Khóa luận Kiến trúc phần mềm dựa trên agent

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thị Hồng Hạnh KIẾN TRÚC PHẦN MỀM DỰA TRÊN AGENT KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI – 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thị Hồng Hạnh KIẾN TRÚC PHẦN MỀM DỰA TRÊN AGENT KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Việt Hà HÀ NỘI – 2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em muốn gửi cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo, Phó Giáo Sư, Tiến sĩ Nguyễn Việt Hà – Phó Hiệu trưởng trường Đại học Công Nghệ, người thầy đã giúp em định hướng, có những kinh nghiệm quý báu về công nghệ Agent, thầy đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành khóa luận. Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, Thạc sĩ Đào Kiến Quốc đã giúp em hoàn thiện và hiểu rõ các khái niệm, cách phân tích chương trình để hoàn thiện khóa luận này. Em cũng muốn gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo đã chỉ bảo trong suốt quá trình học tập tại trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội. Cảm ơn bạn Tạ Minh Tú, chị Nguyễn Thị Thu Hiền, những người đã cùng giúp đỡ, hợp tác nghiên cứu các bài toán, ứng dụng được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp này. Ngoài ra, em muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Công nghệ phần mềm, khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập chuyên ngành và thực hiện khóa luận . Cuối cùng con muốn cảm ơn đến cha mẹ, tới gia đình và bạn bè với tình yêu thương sâu sắc – những người đã hết sức ủng hộ, giúp đỡ và động viên con trong suốt quá trình học tập đã qua. Hà nội, ngày 18/05/2010 Sinh viên: Lê Thị Hồng Hạnh TÓM TẮT Hiện nay, khi Internet trở nên phổ biến và cần thiết, các hệ thống mở, phân tán đang được phát triển rộng rãi và hữu ích theo cùng. Hướng phát triển các hệ thống này chủ yếu được sử dụng theo mô hình Client –Server, mọi tính toán, yêu cầu được chuyển lên và thực hiện ở Server bên ngoài Internet. Điều này đòi hỏi một băng thông Internet lớn với chi phí cao. Có các hướng giải quyết để phân tải mạng trên Server như phân tải mạng bằng các Server khác hay sử dụng Proxy Cache để lưu các kết quả tính toán, yêu cầu đã được thực hiện. Khóa luận này sẽ giới thiệu một hướng phân tải mạng cho Server bằng cách sử dụng Proxy động được xây dựng dựa trên lý thuyết, các kiến thức về kiến trúc xây dựng phần mềm dựa trên Agent – một hướng nghiên cứu phát triển phần mềm mới được xem là tiếp theo của phương pháp hướng đối tượng. Trong mô hình này, các tính toán, yêu cầu được đóng gói thành các Agent, sau đó được chuyển xuống Proxy, lưu giữ và thực thiện các tính toán. Các agent này có thể di chuyển, cập nhật cơ sở dữ liệu từ Server, lưu giữ các tính toán, thực hiện các tính toán này ngay trên Proxy khi có yêu cầu gửi đến nhằm giảm thiểu việc truy cập lên Server, cơ sở dữ liệu, và phân tải mạng cho Server. Bên cạnh đó, sử dụng Proxy động sẽ làm việc thực hiện các tính toán một cách nhanh chóng hơn do các tính toán ở gần và cơ sở dữ liệu được lưu trữ sẵn trên Proxy, do đó tốc độ truyền dẫn thông tin và các tính toán đã được lưu trữ sẽ tối ưu hơn so với khi Client yêu cầu tính toán nếu được gửi và thực hiện trên Server theo mô hình truyền thống. MỤC LỤC GIỚI THIỆU Tổng quan kiến trúc phần mềm dựa trên Agent Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ truyền thông và Internet đã ảnh hưởng sâu rộng đến nhiều mặt của cuộc sống từ kinh tế, khoa học đến văn hóa xã hội. Cùng với sự phát triển lớn mạnh, không