LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG pptx

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ


Nguyễn Minh Hoàng


NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER
SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG



KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin






HÀ NỘI - 2009


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



Nguyễn Minh Hoàng

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢ
I SERVER
SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG


KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin

Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Hà
Cán bộ đồng hướng dẫn: ThS. Vũ Quang Dũng






HÀ NỘI – 2009
VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI
COLLEGE OF TECHNOLOGY



Nguyen Minh Hoang


RESEARCH ON SERVER WORKLOAD
REDUCTION USING DYNAMIC PROXY

GRADUATION THESIS
Major field: Information Technology

Supervisor: Nguyen Viet Ha, Dr. Eng.
Co-supervisor: Vu Quang Dung, Master






HANOI – 2009
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


i

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy giáo TS. Nguyễn Việt Hà
và ThS. Vũ Quang Dũng. Các thầy đã hướng dẫn em tận tình trong suốt năm học vừa qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong Khoa Công nghệ thông tin,
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN. Các thầy cô đã dạy bảo, chỉ dẫn chúng em và
luôn tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập trong suốt quá trình học đại học đặc biệt
là trong thời gian làm khoá luận tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên khoá K50 trường Đại học Công nghệ, đã cho tôi
những ý kiến đóng góp giá trị khi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng con xin gửi tới bố mẹ và toàn thể gia đình lòng biết ơn và tình cảm yêu
thương sâu sắc.

Hà Nội, ngày 20/5/2009
Nguyễn Minh Hoàng
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


ii

Tóm tắt

Xu hướng chuyển mọi tính toán lên Server bên ngoài Internet đang dần trở nên phổ
biến, và sẽ là một trong những hình thức hoạt động chủ yêu của tương lai. Do đó yêu cầu
về việc phân tải cho Server là thiết yếu. Các mô hình hiện có chủ yếu phân tải cho Server
bằng một Server khác hoặc dựa trên các Cache Proxy. Khoá luận này sẽ đưa ra một mô
hình mới cho việc phân tải Server bằng việc sử dụng Proxy động được xây dựng dựa trên
lý thuyết về Agent.
Trong mô hình này, các tính toán sẽ được đóng thành các Agent và được chuỷên
xuống cho Proxy thực hiện. Với mô hình này, việc tính toán trên Server sẽ được giảm bớt
do một số tính toán có thể được thực hiện ngay trên Proxy. Cùng với đó là tính hiệu quả
trong việc sử dụng đường truyền Internet cũng được tăng lên khi Proxy được bố trí như
một cổng ra Internet của hệ thống mạng phía sau nó. Một kết quả nữa mà mô hình Proxy
động có thể mang lại là tốc độ tính toán sẽ tăng lên do công việc được chia sẻ cho Proxy
trong cùng mạng thực hiện và tốc độ truyền thông tin giữa Client với Proxy nhanh hơn so
với việc truyền tới Server.

Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


iii

Abstract

Tendency to transfer all calculations on the Internet Server is gradually becoming
popular, and will be one of the main active forms in the future. Therefore the
requirements for the server workload reduction is essential. Current models have major
share in a Server by using another Server or Cache Proxy. This thesis will offer a new
model for the server workload reduction using dynamic Proxy based on the theory of
Agent.
In this model, calculations will be packaged into the Agent and moved to Proxy for
executing. In here, calculation on the Server will be reduced because a number of
calculations can be done on the Proxy. Along with that, efficiency in the use of internet
access will also be enhanced when the Proxy is arranged as an Internet gateway for the
network behind it. Another result that dynamic Proxy model can bring is that calculation
speed will be increased because Server works will be shared by Proxy and
communication speed between the Client and the Proxy is faster than that between the
Client and the Server.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


iv

Mục lục
Lời cảm ơn i
Tóm tắt ii
Abstract iii
Mục lục iv
Danh mục hình vẽ vi
Chương 1 Đặt vấn đề 1
1.1. Thực trạng 1
1.2. Phạm vi nghiên cứu 3
1.3. Sơ lược về cách tiếp cận 3

