Статья 3419

Название статьи

ОРГАНИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЛАЧНО-СЕТЕВЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С АРХИТЕКТУРОЙ «АГЕНТЫ КАК СЕРВИСЫ» 

Авторы

Волчихин Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, президент Пензенского государственного университета (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: cnit@pnzgu.ru
Зинкин Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vt@pnzgu.ru
Карамышева Надежда Сергеевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vt@pnzgu.ru 

Индекс УДК

004.9 

DOI

10.21685/2072-3059-2019-4-3 

Аннотация

Актуальность и цели. На концептуальном уровне проектирования распределенной вычислительной системы могут быть предложены различные схемы взаимодействий клиентов с серверами, при реализации которых клиенты по-разному обращаются к одному или к группе серверов. Актуальной является проблема организации подобных взаимодействий в облачно-сетевых распределенных вычислительных системах (ОС РВС) и переход от концептуального представления функциональной архитектуры к сетевым приложениям. Объектом исследования являются ОС РВС. Предметом исследования является методика синтеза функциональной архитектуры подобных систем. Целью исследования является решение актуальной задачи по расширению функциональных возможностей ОС РВС, объединяющих в себе свойства собственно облачных и грид-систем со свойствами мультиагентных систем. Особенностью предлагаемой новой функциональной архитектуры является то, что в аренду пользователю предоставляются мобильные агенты, выполняющие заданные функции.
Материалы и методы. Исследования выполнены на основе сетевой компьютерной интерпретации исполнимых логико-алгебраических моделей и аппарата логических сетей Петри.
Результаты. Предложена концепция построения ОС РВС, основанная на формализации перехода от облачной архитектуры «функция как сервис» (FaaS – Function-as-a-Service) к новой архитектуре «агент как сервис» (AaaS – Agentas-a-Service). Предложена формализация функциональной архитектуры ОС РВС системами логико-алгебраических операционных выражений (ЛАОВ), относящихся к классу исполнимых моделей и пригодных для непосредственной программной реализации в сетевой компьютерной среде; дополнительным свойством ЛАОВ является возможность реконфигурации (модификации режима функционирования) результирующего сетевого программного обеспечения. Предложена методика отображения системы логико-алгебраических операционных выражений на архитектуру компьютерной сети, учитывающая регулярный характер модели.
Выводы. Методика синтеза облачных систем с новой архитектурой AaaS, основанная на формализованных логико-алгебраических спецификациях, позволяет ускорить создание программного обеспечения и расширить функциональные возможности рассматриваемых систем. 

Ключевые слова

облачно-сетевые системы, агенты, сервисы, мультиагентные системы, модифицированные сети Петри, логико-алгебраические спецификации 

