嵌入式移動(dòng)數據庫中的移動(dòng)Agent問(wèn)題探討

1 引言

隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及移動(dòng)計算終端的大量普及，使得人們隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)任何所需信息成為可能。對于傳統的分布式計算以及分布式數據庫的研究都是基于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和固定主機的，采用了一些如固定網(wǎng)絡(luò )連接、對等通信代價(jià)、主機結點(diǎn)固定不變等默認的隱含假設。若計算結點(diǎn)在自由移動(dòng)的過(guò)程中與網(wǎng)絡(luò )建立連接，則上述這些假設條件不再成立，由此需要一種更加復雜、靈活的分布式計算環(huán)境，因此研究移動(dòng)計算以及移動(dòng)數據庫成為一個(gè)新興的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

移動(dòng)Agent作為一種前沿技術(shù)，也是計算機領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。近年來(lái)國內外對移動(dòng)Agent技術(shù)研究的投入都非常大，并且在移動(dòng)Agent的并行計算、移動(dòng)Agent系統安全、多Agent建模等方面都有突出成果。移動(dòng)Agent作為一種可攜帶執行代碼和數據的遷移對象，帶有一定的智能性，能夠自主結合客戶(hù)機和服務(wù)器的知識，并在服務(wù)器上進(jìn)行推理以確定自己的下一步工作。其次移動(dòng)Agent對于用戶(hù)沒(méi)有實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )連接的要求，僅僅是在發(fā)送請求和接受結果時(shí)需要網(wǎng)絡(luò )連接，可以大幅減少無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )上的通信流量，基于移動(dòng)Agent具有的這些優(yōu)勢，在嵌入式移動(dòng)數據庫中引入移動(dòng)Agent技術(shù)并進(jìn)行研究探討，具有一定的價(jià)值。

2 移動(dòng)Agent技術(shù)

移動(dòng)Agent是一個(gè)代替人或其它程序執行某種任務(wù)的程序,它在復雜的網(wǎng)絡(luò )系統中能自主地從一臺主機移動(dòng)到另一臺主機[1],該程序能夠選擇何時(shí)、何地移動(dòng)，在移動(dòng)時(shí)該程序可以根據要求掛起其運行,然后轉移到網(wǎng)絡(luò )的其它地方重新開(kāi)始或繼續執行,最后返回結果和消息。移動(dòng)Agent具有自治性、移動(dòng)性、智能性、異步計算性等特性。

從實(shí)現技術(shù)的角度看,移動(dòng)Agent系統主要由移動(dòng)Agent平臺(MAE)和移動(dòng)Agent(MA) 組成。移動(dòng)Agent平臺是一個(gè)虛擬機,通常被稱(chēng)為移動(dòng)Agent服務(wù)器,為移動(dòng)Agent的移動(dòng)和執行提供執行環(huán)境，為移動(dòng)Agent的發(fā)射、接收、恢復、安全管理和服務(wù)調用等提供基礎設備設施。移動(dòng)Agent攜帶完成計算任務(wù)所需的代碼和數據以及Agent的運行狀態(tài)，在網(wǎng)絡(luò )上不同主機之間遷移并完成相應的動(dòng)作，移動(dòng)Agent遷移示意圖如圖1。

將移動(dòng)Agent技術(shù)應用于嵌入式移動(dòng)數據庫主要具有如下一些優(yōu)勢：

1）移動(dòng)Agent可以減少通信網(wǎng)上的流量。將任務(wù)請求通過(guò)Agent移動(dòng)到服務(wù)器端執行，使得Agent不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸這個(gè)中間環(huán)節而直接訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器資源，任務(wù)在遠地執行完后直接返回結果，從而降低系統對網(wǎng)絡(luò )帶寬的依賴(lài)，這恰好適合移動(dòng)計算環(huán)境所具有的斷接性的特點(diǎn)；2）移動(dòng)Agent可以異步計算。移動(dòng)Agent不需要統一的調度，由用戶(hù)創(chuàng )建的移動(dòng)Agent可以異步的在不同網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)上運行，對于相對復雜的任務(wù)，用戶(hù)還可以創(chuàng )建多個(gè)Agent，同時(shí)在相同或不同的節點(diǎn)上運行，不需要客戶(hù)端與主機永久連接。也恰好適合移動(dòng)計算環(huán)境所具有的低帶寬和弱可靠性的特點(diǎn)；3）移動(dòng)Agent可以方便的訪(fǎng)問(wèn)異構數據庫。在數據庫系統中存在一些異構的環(huán)境，此時(shí)如果采用傳統的數據庫訪(fǎng)問(wèn)方式，往往需要客戶(hù)端預先安裝多種類(lèi)型的數據庫連接驅動(dòng)程序，并在訪(fǎng)問(wèn)時(shí)執行這些連接驅動(dòng)程序，這會(huì )大大增加移動(dòng)終端的負載[2]，因此，傳統的數據庫訪(fǎng)問(wèn)方式很難適用于移動(dòng)計算環(huán)境中移動(dòng)數據庫的訪(fǎng)問(wèn)，但由于移動(dòng)Agent本身的特性卻使得訪(fǎng)問(wèn)異構數據庫較其他方式更加方便；4）移動(dòng)Agent可以方便的實(shí)現負載平衡。移動(dòng)Agent能攜帶自身的代碼從一個(gè)平臺移動(dòng)到另一個(gè)平臺，在目的主機上也無(wú)需預先安裝就能運行，因此移動(dòng)Agent可以方便的實(shí)現負載平衡。

3、 基于移動(dòng)Agent的移動(dòng)數據庫的體系結構

傳統的基于A(yíng)gent的移動(dòng)數據庫的體系結構一般采用如圖2所示的客戶(hù)層、客戶(hù)Agent層、服務(wù)器Agent層、服務(wù)器層的體系結構，該結構能對移動(dòng)數據庫的數據復制與緩存、斷接期間的管理、減少客戶(hù)與服務(wù)器之間的通信量等方面都能提供有效的支持。但該體系結構對于服務(wù)器之間的協(xié)同工作、客戶(hù)端在網(wǎng)絡(luò )中的自由移動(dòng)等方面不能提供理想的支持，對此，本文采用一種更加靈活的體系結構。該體系結構對傳統的基于A(yíng)gent的移動(dòng)數據庫的體系結構模型進(jìn)行擴充，在客戶(hù)機和服務(wù)器之間加入一個(gè)新的層次移動(dòng)Agent層。如圖3所示。

其中客戶(hù)Agent層主要負責本地緩存以及本地事物的管理；移動(dòng)Agent層根據客戶(hù)Agent提出的任務(wù)請求完成相應的功能并返回結果；服務(wù)器Agent主要負責提供數據訪(fǎng)問(wèn)接口?；谝苿?dòng)Agent的移動(dòng)數據庫的體系結構可設計成如圖4所示。

注: MSS: Mobile Support Station(具有無(wú)線(xiàn)通信接口的支持移動(dòng)計算機的固定節點(diǎn))

SVR: Server(固定主機) LDB: Local Database(本地數據庫)

MA: Mobile Agent (移動(dòng)代理) MC: Mobile Client(移動(dòng)客戶(hù))