Tecnolog

1
Tecnología de Agentes Móviles

• Sergio Ilarri
• Centro Politécnico Superior
• Edificio Ada Byron
• Área de Lenguajes y Sistemas Informáticos
• Dpto. de Informática e Ingeniería de Sistemas
• silarri_at_unizar.es
• http//webdiis.unizar.es/silarri/

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Índice

• PRIMERA PARTE
• Agentes software
• Agentes móviles
• SEGUNDA PARTE
• Agentes móviles en computación móvil
• Sistemas basados en agentes móviles

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Agentes Software
4
Qué es un agente?
encapsulated computer system, situated in some
environment, and capable of flexible autonomous
action in that environment in order to meet its
design objectives (Wooldridge)
5
Qué es un agente?

• encapsulated computer system, situated in some
  environment, and capable of flexible autonomous
  action in that environment in order to meet its
  design objectives (Wooldridge)

• control sobre el estado interno y comportamiento

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Qué es un agente?

• encapsulated computer system, situated in some
  environment, and capable of flexible autonomous
  action in that environment in order to meet its
  design objectives (Wooldridge)

• control sobre el estado interno y comportamiento
• siente el entorno (sensores) y actúa sobre él
  (actuadores)

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Qué es un agente?

• encapsulated computer system, situated in some
  environment, and capable of flexible autonomous
  action in that environment in order to meet its
  design objectives (Wooldridge)

• control sobre el estado interno y comportamiento
• siente el entorno (sensores) y actúa sobre él
  (actuadores)
• reactivo responde a cambios en el entorno

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Qué es un agente?

• encapsulated computer system, situated in some
  environment, and capable of flexible autonomous
  action in that environment in order to meet its
  design objectives (Wooldridge)

• control sobre el estado interno y comportamiento
• siente el entorno (sensores) y actúa sobre él
  (actuadores)
• reactivo responde a cambios en el entorno
• proactivo actúa para conseguir sus objetivos

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Orígenes

• Agentes y sistemas multiagentes
• Conceptos con origen en la Inteligencia
  Artificial
• Auge en los 90 de los sistemas multiagentes y los
  agentes móviles
• paradigma de software adecuado para el desarrollo
  y explotación de entornos altamente distribuidos
  y abiertos (ej. Internet)
• La idea de agentes y sistemas multiagentes parece
  emerger o fusionarse en múltiples dominios de
  aplicación
• El área de los sistemas multiagentes está
  influenciada e inspirada por muchos otros campos
• Teoría de juegos, lógica, ecología, ciencias
  sociales, economía, filosofía ...

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Tecnologías padre

• Inteligencia artificial
• Ingeniería del software
• Sistemas distribuidos
• Ciencia de las organizaciones
• Bases de datos
• Economía
• Teoría de juegos
• Vida artificial

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Agentes inteligentes

• Son programas
• Autónomos
• Actúan en representación de alguien
• Tienen una agenda de objetivos
• Inteligentes, aprenden
• Pueden también ser
• Cooperativos
• Móviles
• Nuevo paradigma de diseño de software
• AOSE Agent Oriented Software Engineering

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Son éstos agentes?

• Web crawler spider ant
• Cliente de email
• Virus
• Is it an Agent, or just a Program? A Taxonomy
  for Autonomous
• Agents. Stan Franklin and Art Graesser.
  Proceedings of the Third
• International Workshop on Agent Theories,
  Architectures, and
• Languages, Springer-Verlag, 1996.

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Metáfora de los agentes

• Representante del usuario
• Énfasis en comunicación
• Autonomía
• Persistencia

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Utilidad de los agentes

• Capacidad de operación en un entorno dinámico,
• abierto, impredecible
• Potencial para explotar Internet
• Interacción con software legado
• Modelado de entornos complejos
• Potencial para software más inteligente
• Nivel de abstracción natural, modularidad,
  división de problemas

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Los agentes no son

• Asistentes
• Lenguajes de script
• Lenguajes de programación
• Redes neuronales
• Sistemas basados en reglas
• Sistemas expertos
• Objetos
• Autónomos mismo método, distintas respuestas
• Comportamiento proactivo, reactivo y social
• Hilo de control

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Características de los agentes
17
Clasificación
Jennings/Wooldridge
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Sistemas multiagente

