移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)

移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)pptcn內(nèi)容概要研究背景及意義1典型應(yīng)用

4基礎(chǔ)知識

2關(guān)鍵技術(shù)

3pptcn研究背景移動數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生和開展的背景計算技術(shù)和無線通訊技術(shù)的開展和結(jié)合使得一種全新的計算模式——移動計算模式成為了現(xiàn)實(shí)。在移動計算模式下，用戶可以使用便攜計算機(jī)通過無線通訊接口實(shí)現(xiàn)對信息網(wǎng)絡(luò)的訪問，而不受物理位置變化的影響，在過去的十年里，這種全新的計算模式得到了飛速的開展，并在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮了不可替代的作用?？梢灶A(yù)測，移動計算技術(shù)必將成為未來信息時代的重要成員，并將對人們使用信息的方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。上述情況的出現(xiàn)時如下兩種因素交互作用的結(jié)果。應(yīng)用需求的推動對活動范圍的擴(kuò)展商務(wù)領(lǐng)域的需求數(shù)字化信息效勞的開展軍事領(lǐng)域的特殊要求通訊、硬件技術(shù)及相關(guān)軟件技術(shù)的開展無線通訊技術(shù)的開展硬件技術(shù)的開展相應(yīng)軟件技術(shù)的開展pptcn研究意義研究移動數(shù)據(jù)庫的意義移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)用的新興技術(shù)，開展在該領(lǐng)域的研究有重大意義，表現(xiàn)在：我國的研究與國外的研究幾乎同時起步。所以有很多的時機(jī)，尤其是中國的企業(yè)。移動數(shù)據(jù)庫的研究有著重要的學(xué)術(shù)價值。移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)有很高的學(xué)術(shù)起點(diǎn)涉及到很多領(lǐng)域的一些關(guān)鍵問題的研究，有著巨大的理論和實(shí)踐意義。移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能帶來經(jīng)濟(jì)效益，有著廣闊的應(yīng)用前景。盡管當(dāng)前的信息市場風(fēng)云變幻，但有一點(diǎn)是十清楚確的，即未來的信息網(wǎng)絡(luò)一定是移動的網(wǎng)絡(luò)，移動性代表了信息社會開展的一種趨勢。作為移動計算環(huán)境開發(fā)的核心部件，移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景。移動數(shù)據(jù)庫的研究有利于我國信息產(chǎn)業(yè)的健康開展。目前我國的信息產(chǎn)業(yè)，從整體產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，多處在技術(shù)下游，而擁有高額利潤回報的中上游技術(shù)掌握在別人手中，由于有應(yīng)用的廣闊背景，移動數(shù)據(jù)庫的研究成果可以轉(zhuǎn)化為用用自主產(chǎn)權(quán)的高科技產(chǎn)品。RETURNpptcn根底知識——移動計算移動計算的概念是對“任何時間、任何地點(diǎn)的立即通訊〞的擴(kuò)展。在分布式計算的根底上，計算環(huán)境進(jìn)一步擴(kuò)展為包含各種移動設(shè)備、具有無線通信能力的效勞網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了一個新的計算環(huán)境，即移動計算環(huán)境。

移動計算是建立在移動環(huán)境上一種新型的計算技術(shù)，它使得計算機(jī)或其他信息設(shè)備在沒有與固定的物理連接設(shè)備相連的情況下能夠傳輸數(shù)據(jù)。移動計算的作用在于，將有用、準(zhǔn)確、及時的信息與中央信息系統(tǒng)相互作用，分擔(dān)中央信息系統(tǒng)的計算壓力，使有用、準(zhǔn)確、及時的信息能提供給在任何時間、任何地點(diǎn)需要它的用戶。移動計算環(huán)境由于存在計算平臺的移動性、連接的頻繁斷接性、網(wǎng)絡(luò)條件的多樣性、網(wǎng)絡(luò)通訊的非對稱性、系統(tǒng)的高伸縮性和低可靠性以及電源能力的有限性等因素，它將比傳統(tǒng)的計算環(huán)境更為復(fù)雜和靈活。這使得傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)不能有效支持移動計算環(huán)境，因此嵌入式移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)(MobileDatabase)由此而產(chǎn)生，它涉及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)技術(shù)，分布式計算技術(shù)，以及移動通訊技術(shù)等多個學(xué)科領(lǐng)域。移動數(shù)據(jù)庫概念：數(shù)據(jù)并不是純粹地存儲在效勞器或PC機(jī)上的，也可以存放在內(nèi)存和處理性能受限的移動設(shè)備上。這些安裝在移動設(shè)備上，用來管理和操作數(shù)據(jù)的系統(tǒng)就是所謂的移動數(shù)據(jù)庫。pptcn根底知識——移動數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)

