基于Agent的有序?qū)Φ扔?jì)算環(huán)境的研究.pdf

1、對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位對等，可以同時(shí)成為服務(wù)的使用者和提供者，為在Internet這樣開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行大規(guī)模的資源共享、直接通信和協(xié)同工作提供了靈活的、可擴(kuò)展的計(jì)算平臺(tái)。然而在目前的對等計(jì)算環(huán)境中，由于對等節(jié)點(diǎn)的所有者即人的主觀因素和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不足使得對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所蘊(yùn)涵的巨大的計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)信息等海量資源得到不到充分的利用和發(fā)揮。本文正是針對當(dāng)前對等計(jì)算環(huán)境中存在的種種不利于系統(tǒng)正常運(yùn)行的搭便車、公共悲劇、

2、不合作、虛假文件以及病毒傳播等一系列的嚴(yán)重問題和隱患，提出構(gòu)建一個(gè)有序運(yùn)作的對等計(jì)算環(huán)境。在動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程中，讓系統(tǒng)由無政府狀態(tài)提升為一個(gè)良性的、健康發(fā)展的有序系統(tǒng)，從而為各類有價(jià)值的應(yīng)用提供一個(gè)完善的、健壯的基礎(chǔ)平臺(tái)。 本文首先簡要介紹了所涉及的對等計(jì)算技術(shù)和Agent技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。然后針對對等節(jié)點(diǎn)的行為事實(shí)上是受到所有者意志和行為控制這一事實(shí)，以及對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和人類社會(huì)的所表現(xiàn)出的相似性規(guī)律，指出可以通過研究人類的心理、

3、行為和社會(huì)的組織方式和運(yùn)作機(jī)制，從中獲得啟迪，類比人類社會(huì)組織來分析、設(shè)計(jì)和構(gòu)造科學(xué)、合理的對等計(jì)算環(huán)境，以及保障對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有序化運(yùn)行所應(yīng)該采取的相應(yīng)策略、機(jī)制和技術(shù)。本文基于半分布式結(jié)構(gòu)確定了更符合有序化需求的三層網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了對等主體思想以及對等組和對等計(jì)算社會(huì)的體系架構(gòu)，并利用Agent技術(shù)來構(gòu)建對等主體模型。對等主體和對等計(jì)算社會(huì)模型為對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有序化運(yùn)行提供了一個(gè)基本的模型框架。 僅依賴對等主體和

4、對等計(jì)算社會(huì)模型并不能保證對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有序化運(yùn)行，必須結(jié)合身份認(rèn)證、訪問控制、信任、激勵(lì)、協(xié)作、病毒防御等相關(guān)機(jī)制才能構(gòu)建真正有序化的對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。本文重點(diǎn)選擇了其中的信任、激勵(lì)、協(xié)作、病毒防御機(jī)制展開了深入的探索和研究，并提出了一系列有效的、新穎的模型和算法。其中在信任機(jī)制方面，本文在分析現(xiàn)有信任模型的基礎(chǔ)上提出了一種新的分類多級信任模型CMTM和改進(jìn)的全局信譽(yù)度算法，模型以更細(xì)的粒度對對等節(jié)點(diǎn)的不同類別的能力分別計(jì)算其信譽(yù)

5、度，并根據(jù)信譽(yù)度的值將其行為進(jìn)行分級控制，并利用實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用示范來驗(yàn)證了模型和算法的性能和實(shí)用價(jià)值。在激勵(lì)機(jī)制方面，本文在分析了現(xiàn)有激勵(lì)機(jī)制的基本思想，分析其中存在的不足，指出對等計(jì)算激勵(lì)機(jī)制應(yīng)遵循的原則，并詳細(xì)介紹了一種基于電子票券和全局信譽(yù)度的對等計(jì)算激勵(lì)機(jī)制，闡述了如何通過該機(jī)制進(jìn)一步遏制惡意節(jié)點(diǎn)，激勵(lì)對等節(jié)點(diǎn)積極、誠實(shí)的持續(xù)貢獻(xiàn)自己的各種資源和進(jìn)行協(xié)作。 關(guān)于協(xié)作機(jī)制，本文基于時(shí)序邏輯和添加了與Agent行為相關(guān)的模態(tài)算子

6、的邏輯框架建立了基于多Agent的對等計(jì)算協(xié)作模型；針對對等計(jì)算環(huán)境的動(dòng)態(tài)性、不可預(yù)測性等特征，利用多Agent技術(shù)構(gòu)建對等計(jì)算平臺(tái)的協(xié)作層，將對等節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作轉(zhuǎn)換為Agent之間的協(xié)作；再通過移動(dòng)Agent來動(dòng)態(tài)部署針對具體任務(wù)的功能組件。本文還重點(diǎn)研究并提出了一種適合對等計(jì)算環(huán)境的協(xié)作聯(lián)盟機(jī)制，該機(jī)制可以在復(fù)雜、多變的計(jì)算環(huán)境中，在某一需求目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，建立項(xiàng)目，經(jīng)過工作主體遴選，形成優(yōu)化的協(xié)作聯(lián)盟，將個(gè)體的意圖轉(zhuǎn)變?yōu)槁?lián)盟群體的共

7、同意圖，在復(fù)雜的處理流程的規(guī)范下，基于合作承諾，聯(lián)合完成項(xiàng)目設(shè)定的任務(wù)。本文還給出了兩個(gè)應(yīng)用示范來分別驗(yàn)證本文提出的協(xié)作機(jī)制的性能和應(yīng)用價(jià)值。 而針對對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的病毒問題，本文引入生物免疫的思想來提高對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防御病毒能力，提出一種對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)免疫聯(lián)防模型，闡述了如何將對等節(jié)點(diǎn)局部免疫系統(tǒng)和以反病毒中心節(jié)點(diǎn)主導(dǎo)的整體免疫防御體系有機(jī)結(jié)合在一起，改變目前對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各個(gè)節(jié)點(diǎn)各自為政、獨(dú)立防御各類層出不窮的

8、新病毒的被動(dòng)局面，從而達(dá)到有效的主動(dòng)防御病毒的目標(biāo)。為了使系統(tǒng)的性能可以進(jìn)一步得以提升，本文還重點(diǎn)研究了其中的反病毒中心節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答機(jī)制及相應(yīng)策略。 在上述研究工作的基礎(chǔ)上，本文最后描述了本文作者和本文來源的國家863項(xiàng)目“新型對等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)”課題組成員所一起構(gòu)建的有序?qū)Φ扔?jì)算軟件原型系統(tǒng)。特別是描述了系統(tǒng)中的有序性機(jī)制及相關(guān)模塊設(shè)計(jì)思路和系統(tǒng)架構(gòu)，以及信任、激勵(lì)、認(rèn)證、訪問控制、病毒防御、安全路由等功能模塊所采用的關(guān)鍵