1.4. Cấu trúc của khóa luận 4
Chương 2 Agent phần mềm 6
2.1. Tìm hiểu về Agent 6
2.1.1. Agent 6
2.1.1.1. Agent là gì 6
2.1.1.2. Kiến trúc tổng thế 7
2.1.2. FIPA (Foundation for Intelligent, Physical Agents) 8
2.1.2.1. Lịch sử phát triển 8
2.1.2.2. Các khái niệm cốt lõi 9
2.1.2.2.1. Truyền thông Agent (agent communication) 9
2.1.2.2.2. Quản lý Agent (Agent management) 9
2.2. Nền tảng JADE 10
2.2.1. Lịch sử phát triển 10
2.2.2. Jade và mô hình các Agent 11
2.2.3. Kiến trúc Jade 11
2.2.4. Biên dịch và chạy nền tảng Jade 13
2.2.5. Agent di động (Mobile Agent) 16
Chương 3 Mô hình Proxy động 19
3.1. Mô tả bài toán 19
3.2. Mô hình đề xuất 20
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


v

3.2.1. Ý tưởng 20
3.2.2. Giải pháp 21
3.2.2.1. Giải pháp cho Server 21
3.2.2.2. Giải pháp cho Proxy 21
3.2.3. Mô hình 22

3.2.3.1. Mô hình chung 22
3.2.3.2. Mô hình của Server 23
3.2.3.3. Mô hình của Proxy 25
Chương 4 Thực nghiệm 29
4.1. Phân tích thiết kế 29
4.1.1. Mô tả chương trình 29
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật 30
4.1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật cho Server 30
4.1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật cho Proxy 30
4.1.3. Các giai đoạn phát triển 31
4.1.4. Thiết kế chương trình 32
4.2. Cài đặt và thực nghiệm 33
4.2.1. Cài đặt Server 34
4.2.2. Cài đặt Proxy 34
4.2.3. Thực nghiệm 34
Chương 5 Kết luận 37
5.1. Kết quả thu được 37
5.2. Hướng phát triển tiếp theo 38
Tài liệu tham khảo 40



Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


vi

Danh mục hình vẽ
`
Hình 2.1: Quản lý Agent 10

Hình 2.2: Mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính 12
Hình 2.3: UML mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính 12
Hình 2.4: Cấu trúc thư mục JADE 14
Hình 2.5: Kết quả khi khời động thành công 15
Hình 2.6: Giao diện nền tảng JADE 15
Hình 2.7: Cấu trúc đơn giản của Agent di dộng 17
Hình 3.1: Mô hình Client – Proxy – Server 19
Hình 3.2: Mô hình hệ thống 23
Hình 3.3: Cấu trúc Server 24
Hình 3.4: Mẫu yêu cầu gửi cho Server 25
Hình 3.5: Cấu trúc Proxy Server 26
Hình 3.6: Mẫu yêu cầu gửi cho Proxy 28
Hình 4.1: Biểu đồ tuần tự của hệ thống 32

Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


1

Chương 1 Đặt vấn đề

1.1. Thực trạng
Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm
các mạng máy tính được liên kết với nhau. Hệ thống máy tính này bao gồm hàng ngàn
mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, các viện nghiên cứu, các trường đại học,
các chính phủ và người dùng cá nhân. Các máy tính kết nối Internet có thể lấy thông tin từ
rất nhiều nguồn khác nhau đồng thời cũng có thể chia sẻ thông tin của mình cho những
người sử dụng khác. Internet mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho người dùng, phổ
biến nhất có thể kể đến hệ thống thư điện tử, trò chuyện trực tuyến, truy tìm dữ liệu, các
dịch vụ thương mại và chuyển ngân, và các dịch vụ về y tế giáo dục như chữa bệnh từ xa

hoặc tổ chức các lớp học ảo. Chúng cung cấp một khối lượng thông tin và dịch vụ khổng
lồ trên Internet. Nhu cầu sử dụng Internet không chỉ như một nơi cung cấp thông tin mà
còn là nơi thực hiện trực tiếp các yêu cầu về tính toán ngày một lớn. Các dịch vụ chuẩn
được sử dụng phổ biến trên Internet hiện nay như trao đổi thư điện tử, truy cập Web và
truy cập dữ liệu đều dựa trên mô hình Client – Server [11]. Client – Server diễn tả mối
quan hệ giữa hai chương trình máy tính mà ở đó chương trình Client tạo ra các yêu cầu về
dịch vụ cho chương trình Server.
Mô hình kiến trúc phần mềm Client - Server phân tách các hệ thống Client và các hệ
thống Server và liên kết chúng dựa trên mạng máy tính. Một ứng Client – Server là một
hệ thống được phân bố bao gồm cả phần mềm cho Client và phần mềm cho Server. Một
phần mềm Client khi chạy có thể khởi tạo một tiến trình liên kết trong khi phía Server chờ
đợi yêu cầu từ bất kỳ Client nào.
Mô hình Client – Server là trung tâm của các ý tưởng về mạng tính toán. Đa số các
ứng dụng kinh doanh được viết ra đều sử dụng mô hình Client – Server. Mỗi phiên bản
của phần mềm Client có thể gửi các dữ liệu yêu cầu đến một hoặc nhiều Server. Sau đó,
Server sẽ chấp nhận các yêu cầu này, xử lý chúng và trả thông tin đã được yêu cầu cho
Client. Mặc dù khái niệm này có thể được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng khác nhau theo
các cách khác nhau nhưng kiến trúc cơ bản thì vẫn được giữ nguyên.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