ngừng của Internet, đòi hỏi việc chia sẻ và tích hợp thông tin qua đường truyền giữa các máy với nhau, để sử dụng cơ sở dữ liệu chia sẻ ngày càng nên phổ biến. Điều này dẫn đến nhiều thách thức với người phát triển phần mềm khi phải đối đầu với những yêu cầu về hệ phần mềm phức tạp, mở và phân tán. Chúng ta đã được biết các cách phát triển phần mềm dựa trên cách cách tiếp cận hướng cấu trúc, cách tiếp cận hướng đối tượng. Phương pháp hướng đối tượng có ưu điểm so với phương pháp hướng cấu trúc là khả năng sử dụng lại mã nguồn, dễ đọc mã nguồn và xử lý lỗi. Đối với cách tiếp cận hướng đối tượng, hệ thống phần mềm được xem như tập các thực thể tương tác gọi là “đối tượng”, trong đó mỗi đối tượng được xác định bởi 3 yếu tố: Định danh, trạng thái, và hành vi. Với cách tiếp cận hướng đối tượng, phần mềm được xây dựng dựa trên khái niệm đối tượng, các phương thức, quan hệ giữa các đối tượng ... hướng giải quyết này có vẻ không đáp ứng được với các hệ phần mềm mở, phân tán, phức tạp như là quản lý mạng viễn thông, thương mại điện tử, tìm kiếm trích lọc thông tin ... Là một hướng phát triển tiếp theo của phương pháp hướng đối tượng, cách tiếp cận hướng agent được xem là một công nghệ hứa hẹn cho phát triển của các hệ phần mềm phức tạp này. Ý tưởng cơ bản của hệ Phần mềm Agent là xem hệ phần mềm như một cấu trúc xã hội bao gồm các agent có tính tự chủ về hành vi, về trạng thái, có khả năng phản ứng nhận biết được môi trường, chủ động trong hành động và phản ứng, và chúng có khả năng tương tác với nhau để đạt tới một mục đích chung của hệ thống. Phần trình bày về lý thuyết Agent sẽ làm rõ hơn các khái niệm và có cái nhìn tổng quan hơn về agent, cũng như sử dụng agent trong việc xây dựng phần mềm. Bài toán xây dựng mô hình phân tải mạng nhờ Proxy động dựa trên Agent Hiện nay, các ứng dụng hệ thống phân tán, mở, phúc tạp thường được xây dựng dựa trên mô hình Client – Server [16]. Trong mô hình này, các dịch vụ trong ứng dụng bao gồm mã cài đặt dịch vụ và các tài nguyên để thực thi dịch vụ. Khi có các yêu cầu từ Client, các mã dịch vụ sẽ được thực thi trên tài nguyên dịch vụ và kết quả trả về cho Client. Tuy nhiên với lượng các yêu cầu tính toán gửi lên cho Server lớn thì vấn đề đường truyền mạng là một là một thách thức. Mô hình Client –Proxy –Server là một hướng giải quyết của vấn đề này. Bài toán được đưa ra từ ý tưởng giảm tải mạng cho cho Server nhờ Proxy động dựa trên các kiến thức về Agent, mobile Agent. Ở đây các tính toán sẽ được đóng gói thành các Agent được chuyển từ Server xuống Proxy khi được yêu cầu. Proxy sẽ lưu các tính toán này và trả về một cách nhanh chóng khi có yêu cầu. Nền tảng được lựa chọn để phát triển hệ thống này là JADE (Java Agent Develop Framework), nền tảng phát triển trên nền java, cung cấp cho người lập trình một nền tảng để tạo ra các Agent thực hiện các tính toán, di chuyển, truyền thông với nhau. Nội dung và cấu trúc khóa luận Với nội dung trình bày những lý thuyết cơ bản về công nghệ Agent, xây dựng mô hình phân tải mạng ở Server nhờ Proxy động dựa trên công nghệ Agent và cách áp dụng vào bài toán thực tế - phân tải mạng cho chương trình tìm kiếm thông tin sinh viên ở các trường Đại học. Khóa luận được tổ chức theo cấu trúc như sau: Chương 1: Giới thiệu Giới thiệu sơ lược về tổng quan kiến thức về công nghệ Agent, lý thuyết Agent và các kiến thức xây dựng phần mềm dựa trên Agent. Bài toán xây dựng mô hình phân tải mạng nhờ Proxy động được phân tích dưới khía cạnh sử dụng Agent đóng gói, đại diện cho các tính toán là một