1 引言

隨著移動通信技術的迅速發展以及移動計算終端的大量普及，使得人們隨時隨地訪問任何所需信息成為可能。對于傳統的分布式計算以及分布式數據庫的研究都是基于有線網絡和固定主機的，采用了一些如固定網絡連接、對等通信代價、主機結點固定不變等默認的隱含假設。若計算結點在自由移動的過程中與網絡建立連接，則上述這些假設條件不再成立，由此需要一種更加復雜、靈活的分布式計算環境，因此研究移動計算以及移動數據庫成為一個新興的熱點領域。

移動Agent作為一種前沿技術，也是計算機領域的一個研究熱點。近年來國內外對移動Agent技術研究的投入都非常大，并且在移動Agent的并行計算、移動Agent系統安全、多Agent建模等方面都有突出成果。移動Agent作為一種可攜帶執行代碼和數據的遷移對象，帶有一定的智能性，能夠自主結合客戶機和服務器的知識，并在服務器上進行推理以確定自己的下一步工作。其次移動Agent對于用戶沒有實時網絡連接的要求，僅僅是在發送請求和接受結果時需要網絡連接，可以大幅減少無線通信網絡上的通信流量，基于移動Agent具有的這些優勢，在嵌入式移動數據庫中引入移動Agent技術并進行研究探討，具有一定的價值。

2 移動Agent技術

移動Agent是一個代替人或其它程序執行某種任務的程序，它在復雜的網絡系統中能自主地從一臺主機移動到另一臺主機，該程序能夠選擇何時、何地移動，在移動時該程序可以根據要求掛起其運行，然后轉移到網絡的其它地方重新開始或繼續執行，最后返回結果和消息。移動Agent具有自治性、移動性、智能性、異步計算性等特性。

從實現技術的角度看，移動Agent系統主要由移動Agent平臺（MAE）和移動Agent（MA） 組成。移動Agent平臺是一個虛擬機，通常被稱為移動Agent服務器，為移動Agent的移動和執行提供執行環境，為移動Agent的發射、接收、恢復、安全管理和服務調用等提供基礎設備設施。移動Agent攜帶完成計算任務所需的代碼和數據以及Agent的運行狀態，在網絡上不同主機之間遷移并完成相應的動作，移動Agent遷移示意圖如圖1。

將移動Agent技術應用于嵌入式移動數據庫主要具有如下一些優勢：

1）移動Agent可以減少通信網上的流量。將任務請求通過Agent移動到服務器端執行，使得Agent不經過網絡傳輸這個中間環節而直接訪問服務器資源，任務在遠地執行完后直接返回結果，從而降低系統對網絡帶寬的依賴，這恰好適合移動計算環境所具有的斷接性的特點；2）移動Agent可以異步計算。移動Agent不需要統一的調度，由用戶創建的移動Agent可以異步的在不同網絡節點上運行，對于相對復雜的任務，用戶還可以創建多個Agent，同時在相同或不同的節點上運行，不需要客戶端與主機永久連接。也恰好適合移動計算環境所具有的低帶寬和弱可靠性的特點；3）移動Agent可以方便的訪問異構數據庫。在數據庫系統中存在一些異構的環境，此時如果采用傳統的數據庫訪問方式，往往需要客戶端預先安裝多種類型的數據庫連接驅動程序，并在訪問時執行這些連接驅動程序，這會大大增加移動終端的負載［2］，因此，傳統的數據庫訪問方式很難適用于移動計算環境中移動數據庫的訪問，但由于移動Agent本身的特性卻使得訪問異構數據庫較其他方式更加方便；4）移動Agent可以方便的實現負載平衡。移動Agent能攜帶自身的代碼從一個平臺移動到另一個平臺，在目的主機上也無需預先安裝就能運行，因此移動Agent可以方便的實現負載平衡。

3、 基于移動Agent的移動數據庫的體系結構

傳統的基于Agent的移動數據庫的體系結構一般采用如圖2所示的客戶層、客戶Agent層、服務器Agent層、服務器層的體系結構，該結構能對移動數據庫的數據復制與緩存、斷接期間的管理、減少客戶與服務器之間的通信量等方面都能提供有效的支持。但該體系結構對于服務器之間的協同工作、客戶端在網絡中的自由移動等方面不能提供理想的支持，對此，本文采用一種更加靈活的體系結構。該體系結構對傳統的基于Agent的移動數據庫的體系結構模型進行擴充，在客戶機和服務器之間加入一個新的層次移動Agent層。如圖3所示。

其中客戶Agent層主要負責本地緩存以及本地事物的管理；移動Agent層根據客戶Agent提出的任務請求完成相應的功能并返回結果；服務器Agent主要負責提供數據訪問接口?；谝苿覣gent的移動數據庫的體系結構可設計成如圖4所示。［page］

