Mobile Agenten am Beispiel JADE (Java Agent DEvelopment Framework) Vorstellung in der Übung zu Konzepte Verteilter Systeme

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1 Mobile Agenten am Beispiel JADE (Java Agent DEvelopment Framework) Vorstellung in der Übung zu Konzepte Verteilter Systeme

2 Agenda Mobile Agenten allgemein JADE - Java Agent DEvelopment Framework Anwendungsfall mobiler Agenten Prototypische JADE-Implementierung 2

3 Mobile Agenten eigenständige Programmstrukturen wandern zwischen Rechnern (Knoten) im Netzwerk Code und Zustand werden migriert benötigen Laufzeitsystem als Middleware, das sich um folgende Aspekte kümmert Kommunikation Migration Sicherheit 3

4 Warum Mobile Agenten? Alternative zu Client-Server-Konzept Einsparung von Kommunikationskosten Unabhängigkeit von lokalen Ressourcen asynchrone Ausführung Flexibilität der verteilten Architektur Skalierbarkeit Migrationsfähigkeit 4

5 Herausforderungen Sicherheit Authentifizierung Vertraulichkeit Transport wie ermittelt/migriert man aktuellen Zustand? wie gelangt Code zu benötigten Daten? Interoperabilität wie kombiniert man verschiedene Computer Systeme (Unix, Windows, )? 5

6 Agenda Mobile Agenten allgemein JADE - Java Agent DEvelopment Framework Anwendungsfall mobiler Agenten Prototypische JADE-Implementierung 6

7 JADE - Java Agent DEvelopment Framework Middleware und Laufzeitumgebung für Multi-Agenten Systeme (MAS) basiert auf Java stellt Middleware-Dienste und Laufzeitumgebung für Agenten zur Verfügung bietet Standardbibliotheken, die direkt oder erweitert zur Entwicklung von MAS verwendet werden können stellt grafische Tools zur administrativen Verwaltung/Debugging des MAS bereit 7

8 JADE Laufzeitumgebung Struktur Container Instanz einer JADE Laufzeitumgebung läuft jeweils in eigenem Java Prozess kann 0 bis n Agenten beinhalten Plattform Menge an aktiven, zusammengehörenden Containern beinhaltet einen Main-Container, der notwendige plattform-spezifische Dienste zur Verfügung stellt und bei dem alle weiteren Container registriert werden 8

9 JADE Laufzeitumgebung Zentrale Dienste Kommunikation findet standardisiert über ACL-Messages statt per Objekt Weitergabe (container-intern) per RMI (container-übergreifend) AMS Agent Management System als Agent implementiert stellt Namensdienst zur Verfügung repräsentiert die verwaltende Autorität der Plattform (kann Agenten erstellen und beseitigen) DF Directory Facilitator als Agent implementiert stellt einen Yellow Pages Dienst zur Verfügung (ordnet Beschreibung des angebotenen Dienstes einem Agent Identifier zu) Beide Agenten (AMS & DF) laufen im Main-Container und werden beim Start der Laufzeitumgebung mitgestartet 9

10 JADE Laufzeitumgebung Beispiel 10

11 JADE Agenten Architektur Verhalten Agent wird als Java Programm bestehend aus einem Thread implementiert Verhalten wird durch einzelne Tasks beschrieben Tasks werden als Behaviour Objekte implementiert und dem Agenten hinzugefügt Aktive Behaviour Objekte werden im round-robin Verfahren ausgeführt 11

12 JADE Agenten Architektur Struktur Agent erbt von jade.core.agent setup() Agenten Initialisierung Behaviours werden hinzugefügt domove(location loc) Agenten Migration beforemove() Ausführung vor Migration zu anderer Location aftermove() Ausführung sobald die Ziel-Location erreicht wurde 12

13 Sicherheit in Jade Authentifizierung JADE verfügt über einen Authentifizierungsmechanismus basierend auf der Java Authentication and Authorization Service API (JAAS) Implementiert werden Login Module für Unix, NT, Kerberos Die Unix und NT Module beziehen die Identität des Benutzers aus dem Betriebssystem Die Funktionalität des Kerberos Moduls ist unabhängig vom System, das Modul an sich muss jedoch systemspezifisch konfiguriert werden 13

14 Sicherheit in Jade Autorisierung Der Zugriff von Agenten auf Dienste einer Plattform oder Anwendungsressourcen kann mittels Regeln selektiv festgelegt werden Definition der Regeln erfolgt durch ein auf JAAS aufbauendes, erweitertes Policy Model: In der Policy Datei des Main-Containers werden Berechtigungen definiert, die für die ganze Plattform gelten Alle anderen Container können eigene Policy Dateien enthalten mit - Berechtigungen die nur für den jeweiligen Container gelten - Berechtigungen die den Zugriff auf lokale Ressourcen regeln 14

15 Sicherheit in Jade Integrität Überprüfung der Integrität von Nachrichten und der Identität des Absenders mit Hilfe von Signaturen (SHA-1, MD5) Vertraulichkeit Schutz von Nachrichten vor unbefugtem Mitlesen durch Verschlüsselung Asymmetrische Verschlüsselung (RSA, DSA, ) Symmetrische Verschlüsselung (AES, DES, TripleDES, Blowfish, ) 15

16 Migration in Jade Agent wird per ACL-Messages migriert Migration Manager unterbricht Ausführung des Agenten und verpackt Status und Code in ACL-Message Class Loader lädt den Byte-Code der Klasse aus ACL- Message in den Arbeitsspeicher 16

17 Interoperabilität plattform- & herstellerunabhängig, da JADE in Java geschrieben Nachrichtentransport über gängige Protokolle: RMI, HTTP, IIOP Auch beliebig um weitere Protokolle erweiterbar Kompatibilität zu anderen MAS durch Implementierung der FIPA-Spezifikationen und der verwendung ACL-konformer Nachrichten 17

18 Agenda Mobile Agenten allgemein JADE - Java Agent DEvelopment Framework Anwendungsfall mobiler Agenten Prototypische JADE-Implementierung 18

19 Anwendungsfall Ressourcen-Überwachung Resource-awareness Mobilität von Agenten ermöglicht Reaktion auf Ressourcen-Verfügbarkeit wie Lokale Systemressourcen Netzwerkauslastung Ereignisse und Dienste Knappe Ressourcen sind möglicher Grund zu migrieren 19

20 Anwendungsfall Agenten Lebenszyklus 20

21 Agenda Mobile Agenten allgemein JADE - Java Agent DEvelopment Framework Anwendungsfall mobiler Agenten Prototypische JADE-Implementierung 21

22 Prototyp Beispiel Präsentation Beispiel Implementierung 22

23 Prototyp Source-Code setup() 23

24 24

25 Prototyp Source-Code beforemove() & aftermove() 25

26 26

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