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Apache CloudStack: Open Source Infrastructure as a Service Cloud Computing Platform / R. Kumar, K. Jain, H. Maharwal, N. Jain, A. Dadhich // International Journal of advancement in Engineering technology, Management and Applied Science (IJAETMAS). – 2014. – Vol. 1, № 2. – P. 111–116.
2. Kumar, R. Comparison between Cloud Computing, Grid Computing, Cluster Computing and Virtualization / R. Kumar // International Journal of Modern Computer Science and Applications (IJMCSA). – 2015. – Vol. 3, № 1. – P. 42–47.
3. Tanenbaum, A. S. Distributed Systems: principles and paradigms / A. S. Tanenbaum, Maarten van Steen. – 2nd Edition. – Pearson Education, Inc., 2007. – 669 p.
4. FIPA Specifications. – URL: http://www.fipa.org/specifications/index.html, свободный (дата обращения: 12.11.2019).
5. A Survey of Programming Languages and Platforms for Multi-Agent Systems / R. H. Bordini et al. // Informatica. – 2006. – Vol. 30. – P. 33–44.
6. Kravari, K. A Survey of Agent Platforms / K. Kravari, N. Bassiliades // Journal of Artificial Societies and Social Simulation. – 2015. – Vol. 18 (1), № 11. – P. 1–18.
7. Cynthia, N. Tools of the Trade: A Survey of Various Agent Based Modeling Platforms / N. Cynthia, M. Gregory // Journal of Artificial Societies and Social Simulation. – 2009. – Vol. 12, № 2 2. – URL: http://jasss.soc.surrey.ac.uk/12/2/2.html.
8. Bellifemine, F. L. Developing multi-agent systems with JADE / F. L. Bellifemine, G. Caire, D. Greenwood. – Wiley, 2007. – 300 p.
9. Java Agent Development Environment (JADE). – URL: http://jade.tilab.com/, свободный (дата обращения: 12.11.2019).
10. Development of Mobile Agents with Aglets (A Java Based Tool) / M. Yadav, P. Sethi, D. Juneja, N. Chauhan // Int. Journal of Innovations & Advancement in Computer Science. – 2015. – Vol. 4, Special Issue. – P. 245–251.
11. Evripidou, P. Metacomputing with Mobile Agents / P. Evripidou, G. Samaras // Int. Journal of Parallel Programming. – 2006. – Vol. 34, № 5. – P. 429–458.
12. Barelos, D. Mobile agents procedures: metacomputing in Java / D. Barelos, E. Pitoura, G. Samaras // Proc. of the ICDCS Workshop on Distributed Middleware (in conjunction with the 19th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS99)). – Austin, TX USA, 1999. − P. 90−95.
13. Samaras, G. Extendible, Mobile-Agent Based Services for the Materialization and Maintenance of Personalized and Shareable Web Views ViSMA / G. Samaras, K. Karenos, P. K. Chrysanthis, E. Pitoura // In Proc. 11th DEXA Int. Workshop on Mobility in Databases and Distributed Systems, 2003. – P. 974–979.
14. Kausar, Md. Abu Web Crawler Based on Mobile Agent and Java Aglets / Md. Abu Kausar, V. S. Dhaka, Sanjeev Kumar Singh // International Journal of Information Technology and Computer Science (IJITCS). MECS Publisher. – 2013. – Vol. 5, № 10. – P. 85–91.
15. Dada, E. G. Performance Evaluation of AGLETS and JADE Mobile Agent Using Encryption and Decryption Time / E. G. Dada, S. B. Joseph, M. K. Mishra // Radioelectronics& Informatics. – 2010. – № 4. – P. 16–20.
16. Lange, D. Programming and deploying Java mobile agents with aglets / D. Lange, M. Oshima. – Addison : Wesley Professional, 1998. – 256 p.
17. Стельмах, С. Шесть ключевых преимуществ бессерверной архитектуры / С. Стельмах. – URL: https://www.itweek.ru/its/article/detail.php?ID=208802:, свободный (дата обращения: 12.11.2019).
18. FaaS (Function-as-a-Service) / Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана. – URL: https://ru.bmstu.wiki/FaaS_(Function-as-a-Service), свободный (дата обращения: 12.11.2019).
19. Krol, M. NFaaS: Named Function as a Service / M. Krol, I. Psaras // In Proceedings of ICN ’17 (Berlin, Germany, September 26–28, 2017). – Berlin, 2017. – 11 p.
20. Ellis, A. Introducing Functions as a Service – OpenFaaS / A. Ellis. Опубл. 08.08.2017. – URL: https://blog.alexellis.io/introducing-functions-as-a-service/, свободный (дата обращения: 12.11.2019).
21. Haines, S. Serverless computing with AWS Lambda, 2018 / S. Haines. – URL: https://www.javaworld.com/article/3210726/serverless-computing-with-awslambda.html, свободный (дата обращения: 12.11.2019).
22. Gorodetsky, V. P2P Agent Platform: Implementation and Testing / V. Gorodetsky, O. Karsaev, V. Samoylov, S. Serebryakov // The AAMAS Sixth International Workshop on Agents and Peer-to-Peer. Computing (AP2PC 2007) (Honolulu, May 14–18, 2007). – Honolulu, 2007. – P. 41–54.
23. Волчихин, В. И. Абстрактное и структурное моделирование сетей хранения и обработки данных / В. И. Волчихин, С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 4 (20). – С. 3–18.
24. Волчихин, В. И. Логико-алгебраические модели и методы в проектировании функциональной архитектуры распределенных систем хранения и обработки данных / В. И. Волчихин, С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2012. – № 2 (22). – С. 3–16.
25. Зинкин, С. А. Элементы новой объектно-ориентированной технологии для моделирования и реализации систем и сетей хранения и обработки данных / С. А. Зинкин // Информационные технологии. – 2008. – № 10. – С. 20–27.
26. Карамышева, Н. С. Методы и модели логического управления дискретными процессами в распределенных вычислительных системах на основе концепции согласования / Н. С. Карамышева // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 1 (17). – С. 35−47.
27. Карамышева, Н. С. Обобщенная логико-алгебраическая модель и организация мультиагентных метакомпьютерных систем / Н. С. Карамышева // Перспективы науки. – 2011. – № 4. – С. 98−108.
28. Peterson, J. L. Petri Net Theory and the Modeling of Systems / J. L. Peterson. – New Jersey : Prentice-Hall, 1981. – 288 p.
29. Iordache, M. V. Supervisory Control of Concurrent Systems. A Petri Net Structural Approach / M. V. Iordache, P. J. Antsaklis. – Boston : Birkhauser, 2006. – 281 p.
30. Petri Nets Fundamental Models, Verification and Applications / Edited by Michel Diaz. – John Wiley & Sons, 2009. – 585 p.
31. Методы параллельного микропрограммирования / П. А. Анишев, С. М. Ачасова, О. Л. Бандман и др. – Новосибирск : Наука, 1981. – 182 с.
32. Implementation of the interface for sending messages in agent-oriented cloud/grid systems based on formalized specifications / D. Pashchenko, S. Zinkin, A. Dubravin, N. Karamisheva // In IEEE Proc. of the Int. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON 2016) (Moscow, Russia, 12–14 May 2016). – Moscow, 2016. – P. 173–178.
33. Zinkin, S. A. Organization of Autonomous Agent-Robots Interactions for Managing a Very Large Distributed Database System in a Metacomputer Environment / S. A. Zinkin, V. B. Mehanov, N. S. Karamisheva V. I. Volchihin // In Proceedings of the 2019 IEEE International Conference on Real-time Computing and Robotics (Irkutsk, Russia August 4–9, 2019). – Irkutsk, 2019. – P. 846–851. 

 

Дата создания: 03.12.2019 11:44
Дата обновления: 10.03.2020 15:23