2

Kiểu kiến trúc cơ bản nhất áp dụng mô hình Client – Server là chỉ sử dụng hai máy,
một Client và một Server. Kiểu kiến trúc này đôi khi được hiểu là hai lớp. Nó cho phép
các thiết bị có thể chia sẻ các tài nguyên. Kiến trúc hai lớp có nghĩa là các hành động của
Client là một lớp và ứng dụng tổng hợp các hành động của Server là một lớp. Ngày nay,
các Client phổ biến nhất là trình duyệt web trên các máy tính. Các Server thông dụng bao
gồm Web Server, Server dữ liệu (Database Server), Mail Server. Các trò chơi trực tuyến
thông thường cũng là mô hình Client – Server.

Trong mô hình Client – Server, hầu hết tất cả các tính toán đều được thực hiện trên
Server. Cũng trong mô hình này, yêu cầu sử dụng đường truyền Internet là rất lớn, nó sẽ
gây ra vấn đề không nhỏ với cơ sở hạ tầng mạng hiện nay, đặc biệt là với các nước có hệ
thống cơ sở hạ tầng mạng còn kém như Việt Nam. Những chậm trễ về tốc độ truyền trên
mạng khi có một lượng lớn người sử dụng tham gia có thể làm ảnh hưởng lớn đến công
việc kinh doanh của cá nhân hay doanh nghiệp, gây hậu quả nghiêm trọng về kinh tế. Vì
vậy, việc thiết kế hệ thống mạng và sử dụng nó một cách hợp lý để giảm thiểu rủi ro do
việc chậm chễ trong việc truyền tin gây ra là một yêu cầu quan trọng của thực tế.
Có thể nhận thấy rằng khi sử dụng Server để thực hiện các yêu cầu, rất nhiều các
yêu cầu về tính toán giống nhau được lặp lại trong cùng một vùng. Chẳng hạn như với các
công ty có yêu cầu về sử dụng dịch vụ kế toán được đặt trên một Server ngoài Internet, rất
nhiều các máy tính trong công ty đó sẽ có các yêu cầu về các tính toán giống nhau, các
tính toán này nhiều khi còn được yêu cầu lặp đi lặp lại, tất cả sẽ đều được gửi lên cho
Server xử lý. Nếu bây giờ chúng ta có thể chọn lọc các tính toán được yêu cầu này, đưa
nó về xử lý ở một máy chủ trong cùng vùng với các máy tính có yêu cầu, thì lượng thông
tin truyền đi trên đường truyền Intenet sẽ được giảm đáng kể, đồng thời thông tin trả về
cho các máy tinh sẽ nhanh hơn, giảm được các rủi ro do việc chậm trễ trong truyền tin
gây ra. Thêm vào đó, việc đưa các tính toán này về vùng yêu cầu còn góp phần giảm thiểu
đáng kể yêu cầu tính toán trực tiếp trên máy chủ. Điều này góp phần trực tiếp làm giảm
chi phí cho việc bảo trì và nâng cấp hệ thống máy chủ.
Như vậy chúng ta đã thấy được tầm ảnh hưởng của Internet và các vấn đề cần giải
quyết khi sử dụng mô hình Client – Server truyền thống. Để đáp ứng đượng nhu cầu sử
dụng và ứng dụng công nghệ mới, chúng ta cần giản giải quyết các vấn đề về khả năng
phân tải cho các máy chủ và giảm lượng thông tin được truyền trên Internet. Vì vậy, cần
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