• Red de agentes software que interactúan para
  resolver problemas que van más allá de las
  capacidades individuales o del conocimiento de
  cada uno (K. Sycara)
• Capaces de desarrollar acciones autónomas para la
  realización de sus tareas
• Capaces de interaccionar (cooperar, coordinar,
  negociar) con otros para realizar sus tareas
• Comunicación
• ACLs KQML, FIPA-ACL,
• Intercambio de conocimiento

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www.multiagent.com

• Akira
• Agent Factory
• Bee-gent Framework
• Cougaar
• Excalibur
• Jadex BDI
• JATLite
• Java Communicating Agents

• JACK
• JESS
• MAP
• OAA
• PRS
• SIM_AGENT
• Zeus
• Agent UML
• BB1

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Agentes Móviles
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Agentes móviles definición

• Agentes software
• Se mueven de ordenador a ordenador
• A petición del usuario, autónomamente
• Ejemplo gestión de viajes

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Caracterización de la movilidad
Adaptado de una transparencia de Niranjan
Suri (nsuri_at_ai.uwf.edu)
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Agentes móviles

• Programa que se ejecuta en un cierto contexto de
  ejecución o place, y viaja de place a place
• Capaces de transportarse a sí mismos entre
  ordenadores
• Necesita cierta infraestructura (plataforma de
  agentes)
• Agentes móviles ? código móvil
• Alternativa a RPC

24
Agentes Móviles
Espera un poco
Toma el resultado
Usando conexión inalámbrica
25
Modelo de Agentes Móviles (I)

• Agente móvil programa que puede cambiar de
  ordenador (código datos estado) para llevar
  acabo su tarea
• Entorno de ejecución
• El entorno comprueba sus credenciales
• Se ejecuta autónomamente
• Para realizar su tarea trasladarse a otras
  máquinas, usar recursos locales/remotos,
  interactuar con otros agentes, crear nuevos
  agentes y diseminarlos, etc..
• Una vez realizada su tarea, el agente lleva o
  envía los resultados al cliente, u otro servidor,
  destinatario, etc...

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Modelo de Agentes Móviles (II)

• Algunas características interesantes
• Autonomía no/mínima interacción con el creador
• Interoperabilidad hardware, SO, etc.
• Reactividad cambios/eventos del entorno
• Cooperación objetivo común
• Inteligencia (especialistas)
• Movilidad

Agentes móviles en particular (sinergia)
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Modelo de Agentes Móviles (III)

• Ventajas
• Evitan instalaciones innecesarias
• Salvan la latencia de red comm. local
• Encapsulan protocolos (BDs, etc.)
• Asíncronos/autónomos desconexiones
• Adaptativos
• Reaccionar entorno
• Moverse balanceado de carga, localidad datos
• Integración de sistemas heterogéneos
• Robustez/tolerancia a fallos

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Modelo de Agentes Móviles (IV)

• Aplicaciones
• Recuperación de información distribuida
• Procesamiento paralelo
• Asistente personal
• Diseminación de información
• E-commerce
• Gestión de red
• heterogeneidad, monitorización, personalización,
  enrutamiento.
• Aplicaciones de worflow
• Brokering
• Entornos distribuidos entornos móviles,
  pervasivos, inteligentes, P2P, ...
• ...

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Modelo de Agentes Móviles (V)

• Apropiados para computación inalámbrica
• Desconexiones
• Breve conexión enviar agente a red fija
• Antes de desconexión coger agente de red fija
• Descarga de trabajo del cliente
• Contribuyen a limitar el uso de las
  comunicaciones inalámbricas
• Reducir los datos a intercambiar por el enlace
  inalámbrico
• Evitar interacciones entre cliente y servidor
• Sólo comunicar agente y resultado

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Movilidad cómo funciona

• Los agentes móviles se crean en places
• Viajan entre places
• moveTo(newHost)
• Se interrumpe la ejecución del thread
• Se serializa el código, datos y (quizá) el estado
  del agente
• El agente se reconstruye en el place destino y
  continúa su ejecución
• Movilidad fuerte/débil

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Movilidad fuerte

• public class AgenteMovFuerte extends Agente
• public static void main(String args)
• System.out.println(En ordenador
  origen)
• moveTo(destino)
• System.out.println(En ordenador
  destino)
• -No Java estándar
• -Múltiples threads
• -Ficheros abiertos, etc.