hướng giải quyết khả thi cho việc giải quyết bài toán phân tải mạng. Chương này giới thiệu những gì mà khóa luận nghiên cứu, từ đó thông qua việc trình bày về nội dung và cấu trúc của khóa luận. Chương 2: Tổng quan về Agent Chương hai đi vào giới thiệu một cách tổng quan nhất về Agent. Cấu trúc và hoạt động của Agent, hệ đa Agent, mobile Agent, chuẩn FIPA, nền tảng JADE. Với những kiến thức cơ bản này, người đọc sẽ hiểu được phần nào cấu trúc, hoạt động cũng như những ưu nhược điểm của Phần mềm Agent từ đó có thể xây dựng, phân tích thiết kế được mô hình phù hợp với từng bài toán. Chương 3: Mô hình phân tải mạng bằng Proxy động dựa trên Agent Chương này giới thiệu hiện trạng của việc phân tải mạng cho Server, nêu ra hướng giải quyết sử dụng Proxy động được xây dựng dựa trên ý tưởng đóng gói các tính toán bằng Agent. Xây dựng mô hình Client – Proxy- Server, phân tích các mô hình Client, mô hình Proxy, mô hình Server. Qua đó xây dựng mô hình xử lý bài toán và thiết kế chi tiết cho mô hình giảm tải mạng. Chương 4: Thực nghiệm Trình bày thực nghiệm được phân tích ở chương 3, mô tả các bước thiết kế, cài đặt, kết quả thực nghiệm của chương trình quản lý đào tạo của trường đại học trong đó vấn đề tìm kiếm thông tin sinh viên là các tính toán được thực hiện thường xuyên từ phía Client lên Server sẽ được đóng gói thành các Agent thực thi có thể di chuyển xuống Proxy để giúp cho việc phân tải mạng. Chương 5: Kết luận Chương này tổng kết lại những gì đã đạt được và chưa đạt được. Từ đó nêu lên những kết quả hướng tới, hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo. TỔNG QUAN VỀ AGENT Agent phần mềm Chương này sẽ trình bày khái niệm Agent phần mềm [1] [2] [3](Software Agent), cấu tạo và đặc tính của nó cũng như các khái niệm liên quan như đặc tả FIPA[1] [4] của Agent, nền tảng thực thi JADE [1][5][6], và tìm hiểu về Agent di động (Mobile Agent) [7]. Khái niệm Agent phần mềm Trong những năm gần đây, hướng tìm hiểu, nghiên cứu các ứng dụng của Agent phần mềm phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là trong việc thiết kế và xây dựng các ứng dụng phân tán. Có rất nhiều tranh luận về khái niệm Agent phần mềm, tuy là các cách diễn đạt khác nhau nhưng ở góc độ người dùng, có thể hiểu Agent phần mềm là: Agent phần mềm là một chương trình có thể thực hiện công việc thay cho người dùng một cách độc lập sau khi được giao công việc Các agent cần có môi trường để thi hành trong suốt thời gian tồn tại của chúng, chúng tương tác với môi trường thi hành cũng như hoạt động một cách không đồng bộ và tự trị trong đó. Một ví dụ về mô hình phát triển phần mềm dựa trên Agent như trong dịch vụ du lịch, người sử dụng thường có nhiều yêu cầu khác nhau cho các gói du lịch của mình như vé máy bay, vé tàu, chỗ ở ... Do đó, thành phần phần mềm thay mặt người sử dụng cần phải tương tác, thương lượng với nhiều dịch vụ khác một cách tự động và sau đó tích hợp kết quả gửi lại cho người sử dụng. Mỗi thành phần như thế được hình dung là một Agent. Các đặc trưng cơ bản của Agent [1]: Tính tự trị (autonomous): agent có thể tự kiểm soát các hành động của nó sau khi được giao việc mà không cần sự can thiệp của người dùng hay các agent khác. Mỗi agent chứa một trạng thái nào đó của riêng nó, các agent khác không thể truy cập được vào trạng thái này. Agent tự quyết định các hành động của mình dựa trên trạng thái hiện thời mà không cần sự tác động của con người hay các agent khác. Tính tự trị là đặc trưng quan trọng nhất của Agent. Khả năng phản ứng (reactivity): Tính phản ứng là