3

phải phát triển một mô hình cho phép đưa các tính toán được yêu cầu nhiều lần từ máy

chủ trên Internet về máy chủ trong cùng vùng với các máy đưa ra yêu cầu tính toán.
1.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của mình, đề tài sẽ chỉ đưa ra mô hình có khả năng thực
hiện việc phân tải cho các máy chủ và giảm lượng thông tin được được truyền trên
Internet dựa theo phương pháp đóng gói và di chuyển các tính toán từ các máy chủ trên
Internet về khu vực có nhiều máy đưa ra yêu cầu tính toán giống nhau.
Trong phần thực nghiệm của đề tài, mô hình đưa ra sẽ được ứng dụng thực tế vào
một trương hợp cụ thể. Thực nghiệm này sẽ chứng minh rằng mô hình đã đưa ra hoàn
toàn có thể triển khai và ứng dụng vào thực tế.
Tuy nhiên do phạm vi nghiên cứu của đề tài có hạn nên thực nghiệm đưa ra không
thể hiện hết những ưu điểm của mô hình đã được đưa ra. Những nghiên cứu tiếp theo về
mô hình này sẽ được thực hiện và đưa ra những thực nghiệm khác thể hiện rõ hơn những
ưu thế của mô hình khi được ứng dụng vào thực tế.
1.3. Sơ lược về cách tiếp cận
Để có thể đưa ra một mô hình phù hợp với yêu cầu đặt ra là phân tải cho các máy
chủ và giảm lượng thông tin truyền trên Internet, nghiên cứu các mô hình đã có trước đây
là việc làm cần thiết. Trong các mô hình truyền thống, việc sử dụng máy chủ Proxy [13]
là việc làm quen thuộc.
Proxy Server là một giải pháp đã được dùng trước đây trong các mô hình mạng
truyền thống. Proxy được bố trí như một cổng ra Internet của một mạng phía sau nó.
Ngoài chức năng làm nhiệm vụ lưu chuyển thông tin giữa các máy trong mạng và ngoài
Internet, Proxy còn được tích hợp thêm một số tính năng như lọc thông tin, bảo đảm an
ninh cho mạng cục bộ v.v. Một trong những tính năng đã được tích hợp vào Proxy Server
là Cache. Với chức năng này, tần suất sử dụng đường truyền trên Internet đã được giảm
đáng kể nhờ việc lưu lại các kết quả truy vấn trước đó. Khi có các yêu cầu được lặp lại,
kết quả của lần trước sẽ được lưu lại và sử dụng để trả lời cho các lần truy vấn sau. Tuy
nhiên đây chỉ là lưu giữ kết quả của các yêu cầu giống nhau, khi có các yêu cầu tính toán
giống nhau, nhưng kết quả khác nhau, yêu cầu kết nối ra Internet vẫn phải được thực hiện
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động

4

Sử dụng Cache Proxy Server không phải là một lựa tốt cho mô hình cần đưa ra, tuy
nhiên việc áp dụng mô hình Client – Proxy – Server là một giải pháp. Trong mô hình này,
máy chủ Proxy ngoài chức năng cổng ra vào Internet thông thường, nó còn được bổ sung
thêm khả năng nhận các tính toán và thực hiện nó rồi trả kết quả cho phía yêu cầu.
Để các tính toán trên các máy chủ Internet có thể được chuyển sang cho các máy
chủ Proxy, cần phải đóng gói các tính toán đó. Agent [14] được lựa chọn như là một
phương pháp để thực hiện việc đóng gói và vận chuyển này. Các tính toán sẽ được đóng
gói thành các Agent, và các Agent này có thể được chuyển từ máy chủ này sang máy chủ
khác khi có yêu cầu. Khái niệm về Agent sẽ được nói kỹ hơn ở trong Chương 3: Agent
phần mềm.
Trong phần thực nghiệm, cần phải lựa chọn một nền tảng để phát triển Agent trên
các máy chủ và Proxy. Nền tảng được lựa chọn ở đây là JADE [1], được phát triển trên
nền java. Nền tảng Jade cho phép người lập trình dễ dàng tạo ra các Agent theo ý muốn
đồng thời cung cấp các phương thức đơn giản để có thể chuyển các Agent từ máy chủ này
sang máy chủ khác. Các khái niệm và cách sử dụng JADE sẽ được đề cập chi tiếp hơn
trong Chương 3.
1.4. Cấu trúc của khóa luận
Các phần còn lại của khóa luận có cấu trúc như sau:
Chương 2 giới thiệu về một số khái niệm lý thuyết và nền tảng được sử dụng trong
nghiên cứu và là cơ sở để xây dựng mô hình. Chương này sẽ trình bày về hai khái niệm
chính là Agent và JADE. Agent được sử dụng như là nền tảng để đưa ra ý tưởng thiết kế
mô hình Proxy động với mục đích phân tải cho Server. JADE là một nền tảng được dùng
để phát triển các hệ thống Agent, trong nghiên cứu này, phần thực nghiệm được triển khai
dựa trên nền tảng JADE.
Chương 3 mô tả cụ thể về bài toán phân tải cho Server sử dụng Proxy động và mô
hình để giải quyết bài toán dựa trên lý thuyết về Agent. Mô hình Proxy động sẽ được
miêu tả cụ thể từ ý tưởng ban đầu, giải pháp cụ thể cho đến mô hình chi tiết để giải quyết

bài toán.
Chương 4 trình bày về thực nghiệm dựa trên mô hình đã đưa ra ở chương 3. Thực
nghiệm này là một ứng dụng cụ thể của mô hình đã đưa ra trong thực tế. Thực nghiệm
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