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Movilidad débil (Aglets)

• public class AgenteMovDebil extends Aglet
• boolean enRemoto false
• public void onCreation (Object init)
• addMobilityListener (
• new MobilityAdapter()
• public void onArrival
  (MobilityEvent e)
• enRemoto true
• )
• public void run()
• if (! enRemoto)
• System.out.println (En ordenador
  origen)
• dispatch(destination)
• else
• System.out.println (En ordenador
  destino)

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Movilidad débil (Voyager)

• public class AgenteMovDebil extends Agent
• public void metodoDestino (Object init)
• System.out.println (En ordenador
  destino)
• public void move(String destino)
• Iagent proxy Agent.of(this)
• System.out.println (En ordenador origen)
• proxy.moveTo(destino, metodoDestino)
• public static void main(String args)
• Voyager.startup("8000")
• String serverClass "AgenteMovDebil"
• AgenteMovDebil ag new AgenteMovDebil()
• ag.move("tcp//fargo.sdsu.edu8000")

Callback
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Control de los saltos

• Problemas con el moveTo (red, permisos, etc.)
• excepción place origen (política de reintentos)
• Notificación de movimiento (Ej Voyager, SPRINGS)
• preDeparture()
• En el origen, antes de iniciar el viaje
• preArrival()
• En el destino, antes de la reconstrucción
• postArrival()
• En el destino, agente reconstruido correctamente,
  justo antes del callback
• postDeparture()
• En el origen, en paralelo con el callback del
  destino

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Utilizando agentes móviles

• Eficiencia? ? RPC

• Robustez frente a desconexiones
• Mejor diseño delegación de tareas
• Facilidad de programación
• Plataformas de agentes
• Interoperabilidad
• Fiabilidad
• Escalabilidad

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Soporte software para los agentes móviles (I)

• Agencia
• entorno de ejecución
• Sistema de agentes móviles
• conjunto de agencias en una aplicación
• Toolkit
• implementación concreta
• Plataforma de agentes móviles
• Place (contexto)

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Soporte software para los agentes móviles (II)

• Soporte para movilidad
• Soporte para comunicación
• RPC vs. paso de mensajes (ACLs)
• Transparencia de localización
• Tracking fuerza bruta, cadena de punteros,
  actualización
• Servicio de nombres
• Seguridad

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Plataformas de agentes móviles (Toolkits)

• Aglets
• Buen API para agentes móviles
• JDK 1.1 ? código abierto ? Java 2
• Mono-thread, bloqueo mensajes síncronos, no
  transp. localiz.
• Voyager
• CORBA agentes móviles, encadenamiento de
  proxies
• El ataque de los clones, viajes infinitos con
  DNS,...
• Bugs, escalabilidad
• Transp. localiz. regiones
• Miles de agentes (en la misma máquina)
• Lento, basado en eventos, mono-thread, no transp.
  localiz.
• Otros Jade, Tracy, Mole, SeMoa, etc

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Motivación

• Las plataformas existentes no van bien
• problema de escalabilidad
• Facilitar la vida al programador
• Transparencia de localización
• Llamadas proxies dinámicos
• Movimientos
• Reintentos automáticos
• Prevención de livelock

40
Proxies Dinámicos
Proxy a Agente1
Contexto C1
Estoy en C3
Contexto C2
Contexto C4
Contexto C3
41
Problema de Livelock
Proxy a Agente1
Contexto C1
Contexto C2
Contexto C4
Contexto C3
42
Problema de Livelock
Contexto C1
Contexto C2
Contexto C4
-Primero actualizar proxies, luego reanudar
agente -Retardar agentes muy rápidos
Contexto C3
43
Evaluación en Entorno Dinámico

• Ciclo de vida de un agente
• Elegir agente destino (al azar)
• Moverse al azar a otro contexto
• Llamar al agente destino
• Si (num. iteraciones 50), tarea terminada
• Repetir hasta que todos los agentes terminen

44
Escalabilidad
45
Comparativa
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Estándares de agentes (móviles)

• Mobile Agent System Interoperability Facility -
  MASIF (OMG)
• Interoperabilidad entre sistemas de agentes
• Foundation for Intelligent Physical Agents - FIPA
  (www.fipa.org)
• Interacción humanos/agentes, control y gestión de
  agentes, seguridad, movilidad, comunicación,
  etc..
• FIPA ACL (derivado de KQML)

47
Gracias por su atención http//webdiis.unizar.
es/silarri/