注： MSS： Mobile Support Station（具有無線通信接口的支持移動計算機的固定節點）

SVR： Server（固定主機） LDB： Local Database（本地數據庫）

MA： Mobile Agent （移動代理） MC： Mobile Client（移動客戶）

4 基于移動Agent的嵌入式移動數據庫的研究側重點

1） 移動Agent的協同。移動Agent具有自主性，同時也具有協作性，能夠相互合作，從而高效透明的使用網絡上的資源。通常各種數據資源存儲在各個不同的網絡節點上，隨著數據庫技術的發展，很多應用都涉及到訪問不同位置的數據庫，對此，用戶可以創建多個Agent，讓其分散到網絡的多個節點上去執行，當多個移動Agent共同完成一個任務時，Agent之間需要進行通信，移動Agent系統可采用的通信方式有很多，比如 RPC，RMI等，在具體的代理系統中，通信的實現方式則有很大的差別。如：Cornell大學的Tocama通過一個攜帶數據的briefcase來交換數據；General Magic公司的Telescript中Agent只能在會話點中用本地方法調用的方式相互通信； Dartmouth學院的D’Agent既支持底層的基于字節流的消息傳遞方式，也支持基于Agent層次的高層通信方式。

2） 移動Agent的重定位。移動Agent在完成客戶Agent所提出的任務時，由于所需的資源可能分布在網絡不同的節點上， Agent需要在網絡中移動。在移動數據庫系統中，移動客戶端的位置通常不斷發生變化，這時，Agent也需要根據移動客戶端的位置重新在網絡中進行定位，從而縮短與移動客戶端的距離，達到減少通信時間以及網絡通信開銷的目的。對于移動Agent的重定位方法可以采取如下方式：（1）通過使用位置服務器。當移動Agent創建時，在相應的位置服務器中注冊當前位置，當移動Agent發生位置變化時，要在位置服務器中更新自己的位置信息，要定位所需的移動Agent通過向位置服務器查詢即可。（2）通過跟蹤移動Agent的移動路徑。移動Agent遷移時，記錄下移動Agent的遷移路徑，從而可以根據路徑來定位所需的移動Agent。（3）通過發送廣播消息，采取與局域網中ARP協議類似的方法，向系統內所有節點發送廣播消息，由符合的條件的移動 Agent發回響應消息。

3） 并發操作的控制。嵌入式移動數據庫在實際應用中必須解決好數據的一致性，在移動數據庫系統中，有時存在多個Agent并發訪問共享信息的情況，為了保證數據的一致性，需要對并發操作進行正確的控制，目的是為了避免出現使數據處于不一致狀態的并發事物調度。在基于移動Agent的系統中，既要維護本地數據庫系統的一致性，也要維護網絡節點上數據庫系統的一致性。并發控制可以借助DBMS本身的功能來完成，因為目前一般的數據庫管理系統都有較好的并發控制功能，同時也可借助一些開發工具來實現并發控制。相對于傳統的數據庫系統，Agent并發控制相對較復雜，可能存在網絡節點上的數據庫不完全接受Agent的控制、本地數據庫與網絡節點上的數據庫之間存在相互約束關系等一些影響因素。

4）故障的恢復。在基于移動Agent的移動數據庫系統中，故障恢復較傳統的數據庫系統也相對復雜一些，需要恢復網絡節點上的各個數據庫中的數據、恢復每個Agent的本地數據以及運行時的環境。對于網絡節點上的各個數據庫以及每個Agent的本地數據的故障恢復可以借助DBMS本身的功能來完成。對于Agent運行時的環境的恢復可以通過專門為對應的Agent新建一個數據庫來維護運行時的環境，當Agent需要對數據進行更新操作時，先更新在為其新建的那個數據庫中，當整個事物完成時再提交數據給本地數據庫。

5 結束語

針對移動數據庫具有的移動性、斷接性、網絡條件多樣性、網絡通信的非對稱性、移動計算機的弱電源能力等特性，將移動Agent技術引入到移動數據庫中，移動Agent計算模式能有效的減少網絡通信流量、減少訪問服務器的延遲、支持斷接操作、支持異步計算等，使得移動Agent的優點得到了很大的發揮，有助于實現移動數據庫的各種操作。由于移動Agent技術本身還處于發展過程中，應用移動Agent來完善移動數據庫技術還有待于更加深入的研究和探索。

本文作者創新點：

鑒于在分布式數據庫中使用的多層架構技術在訪問量大的情況下能較好的適應數據庫的各種操作，筆者在移動數據庫中借鑒其相關技術同時利用了移動Agent的特點，并對由此產生的部分問題探討了其初步的解決方式。

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