網(wǎng)絡(luò)資源管理的Agent模型研究

鄭映璇

（澄海職業(yè)技術(shù)學(xué)校，澄海 515800）

網(wǎng)絡(luò)資源管理的Agent模型研究

鄭映璇

（澄海職業(yè)技術(shù)學(xué)校，澄海 515800）

目前我國網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)模日益擴(kuò)大，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能響應(yīng)時(shí)間過長和網(wǎng)絡(luò)資源利用率低的問題，通過對(duì)Agent的基本思想研究，提出一種基于主從式Agent模型的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，仿真測試表明該系統(tǒng)可以降低網(wǎng)絡(luò)資源消耗，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。

網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)；主從式；Agent模型；框架結(jié)構(gòu)

0 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)用戶呈爆發(fā)式的增長，網(wǎng)絡(luò)資源管理變得越來越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)管理員的工作量逐漸增多甚至出現(xiàn)無法勝任的情況[1]。網(wǎng)絡(luò)資源不斷增多以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用水平的日益提升，一方面促使了網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)管理成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵問題；另一方面如何保證網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率，也成為網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)研究的重要問題。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù)是通過提升網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換機(jī)、服務(wù)器、路由器等各種關(guān)鍵設(shè)備的處理能力來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，然而網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程[2]，需要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)給出動(dòng)態(tài)措施，例如對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行安全防護(hù)，保持負(fù)載平衡等。網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)可以防止網(wǎng)絡(luò)不通、數(shù)據(jù)信息擁塞，保障網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性能。網(wǎng)絡(luò)資源管理的智能化和自動(dòng)化，已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)亟待解決的重要問題[3]。

針對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)問題，本文著重探討Agent模型的基本思想，并且對(duì)主從式Agent模型進(jìn)行深入研究，給出了主從式Agent模型的構(gòu)成，基于主從式Agent模型，對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源管理方案進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種基于主從式Agent模型的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，并且就系統(tǒng)對(duì)資源管理實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測試。

1 Agent模型概述

圖1 主從式Agent模型結(jié)構(gòu)圖

Agent模型（Agent-based-model）可以解釋為代表某些實(shí)體執(zhí)行任務(wù)[4]。Agent模型的基本思想可以概括為四點(diǎn)：①構(gòu)成系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)單元稱為Agent，Agent面對(duì)狀況反應(yīng)迅速，在工作中不會(huì)受到干預(yù)，面向目標(biāo)性和自適應(yīng)性較強(qiáng)；②系統(tǒng)中Agent與外部環(huán)境以及每個(gè)Agent之間能夠相互感知、相互作用；③Agent可以根據(jù)周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，Agent的狀態(tài)均會(huì)受到其他Agent的約束；④每個(gè)Agent的相互作用導(dǎo)致系統(tǒng)整體特性發(fā)生變化?；贏gent模型的系統(tǒng)是自下而上的設(shè)計(jì)理念，通過大量Agent單元的相互作用體現(xiàn)系統(tǒng)的整體特性。

基于Agent模型的基本思想，本文對(duì)主從式Agent模型進(jìn)行深入研究，主從式Agent模型分為主Agent單元和從Agent單元，它的原理是主Agent在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上提供給從Agent服務(wù)和資源[5]，主從式Agent模型結(jié)構(gòu)如圖1所示，Agent行為許可后，從Agent獲取必需的資源，通過計(jì)算與主Agent相互感知，從Agent可以在獲得認(rèn)證的情況下請求資源管理、發(fā)送服務(wù)、終止服務(wù)、定居服務(wù)等服務(wù)。

2 網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)資源管理是通過數(shù)據(jù)采集、加工整理、數(shù)據(jù)分析、提交報(bào)告的過程控制網(wǎng)絡(luò)資源[6]，提高系統(tǒng)工作效率。網(wǎng)絡(luò)資源管理給出了一個(gè)解決方案，提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，保證了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)效率和安全性，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本，從而為用戶增加網(wǎng)絡(luò)的可用時(shí)間。

主從式移動(dòng)Agent的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)部分：①網(wǎng)管站，網(wǎng)管站的主要工作是生成從Agent單元以及傳送從Agent獲取數(shù)據(jù)的指令，網(wǎng)管站也是工作運(yùn)行界面；②從Agent，從Agent可以按照預(yù)定策略在網(wǎng)管站和管理節(jié)點(diǎn)中移動(dòng)，負(fù)責(zé)獲取和收集數(shù)據(jù)。③網(wǎng)絡(luò)中的被管理節(jié)點(diǎn)，被管理的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以存在于從Agent單元中，從Agent通過訪問被管理節(jié)點(diǎn)，獲取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并且完成從Agent傳遞的網(wǎng)管任務(wù)。具體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

