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Title:An adaptive communication model for mobile agents in highly dynamic networks based on forming flexible regions via swarming behabiour
Author:Dr.-Ing. Nguyen, Phuong Thanh [Autor]
Files:
[Show files]ASCII Text, Adobe PDF
[Details]2.76 MB in 2 files
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Dateien vom 09.10.2012 / geändert 09.10.2012
URL for bookmark:http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=21059
URN (NBN):urn:nbn:de:gbv:27-20121009-102555-4
Collection:Dissertationen/Habilitationen
Status:Document published
Language:Englisch
Dokumententyp:Dissertation
Medientyp:Text
Contributors:Prof. Dr. Rossak, Wilhelm R. [Gutachter]
Dr.-Ing. Erfurth, Christian [Gutachter]
Keywords:Agentenbasierte Modellierung / Datenübertragung / Dynamisches Netzwerk / Adaptives Prozessmodell
Evaluationstyp:Für die Langzeitarchivierung vorgesehen
Dewey Decimal Classification:000 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke » 000 Informatik, Wissen, Systeme » 004 Datenverarbeitung; Informatik
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Descriptions:Im letzten Jahrzehnt gilt die mobile Agententechnologie als eines der wichtigsten Forschungsgebiete der Informatik. Mobile Agenten sind Software, die Aufträge im Namen ihrer Besitzer erfüllen können (ZK02). Mobile Agenten können selbstbestimmend von Server zu Server migrieren, sie können ihren Arbeitsstand speichern und dann ihre Arbeit am neuen Aufenthaltsort fortsetzen. Ihre wichtigsten Merkmale sind: autonom, reaktiv, opportunistisch und zielgerichtet. Diese genannten Merkmale sind für verteilte Anwendungen geeignet, z. B: Ressourcenverteilung (TYI99), Netzwerkmanagement (MT99), E-Commerce (BGP05), Fernüberwachung CMCV02), Gesundheitssysteme (Mor06), um nur einige zu nennen. Es ist die Mobilität der Agenten, die mobile Agenten zu einer guten Computing Technologie macht (Pau02). Kommunikation ist wesentlich in verteilten Systemen, und dies gilt auch für mobile Agentensysteme (LHL02). Neben den eher technischen Aspekten mobiler Agententechnologien, wie Migration (Bra03) und Kontrollmechanismen (Bau00), wurde die Kommunikation zwischen den Agenten als eine der wichtigsten Komponenten in der mobilen Agententechnologie identifiziert (FLP98). Es ist diskutiert worden, ob Agentenkommunikation ausschließlich lokal sein sollte, angesichts der Tatsache, dass mobile Agenten erfunden wurden, weil man die Verarbeitung zu den Daten tragen möchte, anstatt umgekehrt (SS97). Allerdings hat es sich gezeigt, dass es in vielen Fällen lohnt, wenn die mobilen Agenten kommunizieren anstatt migrieren (BHR+97),(FLP98),(ea02). Kommunikation hilft mobilen Agenten, eine bessere Leistung zu erreichen (Erf04). Kommunikation ist daher aus unserer Sicht die Basis mobiler Agentensysteme. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist das interdisziplinäre Projekt SpeedUp seit April 2009 durchgeführt worden (FSU11). Das Projekt entwickelt ein Unterstützungssystem für Rettungs- und Einsatzkräfte bei einem Massenanfall von Verletzten (MANV). Im Projekt ist das Konzept mobiler Agenten als eine der Basistechnologien ausgesucht worden. Die hohe Netzwerkdynamik stellt neue Herausforderungen für mobile Agentensysteme dar, die in MANV Rettungsszenarien arbeiten. Es wird erwartet, dass die Kommunikation sich an die dynamische Umgebung zur Ausführungszeit anpassen kann. Dazu fehlen heute tragfähige Konzepte. In dieser Arbeit wird daher ein Ansatz zur adaptiven Kommunikation mobiler Agenten in hochdynamischen Netzwerken des SpeedUp-Typs vorgestellt. Nach unserer Beurteilung sollte die Kommunikation zwischen den mobilen Agenten nicht nur Interoperabilität und Standortunabhängigkeit, sondern auch Anpassungsfähigkeit aufweisen. Wir schlagen ein Kommunikationsmodell vor, das sich auf den koordinierenden Aspekt und das Zusammenspiel der Agenten konzentriert, sowie die Zuverlässigkeit und die Fehlertoleranz unterstützt. Um die Netzwerkdynamik zu managen, planen wir einen selbstorganisierten Mechanismus zu verwenden, der sich ”honey bee” inspiriertes Verfahren nennt. Wir werden dazu eine Software für ein adaptives Kommunikationsmodell mobiler Agenten, basierend auf das mobile Agentensystem Ellipsis gestalten, implementieren, und evaluieren.