〔1〕移動性及位置相關(guān)性：移動數(shù)據(jù)庫可以在無線通訊單元內(nèi)及單元間自由移動，而且在移動的同時仍然可能保持通訊連接；此外，應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)查詢可能是位置相關(guān)的。這要求移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持這種移動性，解決過區(qū)切換問題，并實(shí)現(xiàn)位置相關(guān)的處理?！?〕頻繁的斷接性：移動數(shù)據(jù)庫與固定網(wǎng)絡(luò)之間經(jīng)常處于主動或被動的斷接狀態(tài)，這要求移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的事務(wù)在斷接情況下仍能繼續(xù)運(yùn)行，或者自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，而不會因網(wǎng)絡(luò)斷接而撤消。〔3〕網(wǎng)絡(luò)條件的多樣性：在整個移動計算空間中，不同的時間和地點(diǎn)連網(wǎng)條件相差十分懸殊。因此，移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該提供充分的靈活性和適應(yīng)性，提供多種系統(tǒng)運(yùn)行方式和資源優(yōu)化方式，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件的變化?！?〕系統(tǒng)規(guī)模龐大：在移動計算環(huán)境下，用戶規(guī)模比常規(guī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境龐大得多，采用普通的處理方法將導(dǎo)致移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的效率極為低下。pptcn根底知識——移動數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)〔5〕系統(tǒng)的平安性及可靠性較差：由于移動計算平臺可以遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)資源，從而帶來新的不平安因素。此外，移動主機(jī)遺失、失竊等現(xiàn)象也容易發(fā)生，因此移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該提供比普通數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更強(qiáng)的平安機(jī)制?！?〕資源的有限性：移動設(shè)備的電源通常只能維持幾個小時;此外，移動設(shè)備還受通訊帶寬、存儲容量、處理能力的限制。移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須充分考慮這些限制，在查詢優(yōu)化、事務(wù)處理、存儲管理等諸環(huán)節(jié)提高資源的利用效率。〔7〕網(wǎng)絡(luò)通訊的非對稱性。上行鏈路的通訊代價與下行鏈路有很大的差異。這要求在移動數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)中充分考慮這種差異，采用適宜的方式(如數(shù)據(jù)播送)傳遞數(shù)據(jù)。此外，如果系統(tǒng)所嵌入的某種移動設(shè)備支持實(shí)時應(yīng)用，那么嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還要考慮實(shí)時處理的要求。這是因?yàn)樵O(shè)備的移動性，如果應(yīng)用請求的處理時間過長，任務(wù)就可能在執(zhí)行完成后得到無效的邏輯結(jié)果，或有效性大大降低。因此，處理的及時性和正確性同等重要。pptcn根底知識——移動數(shù)據(jù)庫典型模型圖1移動數(shù)據(jù)庫的典型系統(tǒng)模型pptcn根底知識——移動數(shù)據(jù)庫典型模型動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由三類結(jié)點(diǎn)組成，即：〔1〕效勞器〔SVR〕：一般為固定結(jié)點(diǎn)，每個效勞器維護(hù)一個本地數(shù)據(jù)庫，效勞器之間由可靠的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，構(gòu)成一個傳統(tǒng)意義上的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng).效勞器可以處理客戶的聯(lián)機(jī)請求，并可以保持所有請求的歷史記錄。〔2〕移動支持結(jié)點(diǎn)〔簡稱MSS〕：MSS也位于高速網(wǎng)絡(luò)中，并具有無線聯(lián)網(wǎng)能力，它們用于支持一個無線網(wǎng)絡(luò)單元〔cell〕，該單元內(nèi)的移動客戶機(jī)既可以通過無線鏈路與一個ＭＳＳ通信，從而與整個固定網(wǎng)絡(luò)連通，也可以接收由ＭＳＳ發(fā)送的播送信息。效勞器與ＭＳＳ可以是同一臺機(jī)器?！?〕移動客戶機(jī)〔簡稱ＭＣ〕：ＭＣ的處理能力與存儲能力相對于效勞器來說非常有限，且具有移動性〔即可以出現(xiàn)在任意一個無線單元中〕，經(jīng)常與效勞器斷接〔指ＭＣ無法與效勞器聯(lián)機(jī)通信〕。即使在與效勞器保持連接時，由于ＭＣ所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多變，ＭＣ與效勞器之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬相差很大，且可靠性較低、網(wǎng)絡(luò)延遲較大。RETURNpptcn關(guān)鍵技術(shù)移動計算環(huán)境的特殊性給移動數(shù)據(jù)庫的研究帶來了新的挑戰(zhàn)。在移動數(shù)據(jù)庫中需要考慮諸多傳統(tǒng)計算環(huán)境下不需要考慮的問題，如對移動性及位置相關(guān)查詢的支持、對短接操作的支持、對跨區(qū)長事務(wù)的支持、對查詢優(yōu)化的特殊考慮、對提高有限資源的利用率及系統(tǒng)效率的考慮等等。為了有效地解決上述問題，如下關(guān)鍵技術(shù)在移動數(shù)據(jù)庫中具有特別的意義：移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)移動事務(wù)處理技術(shù)移動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)位置相關(guān)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)位置相關(guān)的查詢處理數(shù)據(jù)播送及移動信息發(fā)布移動Agent技術(shù)等pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)移動數(shù)據(jù)庫的復(fù)制技術(shù)包括兩局部：首先是效勞器節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)復(fù)制，簡稱為復(fù)制；另外還包括移動節(jié)點(diǎn)與效勞器節(jié)點(diǎn)之間的復(fù)制，這常被稱為緩存。復(fù)制技術(shù)首要考慮的問題是維護(hù)多個復(fù)制節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的一致性?，F(xiàn)有的復(fù)制協(xié)議可分為嚴(yán)格一致性協(xié)議和弱一致性協(xié)議兩類：嚴(yán)格一致性協(xié)議要求在任何時刻所有數(shù)據(jù)庫的復(fù)制都是一致的;而弱一致性協(xié)議允許各個復(fù)制之間存在暫時的不一致，但這種不一致總是保持在一定的界限內(nèi)，而且總是能夠趨向于一致，嚴(yán)格一致性協(xié)議是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)追求的目標(biāo)，但是在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中它卻并不適宜，因?yàn)閲?yán)格一致性協(xié)議需要所有節(jié)點(diǎn)都處于連接狀態(tài)，以完成所有副本的更新，而移動計算環(huán)境中移動節(jié)點(diǎn)卻有頻繁斷接的特點(diǎn)。另外，即使是在保持連接的效勞器節(jié)點(diǎn)間采用嚴(yán)格一致性協(xié)議，其可用性也很差，因此只要允許，效勞器節(jié)點(diǎn)間的復(fù)制更新也常采用弱一致性協(xié)議。移動計算環(huán)境下復(fù)制技術(shù)需要考慮的主要問題有三個〔1〕考慮移動節(jié)點(diǎn)與效勞器節(jié)點(diǎn)間如何合理分配數(shù)據(jù)的問題。即要考慮如何提高移動節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)的命中率問題?！?〕考慮移動節(jié)點(diǎn)與效勞器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步問題。移動節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)內(nèi)時，在可以保持兩者數(shù)據(jù)同步的情況下應(yīng)盡量減少兩者的通信時間與通信量，以節(jié)省通信費(fèi)用。在移動節(jié)點(diǎn)斷接后重新入網(wǎng)時，節(jié)點(diǎn)在斷接期間對本地緩存所做的操作可能與效勞器對數(shù)據(jù)的操作產(chǎn)生沖突，這時候采取什么沖突策略是移動復(fù)制緩存技術(shù)需要考慮的最重要的問題?！?〕考慮如何改進(jìn)效勞器節(jié)點(diǎn)間的復(fù)制策略以使其更高效、更好地支持移動性。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)1．兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)兩級復(fù)制體系是J.Gray在90年代初提出的，它以主副本更新復(fù)制協(xié)議為根底。主副本更新方式在分布式數(shù)據(jù)庫中十分常用，其主要思想是在數(shù)據(jù)對象的多個副本中指定一個主副本，從而更新事務(wù)只要更新了主副本的值便認(rèn)為是邏輯完成了，由主副本所在的場地更新其他副本的值。針對移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該體系把節(jié)點(diǎn)分成兩類：一類稱為基節(jié)點(diǎn)，它們聯(lián)接在高速固定網(wǎng)絡(luò)中，在基節(jié)點(diǎn)間存在一個復(fù)制策略，稱為第一級復(fù)制；另一類是移動節(jié)點(diǎn)，他們經(jīng)常處于斷接狀態(tài)，它們也存有與基節(jié)點(diǎn)之間的復(fù)制緩存，稱為第二級復(fù)制。數(shù)據(jù)對象的主副本大局部位于基節(jié)點(diǎn)中，但也可位于移動節(jié)點(diǎn)中。由于移動節(jié)點(diǎn)可能處于斷接狀態(tài)，事務(wù)有可能不能及時更新數(shù)據(jù)對象的主副本的值，因此把事務(wù)分成兩類：〔1〕基事務(wù)：它在對象的主副本上執(zhí)行，更新對象的主副本值?！?〕暫態(tài)事務(wù)：它主要產(chǎn)生于移動節(jié)點(diǎn)中，即在斷接期間對本地緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的事務(wù)，它保證移動節(jié)點(diǎn)在斷接期間仍能盡可能的繼續(xù)工作。暫態(tài)事務(wù)在移動節(jié)點(diǎn)重新聯(lián)機(jī)時，將會產(chǎn)生一個基事務(wù)，以真正更新數(shù)據(jù)對象主副本的值，保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)由于存在暫態(tài)事務(wù)，移動節(jié)點(diǎn)上的每個復(fù)制對象都維護(hù)兩個值：〔1〕主版本：指從數(shù)據(jù)對象的主副本得到的最新值?！?〕暫態(tài)版本：在斷接期間由本地暫態(tài)事務(wù)對緩存的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行操作產(chǎn)生的新值。在斷接期間該新值對移動節(jié)點(diǎn)本身是可見的，即斷接期間移動節(jié)點(diǎn)看到的數(shù)據(jù)對象的值為該暫態(tài)版本。暫態(tài)事務(wù)必須遵循一條準(zhǔn)那么：它們只能訪問主節(jié)點(diǎn)是基節(jié)點(diǎn)或移動節(jié)點(diǎn)本身的數(shù)據(jù)對象。兩級復(fù)制體系的同步處理策略是這樣的：當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)時，它類似于主副本更新協(xié)議。移動節(jié)點(diǎn)使用復(fù)制對象的主版本值，并適時更新其值，保持與基節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的一致性，為斷接狀態(tài)做好準(zhǔn)備。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)處于斷接狀態(tài)時，移動節(jié)點(diǎn)使用其數(shù)據(jù)庫復(fù)制繼續(xù)工作，生成假設(shè)干暫態(tài)事務(wù)，并把這些事務(wù)對數(shù)據(jù)對象的更新保存到數(shù)據(jù)的暫態(tài)版本中。此時移動節(jié)點(diǎn)可見的數(shù)據(jù)是復(fù)制對象的暫態(tài)版本。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)由斷接狀態(tài)重新入網(wǎng)后，對于移動節(jié)點(diǎn)，它需要做以下工作：〔1〕它需要把斷接期間對主副本在本移動節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對象的更新值傳給基節(jié)點(diǎn)，再在基節(jié)點(diǎn)間傳播此更新?！?〕它需要接收主副本在基節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對象的更新值，使其復(fù)制對象的主版本重新與基節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)保持一致。移動節(jié)點(diǎn)可見的數(shù)據(jù)重新變?yōu)橹靼姹荆瑫簯B(tài)版本將被丟棄?！?〕在基節(jié)點(diǎn)上重做暫態(tài)事務(wù)。它向基節(jié)點(diǎn)提交所有暫態(tài)事務(wù)及其輸入?yún)?shù)，由基節(jié)點(diǎn)生成并執(zhí)行對應(yīng)的基事務(wù)。并等待基事務(wù)的處理結(jié)果，與基節(jié)點(diǎn)相配合完成對應(yīng)的基事務(wù)。對于基節(jié)點(diǎn)，它發(fā)現(xiàn)一個移動節(jié)點(diǎn)重新聯(lián)機(jī)時，需要做以下工作：〔1〕將主副本在基節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)對象的更新值發(fā)給移動節(jié)點(diǎn)，以同步移動節(jié)點(diǎn)復(fù)制對象主版本的值。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)〔2〕接收移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送的主副本在該移動節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的更新值，并采用一定的策略把此更新值傳播到其他基節(jié)點(diǎn)中。〔3〕接收移動節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)事務(wù)序列及其參數(shù)，生成相應(yīng)的基事務(wù)并執(zhí)行。該基事務(wù)執(zhí)行得到的結(jié)果很可能與原來在移動節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的暫態(tài)事務(wù)得到的結(jié)果不同。此時，根據(jù)需要，我們或者可以通知移動節(jié)點(diǎn)該事務(wù)失敗，并同時夭折所有基于該事務(wù)結(jié)果的事務(wù)；也可以簡單的把基事務(wù)得到的新結(jié)果傳回給移動節(jié)點(diǎn)，并執(zhí)行后續(xù)事務(wù)。綜上所述，兩級復(fù)制體系既支持移動節(jié)點(diǎn)在斷接情況下繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，提高了系統(tǒng)的可用性，又能在重新入網(wǎng)時采取適當(dāng)?shù)耐讲呗员ＷC系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性，因此十分適合移動計算環(huán)境。但它也有一些缺陷，如暫態(tài)事務(wù)在基站中重做需要很大的開銷等。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)2．三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)是由我國學(xué)者提出的。從1996年開始，長沙國防科技大學(xué)成立有關(guān)研究小組對移動數(shù)據(jù)庫進(jìn)行研究，提出了一種移動數(shù)據(jù)庫的三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)，簡稱TTR(Three-TierReplicationArchitecture)，它是國內(nèi)移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)中最有代表性的研究。三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)包括效勞器級復(fù)制；空中復(fù)制〔即數(shù)據(jù)播送〕；客戶機(jī)緩存這三級復(fù)制機(jī)制。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)的主要思想與兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)的比照：·三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)增加了空中復(fù)制機(jī)制，充分利用了無線網(wǎng)絡(luò)播送的特點(diǎn)，既支持了大規(guī)模用戶同時對熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的訪問，又節(jié)省了無線網(wǎng)絡(luò)的上行帶寬，有效提高了系統(tǒng)的可伸縮性·兩者的復(fù)制布局存在很大的不同。三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)中客戶機(jī)緩存只單純地緩存效勞器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，它只是被動地隨效勞器節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的改變而改變，因此即使在移動節(jié)點(diǎn)聯(lián)機(jī)操作時，移動節(jié)點(diǎn)上的緩存數(shù)據(jù)與效勞器節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)也不是處于同一個等級的；而在兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)中，主副本是可以存在于移動節(jié)點(diǎn)上的，因此當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)時，其上的數(shù)據(jù)緩存跟效勞器節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)復(fù)制是處于同一個等級的，兩者相互影響。在復(fù)制協(xié)議上，三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)所采用的WCSR協(xié)議要比兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)所采用的協(xié)議要弱，因此其上也更容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致性，需要更多的策略來控制數(shù)據(jù)狀態(tài)的收斂。當(dāng)然WCSR協(xié)議也可以以犧牲系統(tǒng)性能為代價支持高一致性的要求。pptcn移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制與緩存技術(shù)·兩者的復(fù)制布局存在很大的不同。三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)中客戶機(jī)緩存只單純地緩存效勞器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，它只是被動地隨效勞器節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的改變而改變，因此即使在移動節(jié)點(diǎn)聯(lián)機(jī)操作時，移動節(jié)點(diǎn)上的緩存數(shù)據(jù)與效勞器節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)也不是處于同一個等級的；而在兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)中，主副本是可以存在于移動節(jié)點(diǎn)上的，因此當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)時，其上的數(shù)據(jù)緩存跟效勞器節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)復(fù)制是處于同一個等級的，兩者相互影響。在復(fù)制協(xié)議上，三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)所采用的WCSR協(xié)議要比兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)所采用的協(xié)議要弱，因此其上也更容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致性，需要更多的策略來控制數(shù)據(jù)狀態(tài)的收斂。當(dāng)然WCSR協(xié)議也可以以犧牲系統(tǒng)性能為代價支持高一致性的要求。pptcn數(shù)據(jù)播送技術(shù)