khả năng agent có thể nhận biết được môi trường (qua bộ phận cảm nhận nào đó) và dựa vào nhận biết đó, agent đáp ứng kịp thời những thay đổi xảy ra trong môi trường. Phản ứng của Agent với môi trường bên ngoài đều hướng tới việc thực hiện mục tiêu của Agent đó. Tính chủ động (pro-activeness): Khi có sự thay đổi của môi trường, agent không chỉ phản ứng một cách đơn giản mà nó còn xác định chuỗi các hành động cần thực hiện, bản thân agent sẽ chủ động trong việc khởi động và thực hiện chuỗi hành động này. Tính xã hội (Social ability): các agent không chỉ hướng tới mục đích riêng cuản nó mà còn có khả năng tương tác với các agent khác trong hệ thống để hướng tới mục đích chung của hệ thống. Các hoạt động tương tác này bao gồm phối hợp, cạnh tranh, thương lượng ... Kiến trúc tổng thể Kiến trúc Agent là một cơ chể cơ bản dựa trên các thành phần tự chủ, nó hỗ trợ các hành động tác động lên thế giới thực, các môi trường mở và động. Trên thực tế, kết quả ban đầu của Agent tính toán nhằm vào việc phát triển kiến trúc các Agent thông minh, và những năm đầu tồn tại các kiểu thiết kế kiến trúc khác nhau, từ các kiến trúc đơn giản về phản ứng hành động, điều khiển trong một mô hình kích thích – trả lời, như là kiến trúc xếp gộp [8], cho đến các kiến trúc phức tạp hơn như là kiến trúc dựa trên sự tin tưởng vào mục đích (BDI-Belief Desire Intention) [9]. Kiến trúc phân lớp, tổng hợp giữa hai kiểu kiến trúc trên, bao gồm cả phản ứng hành động và các điểm mạnh của cả hai phương pháp trên. Kiến trúc của Agent có thể được chia thành bốn nhóm chính: Nền tảng Logic, phản ứng hành động, BDI, và kiến trúc phân lớp. FIPA (Foundation for Intelligent, Physical Agents) Phần này sẽ giới thiệu một cách tổng quát về lịch sử phát triển và nội dung chính của đặc tả FIPA [2]. Tập hợ đầy đủ các đặc tả FIPA có thể được tìm thấy trên trang web chính thức của FIPA. JADE là sự thi hành của các đặc tả FIPA vì thế nó phụ thuộc lớn vào các ý tưởng được đưa ra trong các đặc tả và được mở rộng theo những tài liệu đặc tả. Tuy nhiên các đặc tả FIPA không được thể hiện hoàn toàn trong JADE do JADE có mở rộng thêm một số khu vực so với đặc tả. Lịch sử FIPA FIPA được thành lập năm 1996, được xem như là một tổ chức phi lợi nhuận quốc tế với mục tiêu phát triển tập các chuẩn liên quan đến công nghệ phần mềm Agent. Các thành viên ban đầu, tập hợp các tổ chức nghiên cứu và công nghiệp, đưa ra một tập các quy tắc hướng dẫn sản xuất của tập đặc tả chuẩn Pháp lý [10] (Chuẩn Pháp lý được hiểu đối lập với chuẩn Thực tế, nó được tạo ra không phải bởi các cơ quan chuẩn mà được đặt ra bởi các công ty) cho công nghệ phần mềm Agent. Tại thời điểm đó, phần mềm Agent được biết đến rộng rãi trong giới khoa học nhưng lại ít được sự quan tâm của các tổ chức thương mại. Những người đứng đầu đã đồng ý cho sản xuất các chuẩn có thể tạo ra một nền tảng cứng của một kỹ thuật mới bằng cách sử dụng chéo một lượng lớn các ứng dụng. Cốt lõi FIPA tuân theo tập các quy tắc: Công nghệ Agent bao gồm một mô hình mới để giải quyết các vấn đề cũ và mới Các công nghệ Agent sẽ hướng tới mức độ hoàn thiện lớn hơn. Để sử dụng công nghệ Agent cần có đặc tả Đặc tả của cơ chế bên trong các Agent không phải là mối quan tâm chính, mà là cơ sở hạ tầng và ngôn ngữ yêu cầu cho khả năng phối hợp mở. Truyền thông Agent (Agent Communication) Agent về cơ bản là hình thái của quá trình phân phối mã nguồn và do đó tuân theo khái niệm cổ điển của mô hình phấn phối tính toán theo hai phần: các thành phần và các kết nối. Các thành phần là những khách