基于Agent的網(wǎng)格工作流技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)格研究的深入和網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，在網(wǎng)格上開發(fā)了越來越多的功能強大、需要大量資源的科學(xué)計算和協(xié)同應(yīng)用，很多網(wǎng)格應(yīng)用也越來越復(fù)雜，具有時間、空間和資源等多種約束。網(wǎng)格工作流可以方便地構(gòu)建、執(zhí)行、管理和監(jiān)控網(wǎng)格應(yīng)用，使得網(wǎng)格應(yīng)用能夠自動實施并且效率較高。由于網(wǎng)格的動態(tài)性、分布性、異構(gòu)性和自治性導(dǎo)致傳統(tǒng)工作流的一些方法和技術(shù)不能有效地處理網(wǎng)格環(huán)境中的有關(guān)問題?；凇吧虾Ｐ畔⒕W(wǎng)格”這一應(yīng)用背景，本文結(jié)合Agent技術(shù)對網(wǎng)格工作流的體系結(jié)構(gòu)

2、、模型構(gòu)建、優(yōu)化處理和映射機制進行了研究，主要內(nèi)容如下： 1.網(wǎng)格工作流的體系結(jié)構(gòu)。給出了四層架構(gòu)：用戶層、引擎層、Agent層和應(yīng)用代理層，其中包含了分布式工作流執(zhí)行系統(tǒng)、組件化建模環(huán)境、工作流控制臺、多Agent系統(tǒng)支撐平臺和外部應(yīng)用代理中間件等功能組件。在傳統(tǒng)工作流體系結(jié)構(gòu)中融入了多Agent系統(tǒng)支撐平臺，整個系統(tǒng)框架符合WfMC(WorkflowManagementCoalition)和GCC規(guī)范，具有開放性和可擴展性。

3、重點討論了外部應(yīng)用代理中間件和多Agent系統(tǒng)支撐平臺，前者便于系統(tǒng)對各種異構(gòu)的外部應(yīng)用的調(diào)用，而后者則為系統(tǒng)運行提供了強健支持。還簡單介紹了現(xiàn)有系統(tǒng)對容錯問題的考慮。 2.網(wǎng)格工作流的模型構(gòu)建?；谙到y(tǒng)中的多Agent支撐平臺，采用人工智能的規(guī)劃技術(shù)(Planningtechnology)，提出了Plan生成算法和Plan合并算法，幫助解決了復(fù)雜工作流模型的自動構(gòu)建問題。通過對示例“國內(nèi)會議的在線會務(wù)安排”的分析，進一步說明了

4、基于規(guī)劃技術(shù)的網(wǎng)格工作流模型自動構(gòu)建方法的可行性和優(yōu)越性。 3.網(wǎng)格工作流的優(yōu)化處理。基于系統(tǒng)中的多Agent支撐平臺，采用遺傳算法，解決了網(wǎng)格工作流中的服務(wù)選擇問題，從而實現(xiàn)網(wǎng)格工作流的優(yōu)化。給出了遺傳算法模塊的詳細說明，并針對示例“旅行安排”的優(yōu)化要求進行了仿真分析，實驗結(jié)果表明了采用遺傳算法可以快速有效地得到全局近似最優(yōu)解，同時也證明了遺傳算法在服務(wù)選擇領(lǐng)域中的可用性和有效性。本文討論的是基于代價驅(qū)動的Web服務(wù)選擇，實際

5、上只需對其進行簡單地擴展就可以實現(xiàn)多目標驅(qū)動的網(wǎng)格工作流優(yōu)化。 4.網(wǎng)格工作流的映射機制。網(wǎng)格環(huán)境的動態(tài)本質(zhì)決定了用戶更適于采用抽象模型來定義工作流應(yīng)用。基于系統(tǒng)中的多Agent支撐平臺，給出了抽象工作流、具體工作流和可執(zhí)行工作流的定義，并說明了這樣定義的合理性，三種類型的采用可以將建模者從復(fù)雜的系統(tǒng)實現(xiàn)細節(jié)中解放出來，而且還將提高領(lǐng)域相關(guān)模型的重用率并增強系統(tǒng)的容錯性能。基于系統(tǒng)中各Agent的BDI(Belief-Desir

6、e-Intention)定義，并使用合同網(wǎng)協(xié)議(ContractNetProtocol，CNP)來實現(xiàn)Agent間的協(xié)商，提出了AW2CW映射算法和CW2EW映射算法，有效地完成了抽象工作流到具體工作流以及具體工作流到可執(zhí)行工作流的映射。通過對示例“國際會議的在線會務(wù)安排”的分析，進一步說明了采用基于CNP協(xié)商的方法來實現(xiàn)網(wǎng)格工作流映射的可行性和有效性。 5.網(wǎng)格工作流原型系統(tǒng)和相關(guān)應(yīng)用。結(jié)合上述研究的內(nèi)容和方法，針對“上海信息