數(shù)據(jù)播送即以播送的形式向移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，它是針對通常的無線網(wǎng)絡(luò)通信所具有的非對稱性而提出來的。通常在無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)從效勞器到移動節(jié)點(diǎn)的下行通信帶寬要遠(yuǎn)大于移動節(jié)點(diǎn)到效勞器的上行通信帶寬，從通信費(fèi)用來說移動節(jié)點(diǎn)上行發(fā)送數(shù)據(jù)的開銷通常遠(yuǎn)大于下行接收數(shù)據(jù)的開銷。因此用戶總希望在保證移動節(jié)點(diǎn)能獲得所需數(shù)據(jù)的情況下，盡量減少對效勞器的上行通信量。數(shù)據(jù)播送在能在某種程度上滿足這種要求，因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)播送有一優(yōu)點(diǎn)：效勞器向無線網(wǎng)絡(luò)播送數(shù)據(jù)的開銷是固定的，而與接收播送的移動節(jié)點(diǎn)的數(shù)量無關(guān)。因此充分利用這一優(yōu)點(diǎn)，由效勞器選擇并組織好移動用戶的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，以周期性的播送形式向網(wǎng)內(nèi)的移動節(jié)點(diǎn)播送，便能在固定開銷的情況下向大規(guī)模用戶提供數(shù)據(jù)了。數(shù)據(jù)播送也是數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的一種。數(shù)據(jù)播送可以看作是移動節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存的一種擴(kuò)充，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)所需數(shù)據(jù)不在其數(shù)據(jù)緩存內(nèi)，又暫時不能跟效勞器連接時〔如上行通信帶寬已滿〕，移動節(jié)點(diǎn)還可以偵聽數(shù)據(jù)播送，從數(shù)據(jù)播送中找尋其所需數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)播送相對于緩存有許多優(yōu)點(diǎn)，如能輕松保證數(shù)據(jù)是最新的、不需占用移動節(jié)點(diǎn)有限的存儲等，當(dāng)然，數(shù)據(jù)播送是一種只讀復(fù)制技術(shù)，即它只能支持移動節(jié)點(diǎn)的查詢事務(wù)。pptcn數(shù)據(jù)播送技術(shù)