hàng, những nhà sản xuất và những người điều hành các thông điệp truyền thông thông qua kết nối. Phần thân của các chuẩn đầu tiên như là ISO hay IETF lựa chọn một cách tiếp cận hướng mạng trong việc phát triển các cụm giao thức được phân lớp dựa phần lớn trên truyền thông máy tính mà chúng ta đã biết như mô hình OSI, mô hình TCP/IP. Cả hai đều được tận dụng thông qua giao tiếp giữa các phần mềm ứng dụng giao thức. Quản lý Agent (Agent Management) Để bổ sung cho truyền thông, khía cạnh cơ bản thứ hai của hệ thống Agent được tạo ra bởi đặc tả FIPA là quản lý Agent: một nền tảng chuẩn trong đó có các chuẩn FIPA cho Agent tồn tại, tổ chức và quản lý. Nó thành lập các mô hình logic tham chiếu cho việc khởi tạo, đăng ký, xác định vị trí, di trú và tổ chức các Agent. Mô hình tham chiếu quản lý Agent được mô tả theo hình: Hình 2.1. Quản lý Agent Các thành phần của mô hình sẽ được giải thích chi tiết hơn trong phần trình bày tiếp theo về nền tảng của Agent. Nền tảng JADE Phần này sẽ giới thiệu một cách tổng quan của nền tảng JADE [11][12] (Java Agent DEvelopment Framework platfom) và các lý thuyết cơ bản về thành phần kiến trúc của nó. Khái niệm về JADE JADE (Java Agent DEvelopment Framework) là một framework phần mềm cho hệ thống đa agent viết hoàn toàn bằng Java và được phát triển từ cuối năm 2001. Jade cho phép sự kết hợp giữa nhiều agent tuân thủ theo chuẩn FIPA và sử dụng ngôn ngữ giao tiếp theo chuẩn FIPA-ACL với cả SL và XML. Jade là một nền tảng cho hoạt động của các agent, nó hỗ trợ: Là một nền tảng cho hệ phân tán của agent theo chuẩn FIPA, nó có tính di động, bảo mật và nhiều các tính năng khác. Giao diện người dùng của ứng dụng Java Là thư viện của các giao thức tương tác FIPA, được cung cấp sẵn, hỗ trợ giao tiếp của các agent trên những nền tảng giống hoặc khác nhau Có giao diện đồ họa người dùng để quản lý các agent từ cùng Có sẵn tại Mô hình nền tảng JADE Hình 2.2. Mô hình nền tảng JADE Hình trên mô tả kiến trúc của nền tảng JADE. Nó là 1 hệ kiến trúc phân tán bao gồm: Nhiều máy Nhiều tiến trình Nhiều các Agent Container Các Agent Container được hiểu là tiến trình java cho container, mỗi container sẽ có 1 tiến trình java, rõ ràng với từng agent, chứa một hay nhiều các agent. JADE tạo ra nhiều container cho các agent, chúng có thể ở trong cùng một hệ thống máy tính hoặc khác hệ thống. Các tập của các container với nhau được gọi là nền tảng. Mỗi nền tảng phải có một Main – Container, các container khác đều phải đăng ký với Main-container khi chúng được đưa vào nền tảng. Hình 2.3. Mối quan hệ các thành phần trong JADE Khi Main-container được khởi động, đi kèm theo nó là 2 agent đặc biệt: AMS Agent: Hệ thống quản lý Agent (Agent Management system), một agent giám sát toàn bộ platform. Nó là nơi để các agent đăng ký bao gồm các dịch vụ như đặt tên, xác định tính duy nhất của tên agent, quản lý vòng đời các agent. DF Agent: dịch vụ trang vàng trong JADE, nơi các agent đăng ký dịch vụ của mình, ở đó một agent có thể tìm kiếm các agent khác có các dịch vụ mà agent đó yêu cầu để thực hiện nhiệm vụ của agent. Biên dịch và chạy trên nền tảng JADE Tất cả những phần liên quan đến JADE có thể được download từ website . Các phần mềm liên quan này được chia thành 2 phần: bản phân phối chính thức và bản phụ trợ. Bản phụ trợ trong mỗi bản riêng biệt đều chưa các module thực thi các phần mở rộng riêng biệt như các mã hóa cho ngôn ngữ. Các bản này được phát triển bởi các thành viên công đồng nguồn mở, chia sẻ những kiến thức về JADE cho cộng đồng. Bản phân phối chính