20. Архитектура агентных систем.

Глобальные мульти-агентные телекоммуникационные системы (ТКС) служат для представления пользователям информационных и вычислительных ресурсов, распределённых в компьютерных сетях (КС). Архитектура таких ТКС состоит из четырёх основных подсистем:

– распределённая система связи (РСС);

– сетевая система управления (ССУ);

– распределённая информационная система (РИС);

– распределённая транспортная система (РТС).

Все указанные подсистемы мульти-агентной ТКС имеют распределённый характер, взаимосвязаны и активно взаимодействуют между собой в процессе обслуживания пользователей информационными и вычислительными ресурсами, хранящимися в глобальной КС.

Главную роль в целенаправленной и высококачественной обработке информации и адресной передаче потоков данных по запросам пользователей играет ССУ. Она получает через РСС запросы клиентов и команды сетевых администраторов ТКС, обрабатывает внутреннюю информацию о текущем состоянии РТС и внешнюю информацию о состоянии информационных и вычислительных ресурсов в КС, поступающую от РИС, и формирует управление РТС, обеспечивающее удовлетворение запросов пользователей путём передачи им необходимых информационных и вычислительных ресурсов КС.

Основной задачей ССУ глобальных ТКС нового поколения, работающих на больших скоростях передачи данных, является адаптивное формирование мульти-агентного управления трафиком гетерогенных данных большого объёма с надёжными гарантиями высокого качества обслуживания (Quality of Service, QoS) пользователей ТКС. Решение этой задачи распадается на локальные задачи управления потоками данных, адаптации к изменяющемуся трафику, предотвращения перегрузок, разрешения сетевых конфликтов и т.п.

Традиционно для организации управления потоками данных и оборудованием РТС используются сетевые принципы и архитектуры централизованного или децентрализованного управления. Учитывая недостатки описанных традиционных сетевых архитектур, целесообразно разработать “гибридную” архитектуру ССУ для глобальных ТКС нового поколения, сочетающую в себе достоинства централизованной и децентрализованной архитектур. Будем называть такую “компромиссную” архитектуру мульти-агентной архитектурой ССУ.

В этом случае основные функции обработки информации и управления потоками данных в глобальных ТКС нового поколения распределяются между взаимосвязанными интеллектуальными агентами. Каждый сетевой агент имеет собственную локальную БД и БЗ и средства связи с другими агентами для обмена информацией в процессе совместного (кооперативного) принятия решений и автоматического формирования сетевого управления РТС, обеспечивающего адресную доставку информационных вычислительных ресурсов КС по запросам пользователей глобальной ТКС.

В роли сетевых агентов могут выступать компьютеры ССУ, связанные с узлами РТС, а также программные агенты РСС и РИС. Будем называть таких агентов внутренними агентами глобальной ТКС. Тогда роль внешних агентов играют пользователи (клиенты, администраторы и т.п.) вместе со средствами доступа в ТКС и сетевым интерфейсом, а также компьютерные узлы (хосты) КС.

В процессе проектирования ССУ на базе теории агентов возникают новые проблемы организации многоадресной и многопотоковой адресации и мульти-агентного диалога между внутренними агентами глобальной ТКС нового поколения и внешними агентами-пользователями и агентами КС как распределённого хранилища данных, знаний и приложений. Для решения этих проблем необходимо разработать методы предотвращения или автоматического разрешения сетевых конфликтов под контролем адаптивной и интеллектуальной ССУ с мульти-агентной архитектурой.

Для управляемой адресной передачи и навигации потоков данных, разрешения сетевых конфликтов, функциональной диагностики и распознавания состояний глобальной ТКС нового поколения целесообразно ввести специальных агентов-координаторов (например, на уровне маршрутизации потоков данных) и, возможно, других глобальных агентов. Особенность этих агентов высокого уровня заключается в том, что их БД и БЗ формируются на основе локальных БД и БЗ агентов более низкого уровня. Поэтому они имеют глобальный (мульти-агентный) характер и позволяют оценивать сетевую ситуацию “в целом”.

Таким образом, развитие и совершенствование архитектур ССУ глобальных ТКС нового поколения должно осуществляется не только и не столько “вширь” (т.е. “ по горизонтали” охвата территории), но и “вглубь” (т.е. “по вертикали” эволюции иерархии сетевого управления). Важную роль при этом играют процессы адаптации и интеллектуализации ССУ.

Рассмотрим основные особенности этих процессов на примере мульти-агентной и адаптивной маршрутизации информационных потоков в ТКС. Необходимость в адаптивной маршрутизации возникает при непредсказуемых изменениях структуры (узлов и каналов связи) ТКС и числа пользователей или при перегрузке буферов узлов или каналов связи ТКС. По существу речь идет о маршрутизации в нестационарных глобальных ТКС с переменной структурой и нагрузкой.

Адаптивная и мульти-агентная маршрутизация потоков данных в глобальных ТКС имеют ряд преимуществ:

– обеспечивается работоспособность и надежность ТКС при непредсказуемых изменениях их структуры или параметров;

– балансируется загрузка узлов и каналов связи ТКС за счет «выравнивания» нагрузки;

– упрощается управление передачей потоков данных и облегчается адаптация к сетевым перегрузкам;

– увеличивается время безотказной работы и производительность ТКС при высоком уровне предоставляемых услуг в непредсказуемых условиях изменения сетевых параметров и структуры, что особенно важно для агентов-пользователей ТКС нового поколения.

В зависимости от используемых способов обработки локальной или глобальной информации (обратной связи) принципы адаптивной маршрутизации можно разбить на три класса:

– централизованная (иерархическая) маршрутизация;

– децентрализованная (распределенная) маршрутизация;

– мульти-агентная (многоадресная, многопотоковая) маршрутизация.

Принцип мульти-агентной маршрутизации является своеобразным компромиссом между принципами централизованной и децентрализованной маршрутизации. Он основывается на многоадресной и многопотоковой маршрутизации и анализе возможных сетевых конфликтов с целью их предотвращения или разрешения в процессе управляемой передачи пакетов по множеству оптимальных маршрутов от узлов-источников к узлам-получателям.

25