數(shù)據(jù)播送中的一個重要問題是選擇及組織播送數(shù)據(jù)，這又被稱為數(shù)據(jù)播送的調(diào)度問題。通常使用以下兩個參數(shù)來衡量和研究數(shù)據(jù)播送的調(diào)度算法：〔1〕訪問時間：它指從移動節(jié)點(diǎn)提出訪問請求開始到從播送中獲得結(jié)果為止所需要的時間，它用來衡量移動節(jié)點(diǎn)查詢數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間?！?〕調(diào)協(xié)時間：它指移動節(jié)點(diǎn)為了訪問數(shù)據(jù)而保持接聽播送的總時間。因?yàn)橐苿庸?jié)點(diǎn)接聽播送需要消耗電源，因此減少調(diào)協(xié)時間便能節(jié)省移動節(jié)點(diǎn)本來就有限的電源供給。pptcn數(shù)據(jù)播送技術(shù)

在訪問時間的優(yōu)化上，通常的做法是采用一種稱為多盤播送調(diào)度的方法。效勞器通過分析移動節(jié)點(diǎn)的請求，并適當(dāng)引入一些背景知識，歸納出用戶經(jīng)常訪問的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)按照訪問概率再分為假設(shè)干組，讓訪問概率高的數(shù)據(jù)在一個播送周期中出現(xiàn)次數(shù)多，而訪問概率低的數(shù)據(jù)在一個播送周期中出現(xiàn)次數(shù)少。例如假設(shè)要播送A、B、C三個熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，移動節(jié)點(diǎn)對它們的訪問概率的比值為2:1:1，那么我們可以把一個播送周期組織為“ABAC〞的形式，于是實(shí)際上數(shù)據(jù)A的播送周期要比其他數(shù)據(jù)要短，從而到達(dá)了更頻繁地把A播送出去的效果。在調(diào)協(xié)時間的優(yōu)化上，通常的做法是引入索引信息。在可以與效勞器通信時，可以考慮從效勞器中直接獲取索引信息，但更通常的做法是在數(shù)據(jù)播送中插入索引信息。當(dāng)移動客戶機(jī)偵聽數(shù)據(jù)播送時，它先偵聽索引信息，再由索引信息得知所需數(shù)據(jù)到來的時間，因此移動節(jié)點(diǎn)便可以在數(shù)據(jù)到來前轉(zhuǎn)入休眠，節(jié)省電源消耗。pptcn移動查詢技術(shù)

移動查詢處理通常工作在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由于無線網(wǎng)絡(luò)具有帶寬多樣性、頻繁斷接性等特點(diǎn)，移動查詢需要在傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化技術(shù)的根底上進(jìn)行改進(jìn)與擴(kuò)展，以適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的特殊要求。1.查詢費(fèi)用移動查詢技術(shù)應(yīng)足夠靈活，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用和通信費(fèi)用問題，能根據(jù)用戶指出的優(yōu)先考慮的因素來進(jìn)行優(yōu)化。前面提到的移動客戶機(jī)緩存技術(shù)也能在一定程度上解決查詢費(fèi)用問題。緩存技術(shù)最大的缺點(diǎn)是不能保證其緩存的數(shù)據(jù)是最新的，嚴(yán)格保證緩存數(shù)據(jù)與效勞器數(shù)據(jù)的一致性需要復(fù)雜的技術(shù)與大量的開銷。因此緩存技術(shù)只適合對數(shù)據(jù)一致性要求不高的場合。數(shù)據(jù)播送也是減少通信費(fèi)用的一種途徑。但是數(shù)據(jù)播送通常只播送熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此移動用戶所需數(shù)據(jù)也常常不能在數(shù)據(jù)播送里找到。pptcn移動查詢技術(shù)

2.位置相關(guān)處理在無線網(wǎng)絡(luò)中使用位置效勞器來對移動節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行跟蹤和管理。位置效勞器放置在固定網(wǎng)絡(luò)中，這些位置效勞器彼此互聯(lián)。每一位置效勞器下接假設(shè)干個移動基站MSS，我們把一個位置效勞器下面連接的所有MSS及其支持的無線網(wǎng)絡(luò)單元稱為該效勞器的覆蓋范圍，每個位置效勞器負(fù)責(zé)跟蹤并管理位于自己覆蓋范圍內(nèi)的移動計算機(jī)的地址。每個移動計算機(jī)都在某一個位置效勞器上作永久性的登記，該效勞器稱為它的宿主效勞器(HomeLocationServer)。此外，當(dāng)它移動到其他位置效勞器的范圍內(nèi)時，以訪問者的身份向當(dāng)?shù)氐奈恢眯谄鞯怯?，并通報給其宿主效勞器。像Internet中的DNS效勞器一樣，位置效勞器也可以組織成層次的形式，支持大規(guī)模的移動計算環(huán)境。pptcn移動查詢技術(shù)

我們舉個例子來說明上面介紹的位置效勞器是如何工作的圖2位置服務(wù)器工作示意圖pptcn移動查詢技術(shù)

