các agent cũng là một vấn đề mà môi trường đặt ra Visualiser của Zeus cung cấp các công
cụ để kiểm tra các quan hệ giao tiếp giữa các agent, trạng thái tác vụ những agent đang thực hiện và trạng thái bên trong của agent Đồng thời, Zeus Statistic Tool cho phép người dùng so sánh các thống
kê khác nhau về cộng đồng agent, chẳng hạn những loại thông điệp nào agent đã gửi và tỉ lệ là bao nhiêu, một cách trực quan dưới những dạng đồ thị khác nhau Cũng nhằm quản lí agent, Zeus cung cấp những agent tiện ích như Agent Name Server hoạt động như một Yellow Page, Facilitator như một White Page, Visualiser và Database Proxy
Một hạn chế của Zeus là tuy được liệt kê vào một trong những môi trường mobile agent nhưng hiện hướng nghiên cứu về tính di động của Zeus chỉ mới ở bước đầu, chưa được cài đặt Do đó mà tính bảo mật của Zeus cho các agent hầu như không có [EIT-01] Điều này có thể sẽ được khắc phục trong các phiên bản sau
Trang 8Zeus đã và đang được triển khai trong một số ứng dụng như Agent Based Work-flow Management, PTA: Personal Travel Assistance, Personal Computer Manufacture, Agent-based Electronic Commerce, Network Management (VPNP), Home Shopping
4.2 Các tính năng hỗ trợ của hệ thống mobile agent
Để đánh giá các tính chất của một môi trường phát triển ứng dụng agent cần chú ý nhiều đến các đặc tính của agent: tính di động, tính tự trị và khả năng bảo mật mà môi trường hỗ trợ Khi tiến đến mức phối hợp hoạt động nhằm tăng hiệu quả công việc đến mức tối đa, các agent phải có khả năng thông tin liên lạc với nhau, cộng tác, chia sẻ công việc, học hỏi lẫn nhau Riêng đối với các nhà phát triển hệ thống, một phương pháp luận rõ ràng và các công cụ trực quan trong bước thiết kế, cài đặt sẽ góp phần làm tăng tốc độ phát triển hệ thống cũng như gia tăng độ tin cậy đối với sản phẩm làm ra Vì vậy, đây cũng là một trong những tiêu chí cần được định giá
Tính di động (mobility) : xét khả năng môi trường hỗ trợ di động mạnh hay yếu cho agent
Tính tự trị (autonomous): xét vai trò của môi trường về việc cung cấp các cơ chế hỗ trợ cho agent
linh động thực thi, qua đó thể hiện được tính tự trị [JEN-98]
Tính an toàn (security): cần chú ý tới 2 vấn đề: bảo vệ các host tránh các cuộc tấn công từ các agent
nguy hiểm; và bảo vệ các agent chống lại các môi trường nguy hiểm khi agent di trú [BAU-97] Các nguy cơ chống lại host bao gồm: agent đánh cắp thông tin của host, hoặc chiếm dụng tài nguyên hệ thống Để đối phó, có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình an toàn, cơ chế sandbox của Java chuẩn hoặc xác nhận mã mang theo của agent Đối với việc bảo đảm an toàn cho agent, có thể áp dụng mã hoá thông tin agent [YOU-97], sử dụng phần cứng tin cậy [LOU-01], agent tự thực hiện kiểm tra vết thi hành của mình [LOU-01], dùng Blackbox, dùng RASPS (Random Access Stored Program machines) [HOH-98],
Tính thích ứng: là khả năng hỗ trợ tính thích ứng từ phía môi trường khi tiếp nhận một agent du nhập Khả năng cộng tác: để xem xét khả năng phối hợp hoạt động của các agent, cần lưu ý về ngôn ngữ
liên lạc, giao thức liên lạc, mô hình cộng tác mà môi trường hỗ trợ Ngoài ra, nếu các agent của môi trường đang xét có khả năng giao tiếp với các agent của môi trường khác hay với các loại đối tượng khác, thì môi trường hỗ trợ cộng tác mạnh
Phương pháp luận và công cụ phát triển agent: mô hình agent tương đối mới mẻ, nên việc hỗ trợ
các phương pháp luận giúp cho việc phân tích, thiết kế và triển khai ứng dụng cũng là một yêu cầu cần thiết Kèm theo các phương pháp luận này, những môi trường cung cấp bộ công cụ phát triển trực quan luôn luôn được đánh giá cao Việc sử dụng các công cụ trực quan sẽ giảm thiểu thời gian thiết
kế, cài đặt và gỡ rối cho ứng dụng Đối với tất cả các hệ thống, tiêu chuẩn hỗ trợ công cụ trực quan sẽ được chú ý ở các mức thiết kế, cài đặi và gỡ rối
Khả năng mở rộng: các môi trường có mã nguồn mở sẽ rất có triển vọng trong việc phát triển Việc