In the last decade, mobile agent technology has been considered as one of the most active research fields in computer science. Mobile agents are software agents which run on behalf of their owner to fulfil jobs that have been ordered (ZK02). They have the ability to migrate from location to location in the network, they can temporarily save their work state at the time of migrating and then restore their tasks when arriving at the new location. Their outstanding characteristics are to be autonomous, reactive, opportunistic, and goal-oriented. Those characteristics are suitable for distributed applications, such as resource allocation (TYI99), network management (MT99), remote supervision (CMCV02), e-commerce (BGP05), health care systems (Mor06), to name but a few. It is the mobility of mobile agents that makes them to be a powerful computing technique, especially for pervasive computing (Pau02). Communication is an essential component of distributed systems and this is no exception for multiagent systems (LHL02). Besides technical aspects of mobile agent technology, such as migrations (Bra03) and control mechanisms (Bau00), communication between mobile agents has been identified as an important issue in mobile agent technology (FLP98). It has been argued whether agent communication should be remote or restricted to local, considering that the main reason for the birth of mobile agents was to move computation to the data instead of moving the data to the computation. Therefore, remote communication could be avoided completely (SS97). However, it has been shown that in many cases mobile agent systems can benefit from performing communication instead of sending agents to remote platforms (BHR+97),(FLP98),(ea02). The communication between agents helps to increase the chance that an agent attains its objectives (Erf04). Communication is one of the bases of multi-agent systems; it is difficult, if not impossible for a group of agents to solve tasks without communication (Hel03). At Friedrich Schiller University Jena, an interdisciplinary project, named SpeedUp, for the support of handling mass casualty incidents (MCI) has been in development since April 2009 (FSU11). In the project the mobile agent concept has been selected as one of the main technologies on the communication infrastructure level. The dynamic nature of MCI networks poses new challenges to mobile systems working in a rescue scenario. For mobile agent systems working in highly dynamic networks, communication between mobile agents is expected to adapt easily to environmental stimuli which occur at execution time. Much research has been done into the design of an appropriate, highly flexible model for mobile agent communication in dynamic networks. However, to the best of our knowledge none of the suggested solutions has been able to achieve the necessary performance and quality attributes to count as a practical solution. In most cases, these existing approaches seem to neglect the inherent dynamics of modern networks. In this dissertation, we present our approach for an adaptive communication model for mobile agent systems in highly dynamic networks of the SpeedUp type. In our opinion, communication in mobile agent systems should deal not only with interoperability and location-transparency, but also with adaptability. To achieve industrial strength, we propose a model for agent communication that focuses on the cooperation aspect of agent interaction and supports reliability and fault tolerance as the key qualities, while keeping up an acceptable overall performance at the same time. For the management of highly dynamic communication domains we use a self-organizing mechanism, a so-called honey bee inspired algorithm. In order to ensure message delivery, we propose a resilient mechanism for the management of a mobile agent’s location. Based on this thesis, we will design, implement and evaluate a software prototype for an adaptive model for mobile agent communication based on the Ellipsis mobile agent system.
Hochschule/Fachbereich:Friedrich-Schiller-Universität Jena » Fakultät für Mathematik und Informatik
Document created on: 09.10.2012
Files changed on: 09.10.2012
Date of doctoral degree: 28.08.2012