5

xây dựng mô hình kiểm chứng người dùng có phải người hay không bằng cách sử dụng
hình ảnh để kiểm chứng. Trong thực nghiệm này, việc sinh ra ảnh để kiểm chứng và việc
kiểm chứng thông tin trả về từ phía người dùng sẽ được chuyển từ Server về cho Proxy
thực hiện.
Chương 5 tổng kết những gì đã đạt được sau quá trình nghiên cứu, đồng thời đưa ra
những hạn chế cần phải cải thiện, từ đó đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


6

Chương 2 Agent phần mềm

Chương này sẽ đề cập đến một số cơ sở lý thuyết được dùng trong quá trình nghiên
cứu và đưa ra mô hình.
2.1. Tìm hiểu về Agent
Phần này sẽ giới thiệu tổng quát về kỹ công nghệ Agent, bao gồm khái niệm chung,
và kiến trúc tổng thể. Sau đó sẽ giới thiệu về đặc tả của FIPA [18], đây là chuẩn được
chấp nhận rộng rãi nhất cho các nền tảng và ứng dụng đa Agent. Jade cũng phục vụ theo
chuẩn này và nó có mở rộng thêm một số mẫu trong một vài khu vực, nhưng nhìn một
cách tổng quan, Jade hoàn toàn tuân theo chuẩn FIPA đã đưa ra.
2.1.1. Agent

Agent được coi như là một trong những mô hình quan trọng nhất trong việc một mặt
phát triển các phương thức hiện có về khái niệm hoá, thiết kế và tích hợp các hệ thống
phần mềm, mặt khác có thể là giải pháp cho việc giải quyết các vấn đề tích hợp các phần
mềm thừa kế.
2.1.1.1. Agent là gì
Mặc dù không có một định nghĩa duy nhất về Agent (các định nghĩa về Agent [5,
10, 8] ) , nhưng tất cả các định nghĩa đều đồng ý rằng về cơ bản Agent là một thành phần
phần mềm đặc biệt có khả năng tự quyết định, cung cấp một giao diện tương thích cho
một hệ thông tuỳ ý và/ hoặc hành động giống như một tác nhân con người, làm việc cho
một số khách hàng theo một số yêu cầu cụ thể. Mặc dù một số hệ thống Agent có thể dựa
trên một Agent duy nhất làm việc trong một môi trường và khi cần có thể tương tác với
người sử dụng, nhưng trong đa số trường hợp, hệ thống Agent bao gồm nhiều Agent. Hệ
thống đa Agent (MAS - Multi-agent System) này có thể là một hệ thống rất phức tạp với
các Agent có cùng mục tiêu chung hoặc đôi khi xung đột với nhau. Các Agent này có thể
tương tác với nhau một cách gián tiếp (thông qua các hành động trên môi trường) hoặc
trực tiếp (thông qua các giao tiếp và thương lượng). Các Agent có thể quyết định hợp tác
cho mục tiêu chung hoặc cạnh tranh lẫn nhau để phục vụ mục tiêu riêng của nó.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


7

Như vậy, một Agent có tính tự trị, bởi vì nó hoạt động mà không có sự can thiệp
trực tiếp của con người hoặc các Agent khác, và nó tự điều khiển các hành động và trạng
thái bên trong nó. Một Agent có tính xã hội, vì nó hợp tác với con người hoặc các Agent
khác để hoàn thành các nhiệm vụ của nó. Một Agent có tính phản ứng vì nó nhận biết
được môi trường của nó và trả lời một cách kịp thời để thay đổi những thứ xẩy ra trong
môi trường. Một Agent có tính tích cực vì nó không chỉ đơn giản hồi đáp đến môi trường
của nó mà còn có khả năng đưa ra các hành động hướng tới mục tiêu bằng cách đưa ra sự
khởi tạo.