đầu tư nghiên cứu sẽ được tiến hành song song tại nhiều điểm và do đó môi trường sẽ có được những tíng năng rất đa dạng và phù hợp với nhiều đối tượng sử dụng Tuy nhiên những môi trường giữ vững được thế đứng với một nhà phát triển sẽ đáp bảo được tính tương thích và thống nhất trong hoạt động
4.3 So sánh các hệ thống Aglet, Mole, Voyager và Zeus
Bảng 1 tổng kết các so sánh chính yếu giữa 4 môi trường mobile agent Aglet, Mole, Voyager và Zeus theo các tiêu chí đề xuất ở trên
Tính năng cơ bản của agent
Tính di động Di chuyển yếu Di chuyển yếu Di chuyển yếu Chưa hỗ trợ Tính tự trị Hỗ trợ đơn giản Hỗ trợ đơn giản Hỗ trợ đơn giản Hỗ trợ hoạch
định kế hoạch
Các tính năng bảo
mật
Sandbox của Java, có thể bổ sung
Mô hình sandbox, phân loại agent
Sandbox, Voyager Security
Không có
Tính thích ứng Không hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ
Trang 9Khả năng giao tiếp, cộng tác
Hình thức giao tiếp Thông điệp Thông điệp,
RPCs, session, bage
Thông điệp, RPCs, ORB
Thông điệp
Ngôn ngữ giao tiếp KQML, ACL,
Giao thức truyền
thông
ATP trên nền
Mô hình cộng tác Không hỗ trợ Không hỗ trợ Mô hình Space,
Subspace
Có hỗ trợ Khả năng kết hợp
với các đối tượng
khác
Không hỗ trợ Không hỗ trợ CORBA, RMI,
DCOM
Giao tiếp với các agent platform theo chuẩn FIPA
Phương pháp luận và Công cụ hỗ trợ
Phưng pháp luận Mẫu thiết kế:
itinerary, master-slave
Không hỗ trợ Không hỗ trợ Phân tích , thiết
kế, triển khai, thi hành
Công cụ xây dựng
agent
Không hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Công cụ Agent
Generator
Công cụ quản trị
agent
TAHITI server Mole view Voyager
Management Console
Nameserver, Facilitator, Visualiser Khả năng mở rộng Mã nguồn mở,
đang được phát triển bởi SourceForge
Mã nguồn mở Đang được phát
triển bởi Recursion Software Thích hợp với những ứng dụng thưng mại điện tử
Mã nguồn mở , đang phát triển phiên bản 1.3
Bảng 1 - So sánh các môi trường Agent
5 THẢO LUẬN
Về mặt lý thuyết, mô hình mobile agent có những ưu điểm rất hứa hẹn cho việc phát triển một thế hệ các ứng dụng phân tán mới Tuy nhiên, những nghiên cứu trong lãnh vực mobile agents đa số tập trung phát triển các hệ thống agent hỗ trợ khả năng di động và những vấn đề của các môi trường này như tính an toàn, cơ chế tự di chuyển của agent, cơ chế giao tiếp giữa các agent…Việc vận dụng mô hình mobile agent vào các ứng dụng thực tế gần như vẫn dừng lại ở mức thử nghiệm mà chưa có được những sản phẩm thương mại hoàn chỉnh Nhìn chung, mô hình mobile agent vẫn chưa trở thành một
kỹ thuật được chấp nhận rộng rãi trong thực tế
Những nguyên nhân dẫn đến tình trạng triển khai chậm chạp kỹ thuật mới này bao gồm cả về khía cạnh kỹ thuật lẫn xã hội [TRI-01]:
Các vấn đề kỹ thuật: Thực hiện cơ chế đi động, bảo đảm an toàn, nâng cao tốc độ thi hành, và chuẩn
hoá công nghệ là những khó khăn đồng thời là các thách thức chủ yếu của mô hình mobile agent:
Thực hiện tính năng di động: Một số hệ thống về nguyên tắc hỗ trợ tính di động của agent, nhưng
trong thực tế hoặc chưa hỗ trợ, hoặc chỉ hỗ trợ weak-mobility với những cơ chế chuyển dời agent chưa được tốt Để hỗ trợ strong-mobility cũng như cho phép agent di chuyển thuận tiện hơn, cần có những cơ chế hạ tầng, những middleware giúp thực hiện việc chuyển dời mã nguồn tốt
An toàn hệ thống: Việc chấp nhận các agent di động từ máy này sang máy khác để thi hành một mặt
tạo ra những thuận lợi như đã trình bày ở phần 1, mặt khác gây ra những vấn đề về tính an toàn của hệ thống Giải pháp bảo vệ máy chủ khỏi tác động xấu từ agent du nhập vào, bảo vệ tính riêng tư và toàn vẹn của agent trong môi trường mới, bảo vệ agent khỏi tác động của các agent khác hoạt động trên cùng môi trường…là những câu hỏi cần được trả lời thấu đáo trước khi có thể triển khai thực sự mô hình mobile agent , nhất là trên mạng Internet thay vì các mạng Intranet cục bộ
Trang 10Nâng cao tốc độ thi hành: Để giải quyết vấn đề dễ mang chuyển và tương thích trên các môi trường
