基于生态网络的下一代Internet资源动态服务的研究

论文摘要

下一代Internet的高度“自动化”要求,尤其是面向服务的突现性、多样性、可扩展性、动态自适应性、体系的自主性、故障的自恢复性、主动性和安全可靠性等关键需求,使得我们必须进一步地进化Internet网络结构及其计算技术,将Internet从通讯和信息交互的平台提升到资源共享的平台。另一方面,经历百万年进化的大规模自然生态系统及人类社会的自调整、自适应、可扩充、多样性与稳定性并存、内在的可持续发展等机制正好满足下一代Internet服务和应用的关键需求。本论文就是针对以上问题,在已构建的生态网络结构的智能仿真平台的基础上,进一步探索自然生态、生物系统的一些相关原理和机理,将其运用到满足下一代Internet需求的中间件原型的设计中,来解决下一代Internet计算中资源动态服务的关键问题,如资源的动态发现、构成、负载动态自适应等。 首先,论文系统地阐述了下一代Internet资源动态服务所面临的挑战,目前流行的下一代Internet的计算模式,自然启发的下一代Internet计算的研究方法,主要研究项目的设计哲学、系统架构、应用、进展以及有待进一步研究的问题。 其次,从网格系统的演化历史,揭示出了下一代Internet系统的特点,进而阐述构建这种系统的方法论,并结合下一代Internet计算的实际需求,设计了面向下一代Internet的生态网络平台,给出了平台的设计思想与法则,以及具体的设计方案。着眼于无线计算环境对于下一代Internet的重要性,提出了生态网络平台对无线计算环境的支持的多项关键技术。最后,讨论了生态网络平台的软件特点。 再次,生态网络平台需要一种灵活的通信机制,来有效地寻找、聚集、组织和协调这些动态的Agent来形成群落,以提供用户需要的服务。从Agent通信机制的低级到高级的实现策略,提出了生态网络平台的传输机制、生态网络通信语言、生态网络交互协议,给出了支持这种通信机制的Agent的内部结构设计。接着,以平台集成的广域发现服务为例,给出了生态网络交互协议、消息通信和Agent服务的实现细节。最后对提出的通信机制基本性能进行了评价。 接着,探讨一种能保证自治的、分布的Agent突现为一个可控的、期望的下一代Internet服务和应用的实现机制。以经济活动中的信用卡管理服务作为一个无

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究动机、目的及意义
• 1.1.1 研究动机
• 1.1.2 研究目的与意义
• 1.2 论文的主要研究内容和创新点
• 1.3 论文提纲
• 第二章 下一代Internet计算的研究：简要综述
• 2.1 引言
• 2.2 下一代Internet计算模式
• 2.2.1 企业计算
• 2.2.2 网格计算
• 2.2.3 P2P计算
• 2.2.4 普适计算
• 2.2.5 自主计算
• 2.3 自然启发的下一代Internet计算的研究方法
• 2.3.1 自然生态系统启发的方法
• 2.3.2 群体智能、突现计算、人工生命
• 2.3.3 Agent技术
• 2.3.4 复杂系统方法
• 2.4 自然启发的下一代Internet计算的主要研究课题及其进展
• 2.4.1 主要研究项目及其进展
• 2.4.2 设计哲学、系统架构与应用
• 2.5 有待进一步研究的问题
• 2.5.1 自然启发的整体智能的理论基础
• 2.5.2 自然启发的下一代Internet服务的关键计算模型
• 2.5.3 自然启发的软件系统
• 2.6 小结
• 第三章 面向下一代Internet的生态网络平台的研究
• 3.1 引言
• 3.2 自然生态系统的一些关键概念和原理
• 3.3 生态网络平台的设计
• 3.3.1 设计原则
• 3.3.2 Agent的设计
• 3.3.3 平台架构的设计
• 3.3.4 支持无线计算环境的关键技术
• 3.3.5 生态网络平台的软件特点
• 3.4 小结
• 第四章 生态网络平台支持服务突现的通信机制研究
• 4.1 引言
• 4.2 生态网络平台的通信语言与传输机制
• 4.2.1 Agent内部通信模块
• 4.2.2 生态网络通信语言
• 4.2.3 传输机制
• 4.3 生态网络的交互协议及其实现
• 4.3.1 生态网络的交互协议
• 4.3.2 基于XML的生态网络交互协议实现
• 4.4 通信机制的基本性能评价
• 4.5 小结
• 第五章 一种受经济启发的服务突现的无中心控制机制
• 5.1 引言
• 5.2 信用卡启发的生态网络平台无中心控制方案
• 5.2.1 生态网络平台信用卡的作用
• 5.2.2 基于信用卡管理的无中心控制方案
• 5.3 信用卡管理服务的设计和实现
• 5.3.1 信用卡管理服务的构成
• 5.3.2 基于工作流的信用卡管理服务的实现
• 5.4 自适应分布式通知服务突现的实验
• 5.4.1 仿真设置
• 5.4.2 仿真结果
• 5.5 小结
• 第六章 一种受人类社会网络启发的资源发现方法
• 6.1 引言
• 6.2 一种受社会网络启发的发现方法
• 6.2.1 基于生态网络平台的广域资源发现框架
• 6.2.2 一种受社会网络启发的资源发现方法
• 6.3 仿真研究
• 6.3.1 仿真设置
• 6.3.2 仿真结果
• 6.3.3 仿真结果分析
• 6.4 小结
• 第七章 生态网络中Agent的宏观迁移模型及其稳定性分析
• 7.1 引言
• 7.2 生态网络中的Agent迁移服务
• 7.3 Agent的宏观迁移模型及其稳定性分析
• 7.3.1 宏观迁移模型
• 7.3.2 群落生境中Agent数目的宏观稳定分布
• 7.3.3 Agent迁移率对其宏观稳定分布的影响
• 7.4 小结
• 第八章 一种嵌入网格中间件的下一代Internet原型系统及其应用范例
• 8.1 引言
• 8.2 一种嵌入网格中间件的下一代Internet原型系统
• 8.2.1 网格三层概念模型
• 8.2.2 基于概念模型的原型系统架构
• 8.2.3 与其它一些主要网格体系结构的比较
• 8.2.4 网格中间件中的Agent
• 8.2.5 中间件的类自然生态系统的特点
• 8.3 原型系统应用范例
• 8.3.1 基于ENGM的供应链管理系统的应用
• 8.3.2 基于ENGM的生物信息学服务的应用
• 8.4 小结
• 第九章 总结与展望
• 9.1 总结
• 9.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读博士学位期间发表的论文
• 附录B 攻读博士学位期间主持、参加的项目
• 附录C 攻读博士学位期间获得的奖励和荣誉称号