Thêm vào đó, một tính chất quan trọng nữa của Agent là nó có tính di động, với khả
năng di chuyển giữa các nút trong mạng máy tính. Nó có thể tin tưởng, bảo đảm chắc
chắn là nó sẽ không cố tình giao tiếp với thông tin sai. Nó có thể rộng lượng, luôn luôn cố
gắng tìm hiểu câu hỏi dành cho nó. Nó cũng có thể có lý trí, luôn luôn hành động để đạt
được mục tiêu và không bao giờ ngăn chặn các mục tiêu có thể đạt được. Và nó có thể
học, tự thích nghi bản thân để phù hợp với môi trường và ham muốn của những người sử
dụng.
2.1.1.2. Kiến trúc tổng thế
Kiến trúc của Agent là một cơ chế 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 của kiến trúc các Agent thông
minh, và những năm đầu đã tồn tại các kiểu thiết kế kiến trúc khác nhau, từ các kiến trúc
đơn giản về phản ứng hành động (reactive) điều khiển trong một mô hình kích thích – trả
lời, như là kiến trúc xếp gộp [3], cho đến các kiến trúc phức tạp hơn như là kiến trúc dựa
trên sự tin tưởng vào mục đích (BDI-belief desire intention) [7]. Kiến trúc phân lớp, tổng
hợp giữa hai kiểu kiến trúc trên, cố gắng bao gồm cả phản ứng hành động và cân nhắc để
trộn lẫn được điểm mạnh nhất của cả hai phương pháp trên. Như vậy, kiến trúc của Agent
có thể được chia thành bốn nhóm chính: Nền tảng Lôgic, phản ứng hành động (reactive),
BDI và kiến trúc phân lớp (layered achitectures).
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


8

2.1.2. 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 các đặc tả FIPA. Tập hợp đầy đủ các đặc tả của FIPA có thể được tìm thấy trên trang
web chính thức của FIPA [17].
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 dựa trên chính các văn bản đi kèm. Tuy

nhiên các đặc tả FIPA không được thể hiện hoàn toàn ở trong Jade vì Jade có mở rộng
thêm ở một số khu vực so với các đặc tả.
2.1.2.1. Lịch sử phát triển
FIPA được thành lập năm 1996 như là một tổ chức phi lợi nhuận quốc tế với mục
tiêu phát triển tập hợp các chuẩn liên quan đến công nghệ phần mềm Agent. Các thành
viên ban đầu, tập hợp của các tổ thức nghiên cứu và công nghiệp, đưa ra một tập hợp các
quy chế hướng dẫn sản xuất cho một tập hợp các đặc tả chuẩn de jure [2] dành cho công
nghệ phần mềm Agent. Ở thời điểm này, các phần mềm Agent đã được biết đến rộng rãi
trong giới khoa học nhưng nhận được rất ít 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 lỗi của FIPA sẽ theo tập hợp các nguyên lý:
- Các Công nghệ Agent cho phép một mô hình mới để giải quyết các vấn đề cũ và
mới.
- Các công nghệ Agent sẽ tiến đến cấp độ trưởng thành lớn.
- Để sử dụng được, các công nghệ Agent cần phải có đặc tả.
- Đặc tả của công nghệ tiến hoá được đưa ra để hỗ cung cấp các kết quả thu được
bởi đặc tả fora.
- Đặc tả của cơ chế bên trong các Agent không phải mối quan tâm chính, mà là cơ
sở hạ tầng và ngôn ngữ yêu cầu cho khả năng phối hợp mở.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


9

2.1.2.2. Các khái niệm cốt lõi
Trong suốt quá trình phát triển của FIPA, rát nhiều các ý tưởng liên quan đến Agent
đã được đưa ra. Nhiều ý tưởng đã tiến tới việc thực hiện sau khi được đưa ra thành các
chuẩn, một vài ý tưởng vẫn đang được phát triển nhưng chưa hoàn thành, và có những cái
khác đã thật bại vì một hoặc nhiều lý do. Trong tất cả các ý tưởng đó, những phần quan

trọng nhất là truyền thông Agent, quản lý Agent và kiến trúc Agent. Phần này sẽ giới
thiệu về hai trong số ba phần quan trọng nhất đó.
2.1.2.2.1. 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 phân 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 của các thông điệp truyền thông thông qua các 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 các giao thức được phân lớp dựa phần lớn trên truyền thông máy tính chúng ta đã
biết – mô hình OSI và mô hình TCP/IP. Cả hai đều được tận dụng thông qua giao tiếp
giữa các phần mềm ứng dụng giao thức.
2.1.2.2.2. Quản lý Agent (Agent management)
Để bổ sung cho truyền thông, khía cạnh cơ bản thứ hai của các hệ thống Agent được
tạo ra bởi các đặc tả ban đầu của FIPA là quản lý Agent: một nền tảng chuẩn trong đó các
chuẩn FIPA cho Agent có thể tồn tại, tổ chức và quản lý. Nó thành lập cá mô hình lôgíc
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 bao gồm các thành phần được miêu tả như hình 2.1.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