không đồng nhất trên con đường di chuyển và thi hành của agent, hầu hết các hệ thống agent đều phải
sử dụng hình thức thông dịch mã nguồn tại đích đến Và vì thế tốc độ thi hành của các hệ agent vẫn còn rất kém Một hướng tiếp cận nhằm tiết giảm thời gian du nhập và thi hành trên môi trường đích của agent là sử dụng chiến lược biên dịch đúng thời điểm (just-in-time compilation)
Chuẩn hoá: Đây là một điều kiện quan trọng để đưa mô hình agent vào ứng dụng thực tế trong đó cho
phép các hệ thống agent của những công ty, tổ chức khác biệt có thể tương tác với nhau Các cố gắng chuẩn hoá của những tổ chức như OMG , FIPA …vẫn đang được bổ sung hoàn thiện dần Bên cạnh
đó, các chuẩn cho ngôn ngữ giao tiếp giữa các agent như KQML, KIF…cũng là một hướng nghiên cứu được quan tâm
Các vấn đề xã hội: Tuy được nhiều công ty lớn như HP, Mitsubishi, ObjecbSpace…cũng như các
trường đại học danh tiếng như MIT, Darmouth, Maryland đầu tư nghiên cứu như một trong những hướng trọng điểm, nhưng mobile agent lại chưa được đón nhận nồng nhiệt trong các khách hàng thực
tế Một số trở ngại về mặt xã hội chính yếu bao gồm :
Thiếu ứng dụng đặc trưng: hầu hết những bài tóan phân tán vẫn có thể giải quyết với mô hình
client-server truyền thống mà không nhất thiết phải sử dụng mobile agent Trong nhiều trường hợp, mobile agent cung cấp một cách tiếp cận hiệu quả hơn cho vấn đề, nhưng cũng có những trường hợp các kỹ thuật truyền thống tỏ ra hữu hiệu hơn Do sự thiếu vắng một lọai ứng dụng đặc trưng cho mobile agent nên mô hình chưa đủ thuyết phục đối với người dùng
E ngại mất an toàn: việc chấp nhận cho một agent ở nơi khác đến khai thác tài nguyên ở máy mình
làm cho người dùng cảm thấy các mối đe dọa bị tấn công tăng lên trong khi đó các lợi ích do agent mang đến lại chưa rõ ràng Ngòai ra, việc giao dịch thông qua mạng lưới agent sẽ làm mất tác dụng quảng cáo cho hình ảnh của các công ty vì mất cơ hội tương tác trực tiếp với khách hàng
6 KẾT LUẬN
Trong bài báo này chúng tôi đã giới thiệu về mô hình mobile agent- một mô hình mới cho phép xây dựng nhiều ứng dụng phân tán hiệu quả hơn những kỹ thuật cũ Tuy còn những khó khăn trong việc triển khai mobile agent vào thực tế, nhưng mobile agent có nhiều tiềm năng trong một số lọai ứng dụng phù hợp, và nên là một công cụ cần có khi xây dựng các ứng dụng phân tán quy mô lớn
Trong vòng năm năm gần đây đã có một số hướng nghiên cứu rất hứa hẹn được tiến hành trong lĩnh vực mobile agent, nhưng kết quả chỉ mới dừng ở mức có thể vận dụng mobile agent vào một số ứng dụng với các điều kiện giảm nhẹ về môi trường thi hành Do đó việc nghiên cứu để giải quyết những vấn đề tồn đọng của mô hình vẫn là những thách thức cần được đầu tư nghiêm túc
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[AOV-01] Objectspace, An Overview of Voyager version 4.5, 2002
[BAU-97] J Baumann, F Hohl, N Radouniklis, K Rothermel, M.Straßer Mole - Concepts of
a Mobile Agent System Bericht 1997/15, Fakultät Informatik, University of
Stuttgart, Germany, August 1997
[BAU-98] J Baumann, F Hohl, K Rothermel, M Schwehm, M.Straßer Mole 3.0: A
Middleware for Java-Based Mobile Software Agents Institute of Parallel and
Distributed High- Performance Systems, University of Stuttgart, Germany, 1998
[BIE-98] A Biezczad, B Pagurek, T White, Mobile Agent for Network Management,
IEEE, 1998
[BT-03] British Telecommunication The Zeus Agent Building Agent Toolkit
URL: http://www.labs.bt.com/projects/agents/zeus/
[BUR-98] C Burger Team Awareness with Mobile Agents in Mobile Environments
Proceedings of IC3N’98, 1998
[CAI-96] T Cai, P.A Gloor, and S Nog DartFlow: A Workflow Management System on
the Web Using Transportable Agents Technical Report PCSTR96283, Dartmouth
College, May 1996
[COL-99] J Collis et al The Zeus Agent Building Toolkit Zeus Methodology
Documentation, 1999
[EIT-01] T Eiter, V Mascardi Comparing Environment Is For Development Software
Agents, March 2001