假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有兩個位置效勞器LDBS_A和LDBS_B，LDBS_A管理移動基站A、B、C、D、E，LDBS_B管理移動基站F、G、H、I、J。假設(shè)移動計算機(jī)MC_A的宿主效勞器為LDBS_A，當(dāng)它從無線單元A移動到無線單元F時，以訪問者的身份在LDBS_B中登記，并通知宿主效勞器LDBS_A，由此LDBS_A獲知此刻MC_A的位置受LDBS_B所跟蹤。于是，查詢MC_A的位置的步驟為：1〕首先訪問MC_A的宿主效勞器，得知此刻MC_A的位置受LDBS_B所跟蹤。2〕向LDBS_B發(fā)出請求。LDBS_B向其下接的移動基站F、G、H、I、J播送，通過基站F的反響，得知MC_A在無線單元F內(nèi)。在位置效勞器的工作過程中，第一步是需要確定移動計算機(jī)的宿主效勞器。為了快速定位宿主效勞器，一方面需要仔細(xì)組織好位置效勞器的分布與層次結(jié)構(gòu)，另一方面也需要在為每個移動計算機(jī)分配一個唯一的有意義的標(biāo)識ID，類似于Internet上的DNS效勞器策略，最好是可以根據(jù)該ID便能推斷出該移動計算機(jī)的宿主效勞器。在位置效勞器工作的第二步，移動計算機(jī)所在的位置效勞器需要向其下接的所有基站播送.一個可行的折衷策略是把每個位置效勞器下的基站MSS劃分成假設(shè)干組，移動計算機(jī)只有在從一個組移動到另一個組內(nèi)時，才向效勞器報告其位置變動。以圖7-2為例，假設(shè)把位置效勞器LDBS_B下接的基站分為兩組，組一為{F、G、H}，組二為{I，J}。那么當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)MC_A沿F－>G－>H－>I－>J的路徑移動時，只需要在H－>I切換時通知位置效勞器LDBS_B，假設(shè)不采取分組的形式，那么總共需要向LDBS_B報告4次。pptcn移動查詢技術(shù)

在位置效勞器下接的基站集合中采用分組策略后，位置效勞器保存的信息為移動計算機(jī)所在的組，當(dāng)位置效勞器需要獲得移動計算機(jī)確實(shí)切位置時，只需要在改組內(nèi)播送便可以了。當(dāng)LDBS_B需要查詢MC_A確實(shí)切地址時，只需要在組一中播送，那么由基站F的反響，便能確定MC_A在無線單元F內(nèi)了。位置效勞器在基站組內(nèi)找尋移動計算機(jī)確實(shí)切位置時，還有另外兩種更好的策略：1〕優(yōu)先表。每個基站組內(nèi)按移動用戶所在的可能性把基站組織成一個優(yōu)先列表，位置效勞器查詢移動用戶確切位置時，按照優(yōu)先列表依次查找各個基站，直到找到為止。最壞情況下，需要遍歷基站組內(nèi)的所有基站才能確定用戶位置。我們不妨設(shè)LDBS_B的組一的優(yōu)先表為{G，F(xiàn)，H}，那么當(dāng)位置效勞器LDBS_B查找MC_A確實(shí)切位置時，首先訪問基站G，然后訪問基站F，獲知MC_A在基站F處。整個查詢訪問了兩個基站。pptcn移動查詢技術(shù)

2〕指針。當(dāng)移動用戶MC由基站組一的無線單元A移動到基站組二的無線單元C時，在位置效勞器重新登記MC的地址為“組二的無線單元C〞，當(dāng)MC在基站組二內(nèi)由無線單元C移動到無線單元D時，由無線單元C建立一個指針指向D。如果MC回到一個已進(jìn)入過的無線單元，那么只需斷掉產(chǎn)生的指針回路即可。最壞情況下，需要沿指針遍歷組內(nèi)所有基站才能確定用戶位置。而當(dāng)MC_A初進(jìn)入無線單元F時，其在位置效勞器LDBS_B上登記的地址應(yīng)為“組一的無線單元F〞，假設(shè)MC_A由F移動到無線單元G，那么將在F上建立一個指向G的指針。于是當(dāng)LDBS_B需要查詢MC_A確實(shí)切位置時，它首先根據(jù)MC_A登記的地址信息訪問F，再由F依據(jù)指針訪問G，從而獲知MC_A在無線單元G處。當(dāng)移動用戶的位置信息與空間數(shù)據(jù)庫等相結(jié)合時，便能完成很多復(fù)雜的位置相關(guān)的查詢問題了。例如一個查詢問題“移動用戶MC_A離最近的銀行有多遠(yuǎn)〞，其執(zhí)行步驟可以如下：1〕首先通過位置效勞器找到MC_A所在的無線單元B。2〕通過無線單元B向移動用戶MC_A發(fā)送請求，向它索要其所在位置的更詳細(xì)信息。3)MC_A通過自身的定位系統(tǒng)收集其所在位置的詳細(xì)信息loc〔如其所在位置的詳細(xì)經(jīng)緯度〕，并返回該信息。4〕根據(jù)MC_A返回的位置信息loc查詢空間數(shù)據(jù)庫中的地圖信息，定位MC_A在地圖中的位置，并查找離該位置的最近的銀行，計算兩者的距離，便得到查詢問題的結(jié)果了。pptcn移動事務(wù)處理技術(shù)

1．移動事務(wù)的特點(diǎn)(1)移動性。在事務(wù)執(zhí)行期間，移動客戶機(jī)很可能是處于移動狀態(tài)，甚至可能會由一個工作區(qū)域移動到另一個工作區(qū)域，相應(yīng)的移動事務(wù)也應(yīng)具有移動性。(2)長事務(wù)。由于移動性、無線通信的低帶寬和不穩(wěn)定緣故，移動主時機(jī)出現(xiàn)斷接；同時因移動主機(jī)自身能源有限，移動主機(jī)也會主動斷接。這導(dǎo)致移動事務(wù)通常是長事務(wù)，可以和其它事務(wù)共享它們的狀態(tài)和局部結(jié)果。(3)易錯性。由于移動客戶機(jī)不如固定點(diǎn)可靠，而且無線網(wǎng)絡(luò)通信也不如固定網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，因此與一般事務(wù)相比移動事務(wù)更容易出錯。另外由于移動事務(wù)通常會分為一系列子事務(wù)，各個事務(wù)之間的協(xié)調(diào)也相對復(fù)雜，更容易出錯。(4)異構(gòu)性。移動事務(wù)在執(zhí)行過程中可能要訪問更復(fù)雜的異構(gòu)數(shù)據(jù)資源。2.數(shù)據(jù)復(fù)制緩存技術(shù)與移動事務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)制緩存技術(shù)本來就是為支持事務(wù)處理而設(shè)計的。為了適應(yīng)移動環(huán)境中通信網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定不對稱等的特點(diǎn)，提高移動事務(wù)的處理效率，可以采取數(shù)據(jù)復(fù)制與緩存的方法，在效勞器間復(fù)制數(shù)據(jù)，可以提高聯(lián)機(jī)時事務(wù)的響應(yīng)時間，同時在移動客戶機(jī)上緩存一局部常用的數(shù)據(jù)，便可以在網(wǎng)絡(luò)條件不好或是客戶機(jī)與網(wǎng)絡(luò)斷開時，允許用戶對本地緩存上的數(shù)據(jù)副本進(jìn)行操作，在重新連接或網(wǎng)絡(luò)條件轉(zhuǎn)好時再與其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)修改信息，通過沖突檢測和協(xié)調(diào)來恢復(fù)數(shù)據(jù)的一致性。pptcn移動事務(wù)處理技術(shù)