10


Hình 2.1: Quản lý Agent
2.2. Nền tảng JADE
Phần này sẽ đưa ra cái nhìn tổng quan cơ bản về nền tảng JADE (Java Agent
Development framework) và các thành phần chính trong kiến trúc phân phối của nó.
2.2.1. Lịch sử phát triển
Phầm mềm phát triển đầu tiên, về sau sẽ trở thành nền tảng JADE, được bắt đầu bởi
Telecom Italia (được gọi tắt là CSELT) vào cuối năm 1998, được thúc đẩy bởi nhu cầu

cần kiểm chứng các đặc tả đầu tiên của FIPA.
JADE được trở thành mã nguồn mở trong năm 2000 và được phân phối bới Telecom
Italia dưới giấy phép LGPL ( Library Gnu Public Licence). Giấy phép này đảm bảo tất cả
các quyền cơ bản để thuận tiện cho việc sử dụng phần mềm bao gồm trong các sản phẩm
thương mại: quyền được sao chép phần mềm và phân phối bản sao chép, quyền được sử
dụng mã nguồn của phần mềm, và quyền thay đổi mã nguồn và cải tiến nó. Không giống
như giấy phép GPL, giấy phép LPGL không đưa bất kỳ sự hạn chế nào và phần mềm sử
dụng JADE, và nó cho phép các phần mềm độc quyền được trộn vẫn với phần mềm đăng
ký giấy phép LGPL. Mặt khác, giấy phép này yêu cầu mọi công việc bắt nguồn từ JADE,
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


11

hoặc bất kỳ công việc nào dựa trên nó đều phải được đưa ra cộng đồng với cùng giấy
phép.
Website chính thức của JADE [16] cung cấp tất cả các phần mềm, tài liệu, mã nguồn
ví dụ và các thông tin về sử dụng JADE.
2.2.2. Jade và mô hình các Agent
JADE là một phần mềm nền tảng cung cấp các chức năng phần mềm lớp giữa cơ
bản, nó không phụ thuộc vào ứng dụng riêng biệt nào và làm đơn giản hoá việc phân phối
các ứng dụng khai thác phần mềm ảo hoá Agent [10]. Một trong những giá trị đầy ý nghĩa
của JADE là nó thực hiện trừu tượng hóa dựa trên sự hiểu biết về hướng đối tượng, Java,
cung cấp API đơn giản và thân thiện. Các lựa chọn thiết kế đơn giản về sau chịu ảnh
hưởng từ việc trừu tượng hoá Agent.
2.2.3. Kiến trúc Jade
Hình 2.2 miêu tả các nhân tố kiến trúc chính của nền tảng JADE. Một nền tảng
JADE bao gồm các vùng chứa Agent (container) có thể được phân phối qua mạng. Các
Agent sống trong các vùng chứa là các quá trình Java, nó cung cấp quá trình thực thi của
JADE và tất cả các dịch vụ cần thiết cho lưu trữ và thực thi Agent. Một vùng chứa đặc

biệt, được gọi là vùng chưa chính (Main-container), là nơi khởi động của nền tảng: nó là
vùng chưa đầu tiên được thực thi và tất cả các vùng chưa khác phải được liên kết đến
vùng chưa chính bằng cách đăng ký với nó. Biểu đồ UML trong hình 2.3 miêu tả mối
quan hệ giữa các thành phần kiến trúc chính của JADE.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


12


Hình 2.2: Mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính

Hình 2.3: UML mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính

Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


13

2.2.4. Biên dịch và chạy nền tảng Jade
Tất cả các phần mềm liên quan đến JADE đều có thể tải về từ trang web chính thức
của JADE. Các phần mềm liên quan đến JADE có thể chia thành hai loại: bản phân phối
chính và các bản phụ trợ. Các bản phụ trợ trong mỗi bản riêng biệt đều có chứa các đơn vị
(module) thực thi các phần mở rộng riêng biệt như các mã hoá cho ngôn ngữ. Trong nhiều
trường hợp, các bản này không được phát triển trực tiếp bởi đội ngũ phát triển của JADE
mà là các thành viên của cộng đồng nguồn mở, những người quyết định đưa các thành
quả nghiên cứu của mình lên cho cộng đồng cùng xem.
Bản phân phối chính bao gồm năm file đã được nén là:
- jadeBin.zip chứa một file jar là nền tảng JADE đã được biên dịch và sử dụng được
ngay