網(wǎng)管站中為管理員提供了用戶界面主Agent，該用戶界面可以生成從Agent和任務(wù)，確定方案后可以派遣從Agent完成任務(wù)。從Agent完成任務(wù)后，將獲取收集的信息轉(zhuǎn)移到網(wǎng)管站，網(wǎng)管站可以進(jìn)行信息處理，將最終結(jié)果反饋給管理員。網(wǎng)管站交給一個(gè)從Agent任務(wù)后，它又可以分派任務(wù)，因此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源管理操作的異步性。由于網(wǎng)管站較少干預(yù)已派遣從Agent的行為，從Agent工作時(shí)可以選擇其他更合適的操作，因此系統(tǒng)減少了Agent的響應(yīng)時(shí)間，避免網(wǎng)絡(luò)管理資源的浪費(fèi)。

3 網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的性能測試

本文設(shè)計(jì)的基于Agent模型網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源管理方式SNMP進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于派遣n個(gè)節(jié)點(diǎn)，SNMP管理的網(wǎng)絡(luò)主要由三部分組成：被管理的設(shè)備、SNMP代理、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。SNMP需要網(wǎng)管站派遣n次，而本系統(tǒng)僅需派遣一次從Agent。

多數(shù)情況下評(píng)價(jià)本文的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的性能采取響應(yīng)時(shí)間作為性能測試指標(biāo)，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的總響應(yīng)時(shí)間受節(jié)點(diǎn)容量、網(wǎng)絡(luò)帶寬、節(jié)點(diǎn)CPU運(yùn)算速度、應(yīng)用復(fù)雜度等影響，所以總響應(yīng)時(shí)間T可近似表示為:

式（1）中tm表示系統(tǒng)的網(wǎng)管站派遣任務(wù)時(shí)間；ta表示完成任務(wù)需要時(shí)間，td表示延遲。

本文設(shè)計(jì)的基于Agent模型網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源管理方式SNMP進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于派遣n個(gè)節(jié)點(diǎn)，SNMP需要網(wǎng)管站派遣n次，而本系統(tǒng)僅需派遣一次從Agent。

假設(shè)兩個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)延遲相同，SNMP由于需要n個(gè)節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)，因此總延遲為2nt。兩個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間可以由式（1）推得：

在MATLAB平臺(tái)對(duì)兩個(gè)模型進(jìn)行仿真，如圖3所示為響應(yīng)時(shí)間比較圖。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越多時(shí)，基于Agent模型的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間相比于SNMP系統(tǒng)越少，系統(tǒng)的性能就越明顯。這說明了本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)適用于較大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。

圖3 響應(yīng)時(shí)間比較圖

4 結(jié)語

為了避免網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)信息擁塞，降低網(wǎng)絡(luò)資源管理性能。本文通過研究Agent模型的基本思想，提出了一種基于主從式Agent模型的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，并且對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行測試，與基于SNMP模型的系統(tǒng)相比，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大時(shí)，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間越短，系統(tǒng)性能就越顯著。

[1] 曾小平,孫永強(qiáng),謝建華.基于移動(dòng)Agent的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)[J].軟件學(xué)報(bào)，2000，11:54～57

[2] 張松,閻保平.基于移動(dòng)Agent的網(wǎng)絡(luò)管理框架及實(shí)現(xiàn)[J].Journal of Computer Research&Development,1999,8:90～92

[3] 許惠虹,楊傳厚.使用移動(dòng)Agent技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理[J].通信技術(shù),1999.4:15～16

[4] 劉亦明,陳涵生.Agent模型在網(wǎng)絡(luò)管理中的應(yīng)用[J],計(jì)算機(jī)工程,2003:29（12）:120～122

[5] 劉建勛,李仁發(fā),張申生.移動(dòng)Agent的安全性問題探討[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2000:12

Research on the Agent Model of Network Resource Management

ZHENG Ying-xuan
（Chenghai Vocational & Technical School,Chenghai 515800）

At present,the scale of China's network resource keeps growing,according to the performance of network response time is too long and the low utilization rate,through the research on the basic idea of Agent,presents a network resource managementmaster-slave system based on Agentmodel,simulation results show that the system can reduce the consumption of network resource,optimize network performance.

Network Source Management System; Master-Slave; Agent Model;Frame Structure

1007-1423（2015）07-0009-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.07.003

鄭映璇（1976-），女，廣東澄海人，本科，講師，高級(jí)技師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)編程、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2014-12-30

2015-02-05