我們把對客戶機(jī)本地數(shù)據(jù)進(jìn)行的操作稱為弱操作，相對應(yīng)的，把對效勞器上的數(shù)據(jù)的操作稱為強(qiáng)操作。把全部由弱操作組成的事務(wù)稱為弱事務(wù)，與之對應(yīng)，把全部由強(qiáng)操作組成的事務(wù)稱為強(qiáng)事務(wù)。當(dāng)移動客戶機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連通時，事務(wù)處理可以采用強(qiáng)事務(wù)的方式，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)條件不好，或是客戶機(jī)與網(wǎng)絡(luò)斷開時，可以采用弱事務(wù)的方式，操作本地緩存的數(shù)據(jù)，當(dāng)移動客戶機(jī)與網(wǎng)絡(luò)重新連通時，需要把弱事務(wù)提交到效勞器中，把弱事務(wù)變成強(qiáng)事務(wù)。對于強(qiáng)事務(wù)而言，效勞器間的數(shù)據(jù)復(fù)制是提高強(qiáng)事務(wù)響應(yīng)時間的一個策略。可以采用前面介紹的分布式事務(wù)的管理策略來管理強(qiáng)事務(wù)，使效勞器間的數(shù)據(jù)狀態(tài)保持一致。不過移動事務(wù)更傾向于為了提高事務(wù)的響應(yīng)時間而允許效勞器數(shù)據(jù)復(fù)制間存在暫時的不一致，并制定專門的效勞器間狀態(tài)同步策略來收斂效勞器間的數(shù)據(jù)復(fù)制。對于弱事務(wù)而言，它提高了數(shù)據(jù)可用性和減少了事務(wù)的平均響應(yīng)時間，但是它同時也帶來了潛在的數(shù)據(jù)沖突，因?yàn)閿嘟悠陂g操作的緩存數(shù)據(jù)并不能保證是最新的，弱寫操作所作的修改有可能與其它節(jié)點(diǎn)上的修改沖突。因此當(dāng)弱事務(wù)向網(wǎng)絡(luò)效勞器提交時需要一個檢測和解決數(shù)據(jù)沖突的機(jī)制，它的目標(biāo)是維護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一致性的根底上盡量減少弱事務(wù)提交的夭折率。這是移動數(shù)據(jù)庫研究的一個重要內(nèi)容，典型的檢測和解決沖突機(jī)制可參看本章前面小節(jié)的兩級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)和三級復(fù)制體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。pptcn移動事務(wù)處理技術(shù)

3．移動事務(wù)的過區(qū)切換通常在每個移動基站MSS上都有一個協(xié)調(diào)器來管理并監(jiān)控移動事務(wù)的執(zhí)行。當(dāng)移動計算機(jī)MC_A在無線網(wǎng)絡(luò)A中啟動一個移動事務(wù)Tran_A時，在網(wǎng)絡(luò)A的移動基站MSS_A上的協(xié)調(diào)器MSS_AC上需要維護(hù)移動事務(wù)Tran_A的一個上下文，記錄該事務(wù)的運(yùn)行信息；假設(shè)事務(wù)還沒有完成時，移動計算機(jī)移動到了無線網(wǎng)絡(luò)B中，那么需要網(wǎng)絡(luò)B的移動基站MSS_B上的協(xié)調(diào)器MSS_BC與MSS_A上的協(xié)調(diào)器MSS_AC共同合作，才能完成事務(wù)Tran_A并返回結(jié)果給MC_A。兩個協(xié)調(diào)器間的合作策略有很多，一個常見策略是MSS_BC與MSS_AC聯(lián)系，取得事務(wù)Tran_A運(yùn)行情況的上下文，然后再由MSS_BC來負(fù)責(zé)完成事務(wù)余下的操作。協(xié)調(diào)器維護(hù)的事務(wù)上下文的內(nèi)容取決于移動事務(wù)管理的策略，過少的內(nèi)容將使協(xié)調(diào)器難以監(jiān)控事務(wù)的執(zhí)行，過多的開銷又會增加協(xié)調(diào)效勞器的開銷，并加重協(xié)調(diào)效勞器之間通信的開銷，從而影響系統(tǒng)的性能。pptcn移動事務(wù)處理技術(shù)

4.移動事務(wù)處理模型一個理想的移動事務(wù)處理模型應(yīng)具有以下特點(diǎn)：較低的事務(wù)夭折率保證系統(tǒng)中復(fù)制數(shù)據(jù)狀態(tài)的一致性有效支持用戶在斷接后的繼續(xù)操作低通信代價和高并行性有效支持事務(wù)的遷移，并且該遷移應(yīng)對用戶透明允許根據(jù)需要為事務(wù)的原子性提供靈活的支持

pptcn移動Agent技術(shù)

作為移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個重要方面的移動計算特別是移動Agent技術(shù)近年來也蓬勃地開展起來。移動Agent具有自主性、主動性、反響性、移動性和社會性等優(yōu)良特點(diǎn)，使得它成為分布式人工智能技術(shù)的一個研究的熱點(diǎn)。