gồm năm file đã được nén lại với các nội dung sau: jadeBin.zip bao gồm các file jar là nền tảng của JADE đã được dịch và được dùng sẵn jadeDoc.zip chứa các tài liệu, bao gồm cá hướng dẫn cho Adminitrator và Programmer. Tài liệu này cũng có sẵn trên website. JadeExamples.zip chứa mã nguồn của nhiều ví dụ jadeSrc.zip chứa tất cả nguồn của JADE jadeAll.zip chứa tất cả cả bốn file được liệt kê ở trên Các file được down, giải nén sẽ được được chứa dưới dạng thư mục theo cấu trúc sau: Hình 2.4. Cấu trúc thư mục Jade Thư mục jade/lib chứa tất cả các file jar cần được khai báo vào java CLASSPATH để chạy JADE.CLASSPATH được khai báo như sau: Thiết lập biến môi trường: tạo tham biến mới JADE_HOME với giá trị là C:\jade – nơi đặt thư mục jade Tạo tham biến CLASSPATH với giá trị là: .;%JADE_HOME%\add-ons\migration\lib\migration.jar; %JADE_HOME%\classes;%JADE_HOME%; %JADE_HOME%\lib\jade.jar; %JADE_HOME%\lib\jadeTools.jar; %JADE_HOME%\lib\http.jar; %JADE_HOME%\lib\iiop.jar; %JADE_HOME%\lib\commons-codec\commons-codec1.3.jar; Sau đó có thể khởi động JADE với đồ họa bằng cách sử dụng lệnh: prompt> java jade.Boot –gui Màn hình hiện thị sẽ thành công khi hiện ra dòng lệnh thông báo : Hình 2.5. Thông báo dòng lệnh khởi động Jade thành công Và màn hình đồ họa: Hình 2.6. Màn hình đồ họa khởi động Jade Dịch vụ di động liên nền (Inter - Platform) Gói thư viện migration.jar được cộng đồng phát triển cho môi trường JADE bổ sung, cung cấp gói thư viện hỗ trợ tính di động của Agent (Tính di động của Agent sẽ được trình bày tiếp ở phần sau). Một agent bất kỳ có thể di chuyển từ container này sang container khác thông trong một platform thông qua dịch vụ di động agent là bên trong nền (Intra - Platform) được cung cấp bởi JADE. Tuy nhiên muốn di chuyển liên nền (Inter - Platform) tức là từ platform này sang platform khác, cần phải bổ sung thêm addon cho môi trường jade là dịch vụ agent di động liên nền. Hình 2.7. Mô hình truyền thông điệp giữa các agent Dịch vụ liên nền được thiết kế và cài đặt để cung cấp khả năng di động platform đến platform cho agent. Ý tưởng cơ bản của dịch vụ này là dựa trên các thông điệp FIPA ACL (Agent Communication Language) ngôn ngữ truyền thông Agent này định nghĩa khuôn dạng các thông điệp trao đổi giữa các agent trong hệ thống và thiết lập một giao thức trao đổi giữa các agent bao gồm: định nghĩa các kiểu thông điệp gửi và nhận, các mô hình trao đổi trao đổi thông điệp giữa các agent; các thông điệp được gửi đi qua các AMS agent và agent sẽ di chuyển từ platform sang platform khác Hình 2.8. Di chuyển liên nền của Agent. Jade Gateway Jade Gateway [13] là một lớp được cung cấp sẵn trong JADE, cho thấy cách giao tiếp giữa các agents và servlet. Đây là lớp sẽ được sử dụng làm cổng giao tiếp giữa Server, Proxy với các agent ở bài toán nêu ra trong khóa luận này Browser chạy ở phía client Servlet chạy trong ứng dụng của server PongAgent có sẵn trong 1 MAS, đóng vai trò là người nhận và phản hồi GatewayAgent. BlackBoard là một đối tượng được tạo ra bởi servlet và được sử dụng như là một kênh giao tiếp giữa GatewayAgent và Servlet. GatewayAgent cũng được tạo ra bởi servlet và nó thực hiện vai trò như 1 ngưởi gửi Hình 2.6. Mô hình JADE Gateway Tổng quan về Mobile Agent Khái niệm về mobile Agent Mobile Agent [14] là khái niệm được mở rộng từ Agent, nó là các agent có khả năng di chuyển trong mạng. Ngoài các đặc tính cơ bản của Agent như tính tự trị (autonomous), tính chủ động (pro-activeness), tính chủ động (reactivity), tính xã hội (social ability) thì mobile agent còn có khả năng di động (mobility), đây là khả năng di chuyển từ một môi trường thi hành này sang môi trường thi hành khác của một agent. Khả năng di động của một agent được chia thành hai loại: di động mạnh và di động yếu. 