無線傳感網(wǎng)移動代理管理模型研究

魏葆春

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)自創(chuàng)建以來，展現(xiàn)出了無線化的明顯特征，無線化帶來的主要問題就是設(shè)備的快速位置變化帶來的網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，利用移動代理的分發(fā)特點，將移動代理分發(fā)到網(wǎng)管服務(wù)器和子網(wǎng)網(wǎng)管主機上，從而實現(xiàn)網(wǎng)管服務(wù)器之間的移動代理遷移。

關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)；移動代理；管理策略；物聯(lián)網(wǎng)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN（Wireless Sensor Network）是一種由傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，能實時監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)的觀察者感興趣的感知對象的各種信息，并對這些信息進行處理后以無線的方式傳送出去，通過無線網(wǎng)絡(luò)最終傳給觀察者。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能擴展人們與現(xiàn)實世界進行遠程交互的能力。它甚至被人稱作是一種全新型的計算機系統(tǒng)，因為它區(qū)別于過去硬件的可隨處散布的特點和集體分析能力。但從很多方面來說，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)如同1970年的因特網(wǎng)，那時因特網(wǎng)只連接了一百多所大學(xué)和軍事實驗室，并且還在試驗各種通訊協(xié)議和尋址方案?，F(xiàn)在的大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到100個節(jié)點，過多的節(jié)點和通訊線路會使其變得及其復(fù)雜且無法正常工作。另一個原因是單個傳感器節(jié)點的價格昂貴，并且電池壽命也最多只能維持幾個月。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功用

在物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，由于主機和基站之間、被管理終端和主機之間主要采用了無線連接模式，移動非常便捷，但是也導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化較快。這就產(chǎn)生了兩個問題：首先，被管理終端由于類型各異，對終端的管理內(nèi)容、管理方式等都不一樣，這就需要主機能夠快速找到針對該終端的管理策略；其次，由于各個無線感應(yīng)網(wǎng)的用途不一致，結(jié)構(gòu)也是各種各樣，這就需要互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理主機需要找到針對無線感應(yīng)網(wǎng)個體的管理策略。因為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迅猛，各種類型的終端和無線感應(yīng)網(wǎng)隨時都在加入，各個層次的網(wǎng)絡(luò)管理主機不可能全部兼容，這就需要基于移動代理來實現(xiàn)各類終端和網(wǎng)絡(luò)的個性化管理。

3 移動代理在無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用

移動代理由完整的移動代理系統(tǒng)MAS（Mobile Agent System）提供運行平臺，包括了移動代理運行的支撐環(huán)境等。MAS系統(tǒng)主要包括以下幾個主要組件：

3.1 管理程序

管理程序提供圖形用戶接口的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用程序構(gòu)建在MAS之上，通過它可以在設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理策略的同時發(fā)現(xiàn)可用的移動代理服務(wù)器。

3.2 移動代理服務(wù)器

移動代理服務(wù)器位于移動代理和傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)之間，提供了移動代理運行的宿主環(huán)境。每個使用移動代理管理設(shè)備必須安裝移動代理服務(wù)器，它在邏輯上位于SNMP代理之上。移動代理服務(wù)器支持與這些靜態(tài)代理進行通信。移動代理服務(wù)器是由幾個主要組件組成的：移動組件；服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施；安全組件。

3.3 移動代理

移動代理指的是一段程序，它可以在網(wǎng)絡(luò)中從一臺主機遷移到另外一臺主機并且繼續(xù)或者重新開始它們的執(zhí)行，它們可以代表用戶來完成給定的任務(wù)。將移動代理技術(shù)引入到分布式網(wǎng)絡(luò)管理中是移動代理應(yīng)用研究的熱點之一。移動代理被用作降低網(wǎng)管數(shù)據(jù)處理的負擔(dān)和減少這些數(shù)據(jù)的流量。

基于移動代理的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)管理系統(tǒng)之間有很大的不同，其關(guān)鍵之處就是在于其管理方式的不同。傳統(tǒng)的管理/代理系統(tǒng)是通過客戶/服務(wù)方式管理的，即管理者詢問、代理端回答方式進行，信息的交互過程必須完全通過網(wǎng)絡(luò)進行。而移動代理系統(tǒng)則是將管理者用一個在各主機之間移動的代理程序替代，該代理程序移動到各主機，通過本地方式進行網(wǎng)絡(luò)管理，屬于一種委托式的管理。由于相當(dāng)部分的管理工作由被管理設(shè)備本身來完成，與傳統(tǒng)的網(wǎng)管方式相比，它減少了管理者本身的系統(tǒng)開銷，更能適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)的管理。除此之外，它還具有管理效率高的特點。通過對Mobile Agent合理調(diào)度，就能有效減少系統(tǒng)的響應(yīng)時間，從而降低通道中管理信息的開銷。

最基本的移動代理網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)由管理站和被管理設(shè)備組成。管理站在進行管理操作時，首先新建或者選擇一個移動代理，令其移動到一個被管設(shè)備。移動代理到達被管設(shè)備后，開始執(zhí)行管理任務(wù)。完成任務(wù)后，代理或者被銷毀，或者繼續(xù)移動到下一個被管設(shè)備執(zhí)行，直到最后一個。之后，移動代理把最終結(jié)果返回給管理站。其中存在著許多變化情況。代理移動到被管設(shè)備后，可能長久駐留在那里收集數(shù)據(jù)，過一定時間間隔返回結(jié)果一次，需要按照實際環(huán)境和管理需要選擇適當(dāng)?shù)牟呗浴?/p>

4 結(jié)束語

移動代理利用其高性能、移動靈活的特點，十分適合在分布式網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，特別是在基于大量異構(gòu)分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)，移動代理能夠有效解決分布式網(wǎng)絡(luò)代理模式中的問題，利用移動代理的優(yōu)勢，建立了對無線傳感子網(wǎng)內(nèi)部終端節(jié)點的快速遷移管理模式和無線子網(wǎng)本身的快速遷移管理模式，不但可以實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)代理實現(xiàn)的海量終端的管理，而且實現(xiàn)無線化趨勢的物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理，為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理提供了一個新的研究發(fā)展方向。

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