什么是Agent及其特性Agent概念起源于20世紀(jì)70年代對分布式人工智能(DAI)的研究，對Agent和Multi－Agent的研究近幾年來已成為分布式人工智能研究的一個熱點(diǎn)。具有一定智能并能自主運(yùn)行和提供相應(yīng)效勞的程序。Agent代表獨(dú)立的、交互式的、相互協(xié)作的對象實(shí)體，主要功能在于多個Agent之間的相互通訊和協(xié)作，以完成分布式問題求解(DPS)。Agent是具有擬人智能特性的、駐留與活動于客觀世界中的實(shí)體。智能Agent置身于某種環(huán)境之中，通過傳感器感知環(huán)境，通過效應(yīng)器作用于環(huán)境，如圖3所示。pptcn移動Agent技術(shù)Agent是代表用戶或其它程序，以主動效勞的方式完成一組操作的機(jī)動計算實(shí)體。信息融合信息處理作用交互交互外部環(huán)境Agent對象圖3Agent示意圖pptcn移動Agent技術(shù)Agent具有如下特性：a)自治性或者獨(dú)立性。Agent可以在沒有人或其它Agent直接干預(yù)的情況下運(yùn)作，而且對自己的行為和內(nèi)部狀態(tài)有某種控制能力；b)社會性。Agent之間可以通過某種Agent語言進(jìn)行交流。Agent之間可以相互通訊與協(xié)作；c)反響性。Agent能夠理解周圍的環(huán)境，并能對環(huán)境的變化做出相應(yīng)的反映；d)能動性。Agent不僅簡單地對其環(huán)境作出反響，也能夠通過接受某些啟動信息，表現(xiàn)出有目標(biāo)的行為；移動Agent的本質(zhì)屬性在于移動性，即利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，Agent可在網(wǎng)絡(luò)中移動到達(dá)所要求的結(jié)點(diǎn)執(zhí)行設(shè)定功能。移動Agent能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，尋找目的主機(jī)，可以在授權(quán)的任意結(jié)點(diǎn)停留執(zhí)行，將自身傳送到一臺新主機(jī)上，并且在新主機(jī)上執(zhí)行移動Agent還可以同其它同源Agent或效勞資源進(jìn)行交互，任務(wù)完成后再將結(jié)果同自身傳送回源結(jié)點(diǎn)。正是這種移動性使得移動Agent在Agent范疇內(nèi)成為一個相對獨(dú)立的研究領(lǐng)域，并且這種移動是有目的的和自主的。因此，移動Agent技術(shù)在智能信息獲取、電子商務(wù)、工業(yè)過程控制等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。pptcn移動Agent技術(shù)它具有以下特性：節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。移動Agent的通信方式是基于RP(RemoteProgramming)，與傳統(tǒng)的以RPC(RemoteProcedureCalling)為根底的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)而言，網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牟辉偈呛唵蔚恼埱?響應(yīng)，而是Agent的代碼和狀態(tài)。移動Agent在早期分布式編程技術(shù)的根底之上，增加了程序狀態(tài)和數(shù)據(jù)的傳輸功能，從而實(shí)現(xiàn)了Agent在目的主機(jī)上包括代碼和環(huán)境的重建，增加了與主機(jī)交互的靈活性和可靠性。在典型的C/S模型中，效勞器與客戶端需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸大量的數(shù)據(jù)，而移動Agent那么可以更加靈活地直接在數(shù)據(jù)源本地機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘等工作，從而減輕了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。強(qiáng)自主性。移動Agent能夠能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，可以根據(jù)情況和已有的數(shù)據(jù)資料，決定何時何地到特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上去完成所需的工作；也能夠適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，比方在網(wǎng)絡(luò)阻塞或斷線時重新選擇路由。支持?jǐn)嘟硬僮髋c異步工作方式。用戶將需要執(zhí)行的應(yīng)用代碼打包在移動Agent中，然后傳輸?shù)竭h(yuǎn)程主機(jī)上，傳遞完成后，用戶可以斷開網(wǎng)絡(luò)。Agent會在到達(dá)目的主機(jī)后自主完成工作，等待與用戶再次建立通訊聯(lián)系后傳回結(jié)果。這種被稱為storeandforward的機(jī)制已集成在移動Agent系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)中。pptcn移動Agent技術(shù)開發(fā)移動Agent系統(tǒng)需要注意的問題

移動Agent的自主移動要實(shí)現(xiàn)移動Agent的移動，不但要求代碼、數(shù)據(jù)以及包括運(yùn)行堆棧在內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)的移動，而且還要求能在目標(biāo)主機(jī)上完全恢復(fù)這些代碼和狀態(tài)，以便繼續(xù)運(yùn)行。而自主移動那么要求移動Agent能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，在連接出現(xiàn)異常時轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，直到連接恢復(fù)后再移動到下一個主機(jī)。在僅提供給移動Agent效勞要求而不指定主機(jī)地址的情況下，自主移動還包括移動Agent能夠自主決定待訪問主機(jī)的路由列表。移動Agent系統(tǒng)的通信模型在復(fù)雜、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，一個移動Agent系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)分布式問題求解和負(fù)載平衡等任務(wù)時，客觀上要求多個Agents(既有StationaryAgent，又可有MobileAgents)相互協(xié)作共同完成，而多個Agents的協(xié)作依賴于完善的通信模型提供底層支持。在一個移動Agent系統(tǒng)中，Agents之間以及Agents與運(yùn)行環(huán)境之間的消息傳遞和同步處理是建立通信模型的核心要求，同時也是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)Agents知識層通信的根底。對于知識層上的通信，由于其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和效率等方面的原因，目前大多數(shù)移動Agent系統(tǒng)尚未給予充分考慮。知識層通信的根底是KQML(KnowledgeQueryandManipulationLanguage)和FIPA(FoundationforIntelligentPhysicalAgents)的ACL(AgentCommunicationLanguage)。pptcn移動Agent技術(shù)3.對移動Agent的管理和控制對移動Agent的管理和控制既包括在一個移動Agent系統(tǒng)內(nèi)部Agent運(yùn)行環(huán)境對所有移動Agent進(jìn)行監(jiān)控協(xié)調(diào)，也包括不同移動Agent系統(tǒng)之間的各移動Agent的互操作。在一個移動Agent系統(tǒng)中，運(yùn)行環(huán)境根據(jù)使用者的要求來決定一個移動Agent的生命周期，收集移動Agent目前所處的位置(location)，狀態(tài)(state)等信息，并把這些信息返回給使用者。對目前已推出的各種移動Agent系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)它們的互操作是移動Agent技術(shù)得以推廣使用之前另一個值得考慮的問題。對不同移動Agent系統(tǒng)之間的互操作，OMG制訂了一些標(biāo)準(zhǔn)。4.移動Agent系統(tǒng)的平安性在移動Agent系統(tǒng)中，平安性主要包括以下三個方面。pptcn移動Agent技術(shù)a)保護(hù)主機(jī)免受移動Agent的濫用或破壞。主機(jī)對所接收的移動Agent，應(yīng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行身份認(rèn)證，也就是確定移動Agent的屬主，主機(jī)根據(jù)預(yù)先建立的平安信任度對來自不同屬主的移動Agent開放不同的資源使用權(quán)限。b)保護(hù)移動Agent免受其它Agents的攻擊。在一定程度上，該問題可以看作是保護(hù)主機(jī)免受移動Agent濫用和破壞的子問題，因?yàn)槿绻苿覣gent不能使用主機(jī)資源，如通信機(jī)制的話，Agents之間的交互將不可能進(jìn)行。c)保護(hù)移動Agent免遭主機(jī)的破壞。當(dāng)移動Agent在某一主機(jī)上運(yùn)行時，由于完全依賴了主機(jī)所提供的運(yùn)行環(huán)境，這就給主機(jī)竊取移動Agent中的敏感信息和篡改移動Agent的代碼提供了時機(jī)。對前者，可以通過信息加密的方式在一定程度上加以防范。對后者，主機(jī)可能對移動Agent造成的破壞多種多樣，且對移動Agent的屬主來說又不可預(yù)見，比方惡意主機(jī)并不更改移動Agent的移動路線，卻改變了移Agent的運(yùn)行代碼為其執(zhí)行特定任務(wù)或者惡意主機(jī)甚至更改了移動Agent的移動路線，使移動Agent根本不返回源主機(jī)。pptcn移動Agent技術(shù)Agent對移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持Agent技術(shù)非常符合實(shí)現(xiàn)移動數(shù)據(jù)庫體系需要，這是因?yàn)椋?〕采用Agent技術(shù)，可以大幅減少無線通信網(wǎng)絡(luò)上的通信流量；2〕Agent駐留在高速固定的網(wǎng)絡(luò)中，代表移動客戶檢索各個數(shù)據(jù)庫；3〕Agent支持移動客戶機(jī)的斷接操作；4〕允許移動計算機(jī)透明地訪問各種復(fù)雜的信息效勞器，而不必預(yù)先了解該效勞器的能力和訪問方式；5〕Agent能夠自主結(jié)合客戶機(jī)和效勞器的知識，并在效勞器上進(jìn)行推理，確定自己的下一步工作；6〕移動用戶可以定制效勞器上的Agent，使之為自己提供個性化效勞。pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