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 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. Bên cạnh đó nó còn có khả năng cộng tác, liện lạc phối hợp hoạt động của agent với các agent trong cùng môi trường hay khác môi trường. Cấu trúc của Mobile Agent Một Mobile Agent gồm có 3 phần: mã, trạng thái và dữ liệu. Mã là phần sẽ được thực thi khi nó di chuyển tới một nền tảng. Trạng thái là môi trường thực thi dữ liệu của agent, bao gồm chương trình đếm và ngăn xếp thực thi. Phần này chỉ được tìm thấy trong Agent sử dụng di chuyển mạnh. Dữ liệu bao gồm các giá trị sử dụng của Agent, như là tri thức, các file xác định... Trong di chuyển yếu, phần này thực sự cần thiết lúc mã agent được xây dựng như một máy trạng thái với các biến yêu cầu duy trì trạng thái thông tin. Hình 2.7. Cấu trúc Mobile Agent Ứng dụng của Mobile Agent Có rất nhiều tranh cãi về các ưu điểm và hạn chế của mobile agent, thường thì nó được so sánh với agent không di động. Một vài ưu điểm đặc trưng như là : Không đồng bộ và xử lý không phụ thuộc: khi agent di chuyển vào một nền tảng mới, nó không cần phải liên hệ với chủ của nó để thông báo công việc, mà chỉ cần gửi lại kết quả. Việc này có ích cho các thiết bị di động với tài nguyện bị hạn chế; một agent có thể di chuyển đến một nền tảng khác để thực hiện các công việc phức tạp và trả lại kết quả theo chu kỳ. Chịu lỗi: khả năng phản ứng năng động với các sự kiện và những thay đổi bất lợi, mobile agent giúp cho việc xây dựng hệ thống mạnh mẽ và chịu lỗi cao được dễ dàng hơn. Các ứng dụng với dữ liệu lớn: mobile agent phù hợp với các ứng dụng cần xử lý một lượng tài nguyên lớn. Mobile Agent có thể dịch chuyển giữ liệu, trong nhiều trường hợp nó tỏ ra hiểu quả hơn với cách làm truyền thống. Tuy nhiên, Mobile Agent cũng có những khuyết điểm: Khả năng mở rộng và hiệu năng: mặc dù mobile Agent giảm tải mạng, nhưng nó lại làm tăng việc thực thi bởi nó thường được lập trình với các ngôn ngữ thông dịch và thường cần được theo dõi chặt chẽ việc tương kết theo chuẩn, việc này có thể gây ra quá tải xử lý dữ liệu. Khả năng di chuyển và chuẩn hóa: agent không thể tương kết nếu nó không tuân theo chuẩn truyền thông thông thường như FIPA hay OMG MASIF ( Mobile Agent System Interoperabiltiy Facility). An ninh: sử dụng Mobile Agent sẽ có thể gây ra một số vấn đề về an ninh, các vấn đề về xử lý và truy cập dữ liệu. Bất kỳ mã di động nào đều có thể gây ra những mối đe dọa tiềm tàng. Các lĩnh vực ứng dụng tiềm năng [15] của Mobile Agent: Thương mai điện tử: mobile Agent rất thích hợp với thương mại điện tử. Nó đại điện cho chúng ta thực hiện các công việc được giao với các hệ thống thương mại điển tử như các loại dịch vụ mua sắm, đặt vé máy bay, đặt vé xem phim...Đặc điểm nổi bật của Mobile Agent trong các ứng dụng thương mại điện tử là đại diện cho người dùng, thực hiện các giao dịch thương mại và đưa ra kết quả. Thu thập thông tin phân tán: trong trường hợp các nguồn dữ liệu cần thiết là những nguồn dữ liệu phân tán, không đồng nhất Theo dõi và cập nhật thông tin: được phát triển dựa trên tính chất không đồng bộ của các mobile Agent. Agent có thể được gửi đi, đến nơi có nguồn tin, hoạt động theo dõi nguồn tin và cập nhật sự thay đổi. Hỗ trợ các thiết bị di động: do đặc điểm tài nguyên hạn chế và không kết nối