- jadeDoc.zip chứa các tài liệu bao gồm: Hướng dẫn cho người quản trị
(Administrator Guide), Hướng dẫn cho người lập trình (Programmer Guide). Các tài liệu
này cũng có thể tải về từ trang web chính thức của JADE
- jadeExamples.zip chứa các mã nguồn của rất nhiều ví dụ
- jadeSrc.zip chứa tất cả các mã nguồn của JADE
- jadeAll.zip chứa tất cả 4 file nói trên
Nếu tất cả các file trên được tải xuống và giải nén thì cấu trúc thư mục sẽ giống như
miêu tả ở hình 2.4.
Thư mục jade/lib chứa tất cả các file jar cần phải được khai báo vào java
CLASSPATH để chạy JADE.
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


14


Hình 2.4: Cấu trúc thư mục JADE
Ví dụ, khi đã tải về ổ C trong hệ điều hành Windows, để chạy được JADE, trước hết
cần khai bao CLASSPATH cho java như sau:
prompt> set JADE_HOME=c:\jade
prompt> set CLASSPATH=%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-codec-
1.3.jar;%JADE_HOME%\classes
Sau đó có thể khởi động JADE với đồ hoạ bằng cách sử dụng lệnh:
prompt> java jade.Boot –gui
Sau khi khởi động thành công, màn hình dòng lệnh sẽ hiển thị thông báo giống như
hình 2.5 và đồ hoạ của JADE sẽ hiện ra giống như hình 2.6.

Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


15

Hình 2.5: Kết quả khi khời động thành công

Hình 2.6: Giao diện nền tảng JADE
Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động


16

2.2.5. Agent di động (Mobile Agent)
Agent di động [9] là mô hình được xuất phát từ hai quy tắc khác nhau [4], đầu tiên
là trí thông tinh nhân tạo, thứ tạo ra khái niệm agent, thứ hai là hệ thống phân tán, thứ
định nghĩa khái niệm về dịch chuyển mã [6].
Dựa theo định nghĩa chuẩn, Agent di động là một một agent giống như tất cả các
agent không di động khác (tự quản, phản ứng hành động, thực hiện tiên phong, có tính xã
hội), nhưng thêm vào đó, nó có khả năng di chuyển; nó có khả năng di trú giữa các nền
tảng theo yêu cầu để thực hiện các công việc được giao.
Theo cách nhìn từ hệ thống phân tán, một Agent di dộng là một chương trình với
định danh duy nhất có thể dịch chuyển mã, dữ liệu và trạng thái giữa các máy được nối
mạng. Để thực hiện được điều đó, một Agent phải có khả năng dừng công việc của nó ở
bất kỳ thời điểm nào, và tiếp tục hoạt động khi đã cư trú ở nơi khác.
Chúng ta có thể đặt Agent di động trong mối quan hệ với các mô hình truyền thống
như sau:
- Client –Server: Mô hình phổ biến nhất, ở đó các dịch vụ được Server đưa ra và
được sử dụng bởi một hoặc nhiều Client.
- Thực thi từ xa: Một thành phần gửi mã đến thành phần khác để thực thi từ xa, kết

quả đưa ra hoặc từ quyết định của chính nó, hoặc một yêu cầu từ phía thành phần ở xa,
hoặc có thể như một phần của giao kèo trước đó. Sau khi thực thi, thành phần thực thi sẽ
gửi trả kết quả về cho thành phần gốc.
- Agent di động: Một thành phần gửi bản thân nó ( hoặc đối tượng khác nếu được
phép) đến một nơi lưu trữ ở xa để thực thi. Thành phần chuyển đi với mã, dữ liệu và có
thể cả trạng thái. Sự dịch chuyển có thể tương tự như trường hợp trước, nhưng thông
thường nhất kết quả từ thành phần đó ( ví dụ là Agent di động) quyết định cho bản thân
nó có nhu cầu di chuyển địa điểm xem kẽ.
Một Agent di động như miêu tả trong hình 2.7 gồm có 3 phần: mã, trạng thái và dữ
liệu. Mã là dạng của Agent sẽ được thực thi khi di trú đến một nền tảng. Trong trường
hợp đơn giản nhất thì nó là mã đơn. Trạng thái là môi trường thực thi dữ liệu của Agent,
bao gồm chương trình đếm và ngăn xếp thực thi. Phần này chỉ tìm thấy trong Agent sử