1．移動客戶機(jī)/Agent/效勞器模型該模型的示意圖4所示，這是最簡單的一種思路，即直接在客戶機(jī)與效勞器之間插入一個Agent，該Agent負(fù)責(zé)完成所有客戶機(jī)與效勞器之間的交互?？蛻魴C(jī)服務(wù)器Agent圖4單層Agent模型這種客戶機(jī)/Agent/效勞器結(jié)構(gòu)是一個三層的無連接結(jié)構(gòu)，移動客戶機(jī)與效勞器之間的通信全部交給Agent來完成。Agent位于固定網(wǎng)絡(luò)中，可以與效勞器位于同一臺主機(jī)上。當(dāng)移動客戶機(jī)需要啟動一個事務(wù)時，它向一個Agent發(fā)送消息，然后由該Agent代表客戶機(jī)完成所需的事務(wù)處理，并將結(jié)果回送給移動客戶機(jī)。因此，移動客戶機(jī)與效勞器沒有直接的通信連接；而且，客戶機(jī)與Agent之間的連接是面向消息的，一旦Agent接到客戶請求，客戶機(jī)就不必繼續(xù)保持連接了。于是，即使客戶機(jī)此后中斷了與Agent的無線連接，Agent也將繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，并在客戶機(jī)重新連接時將處理結(jié)果發(fā)回給客戶機(jī)。pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

2.客戶機(jī)/應(yīng)用Agent/效勞器Agent/效勞器模型該模型是對上一節(jié)模型的擴(kuò)展，它把單一Agent分成了應(yīng)用Agent與效勞器Agent兩層?？蛻魴C(jī)應(yīng)用Agent服務(wù)器Agent數(shù)據(jù)庫圖5兩層Agent模型pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

客戶機(jī)Agent駐留在移動客戶機(jī)上，負(fù)責(zé)管理客戶機(jī)上的本地緩存，優(yōu)化客戶機(jī)與固定網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ?。效勞器Agent駐留在數(shù)據(jù)庫效勞器上，也可以駐留在機(jī)站上，負(fù)責(zé)與客戶機(jī)Agent通信，與客戶機(jī)Agent交換數(shù)據(jù)，接收客戶機(jī)Agent提交的事務(wù)，并把它提交到特定數(shù)據(jù)庫，并把返回結(jié)果發(fā)回給客戶機(jī)Agent。從客戶機(jī)的角度看，客戶機(jī)Agent相當(dāng)于一個駐留在本地的效勞器端代理，而從效勞器的角度看，效勞器Agent又相當(dāng)于一個駐留本地的客戶端代理，客戶機(jī)Agent和效勞器Agent協(xié)同合作，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸，提供事務(wù)管理，處理緩存一致性等，并且這種處理對于客戶機(jī)和效勞器來說都是透明的。pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

3.三層Agent模型前面提到的兩種兩層模型各有優(yōu)缺點(diǎn)，而綜合起來，又可以提出一種新的三層模型，它把Agent分為三層：客戶Agent、應(yīng)用Agent與效勞器Agent。客戶機(jī)應(yīng)用程序客戶Agent應(yīng)用Agent應(yīng)用Agent服務(wù)器Agent現(xiàn)有本地系統(tǒng)服務(wù)器Agent現(xiàn)有本地系統(tǒng)隧道方式圖4三層Agent模型pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

客戶Agent層在三層機(jī)制中與用戶最為接近的是客戶Agent層，它主要承擔(dān)以下任務(wù)：提供友好的界面給用戶，以方便信息的獲取。提供一個跟用戶移動設(shè)備及位置相關(guān)的數(shù)據(jù)ID_PLACE來指示其用戶的位置相關(guān)性。提供給用代理的派生及相關(guān)的接口。應(yīng)當(dāng)能根據(jù)用戶的請求向效勞器發(fā)送消息產(chǎn)生與之相對應(yīng)的應(yīng)用代理。代理之間的通信通過：請求—應(yīng)答—效勞模式。提供數(shù)據(jù)二級緩存的能力。充分利用移動設(shè)備上的Cache，緩存反復(fù)查詢的數(shù)據(jù)是提高效率、降低網(wǎng)絡(luò)壓力和能耗的重要方式。不過，緩存數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)與效勞器數(shù)據(jù)保持弱一致性。參加如日期檢查、有效位校驗(yàn)等功能。2)應(yīng)用Agent層應(yīng)用Agent層是應(yīng)當(dāng)是一個主動的對象(D，M，SD，P)，其中D是指一級本地數(shù)據(jù)，M是一組方法，SD是這些方法之間的一組結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系，P那么是一組中斷點(diǎn)和重定位點(diǎn)。它主要提供以下功能：提供自主查詢信息的能力。根據(jù)相應(yīng)的效勞器Agent接口，提出主動查詢命令；把找到的結(jié)果通過客戶Agent接口進(jìn)行傳送。應(yīng)用Agent通過接收客戶Agent的請求而產(chǎn)生，在任務(wù)完成之前一直存在，不會因?yàn)樾畔⒌臄嚅_而死亡。pptcn基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

協(xié)同工作的能力。這也是應(yīng)用Agent最顯著的特征之一，是社會性的表達(dá)。一個Agent可以與本地機(jī)器或異地機(jī)器上多個數(shù)據(jù)庫Agent相互協(xié)作，并發(fā)執(zhí)行的多個Agent之間表達(dá)其連續(xù)性，只要在生存期內(nèi)就可以相互工作。極大地節(jié)省了系統(tǒng)資源和提高了查詢速度。協(xié)同工作使數(shù)據(jù)播送(分組播送和匿名播送)成為輕而易舉的事情。比方，我們只要應(yīng)用Agent獲得天氣消息，那么與之協(xié)同的所有Agent都可以立刻得到消息。移動的能力。應(yīng)用Agent不是靜止的，而是可以移動的。它可以自主由一個效勞器到另一個效勞器或隨著客戶Agent的移動而遷移。為此，每一個應(yīng)用Agent都應(yīng)當(dāng)具有一個唯一的標(biāo)識符ID_MOBILE。當(dāng)然，它的前端可以繼承客戶Agent來得到。當(dāng)應(yīng)用Agent從一個網(wǎng)絡(luò)移動到另一個網(wǎng)絡(luò)時，它首先應(yīng)當(dāng)獲得源網(wǎng)Agent和目標(biāo)網(wǎng)Agent的同意，并通過源網(wǎng)獲得到目標(biāo)網(wǎng)的相關(guān)認(rèn)證，以及在源網(wǎng)留下相應(yīng)的軌跡(日志記錄追蹤)。其次，移動的應(yīng)用Agent必須更新自身ID_MOBILE_AGENT和客戶Agent相應(yīng)的ID_PLACE，以保持?jǐn)?shù)據(jù)通信的連續(xù)性。提供信息一級緩存。由于應(yīng)用Agent數(shù)據(jù)的更新較為及時以及協(xié)同工作的能力。保存一級緩存將滿足大多數(shù)相同的應(yīng)用請求，大大提高系統(tǒng)的性能。非對稱性。無線網(wǎng)絡(luò)