CN101442555A - 面向hla的仿真资源代理服务系统 - Google Patents

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Abstract

一种面向HLA的仿真资源代理服务系统，包括Agent服务器、仿真服务Agent、仿真资源Agent、成员节点和仿真资源；成员节点，是HLA规范下的联邦成员，包含仿真资源，仿真资源在运行和使用过程中产生仿真信息；Agent服务器负责提供Agent全生命周期的管理环境；仿真服务Agent提供仿真成员节点的逻辑时间和环境信息，不具备移动性；仿真资源Agent是移动Agent，它将仿真成员、模型资源、状态信息进行迁移；基于HLA时间推进机制和仿真环境的仿真资源动态迁移策略是仿真资源Agent动态迁移的规则。通过本发明实现仿真资源运行时的动态迁移，实现HLA分布式仿真系统运行效率的优化。

Description

面向HLA的仿真资源代理服务系统
技术领域
本发明涉及一种面向HLA的仿真资源代理服务的实现系统，属于计算机仿真技术领域。
背景技术
为了满足仿真系统的重用性和交互性，美国为分布交互仿真提出了高层体系结构(High Level Architecture，简称HLA)标准。作为国际仿真标准，HLA标准包括联邦管理、时间管理等在内的六大类服务，解决了分布仿真模型的动态数据交互问题。然而，目前的服务不支持仿真联邦成员复杂性的预判，不区分各个联邦成员的优先级，不支持仿真系统整体运行性能的提高。所以，在仿真系统和数学模型日益复杂、占用的计算机资源和模型间的通信量日益增加的情况下，现有的HLA服务无法解决仿真资源的负载均衡和仿真中的网络流量问题，无法将仿真模型的复杂性与计算资源的均衡性联系起来，导致仿真系统的运行效率低下。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种面向HLA的仿真资源代理服务的实现系统，该系统实现HLA分布式仿真系统运行效率的优化。
本发明的技术解决方案：面向HLA的仿真资源代理服务系统包括：Agent服务器、仿真服务Agent、仿真资源Agent、成员节点和仿真资源；
成员节点，是HLA规范下的联邦成员，包含仿真资源，仿真资源在运行和使用过程中产生仿真信息；
仿真服务Agent，采集所在仿真节点的运行环境信息，通过Agent通信语言与其他仿真节点进行通信，周期的发布和接收其他仿真节点运行环境信息，获取Agent服务器的仿真信息，根据接收到的运行环境信息及仿真信息产生迁移策略，通知Agent服务器建立和运行仿真资源Agent；
Agent服务器，是仿真资源Agent和仿真服务Agent在全生命周期内的建立、生存和运行环境，向仿真资源Agent和仿真服务Agent提供基本服务接口，Agent服务器从成员节点同步获取仿真信息；根据仿真服务Agent的通知建立和运行仿真资源Agent；
仿真资源Agent，完成自主仿真资源动态迁移任务，从一个Agent服务器移动到另一个Agent服务器，同时将仿真资源连同其运行状态迁移到目标仿真节点，并恢复仿真资源的运行。
所述的Agent服务器实现过程为：
(1)仿真成员在加入联邦并启动之后，启动Agent服务器，建立仿真服务Agent，对HLA仿真的联邦成员进行实时监控，从各个联邦成员周期的获取仿真信息，并将获取的仿真信息周期发布给仿真服务Agent，动态仿真信息存储到数据库中；在仿真资源Agent和仿真服务Agent建立和运行的过程中，调用Agent服务器提供的基本服务接口；
(2)判断是否收到仿真服务Agent的迁移指令，若收到该迁移指令，则建立仿真资源Agent，利用仿真服务Agent发送的迁移策略，迁移仿真资源Agent。
所述的仿真服务Agent实现过程为：
(1)从Agent服务器中获取仿真信息；获取所在仿真节点运行环境信息，通过Agent通信语言ACL与其他仿真节点进行通信，周期和同步的发布和接收其他仿真节点运行环境信息；
(2)根据步骤(1)中获取的信息判断是否进行迁移，若进行迁移，则产生迁移策略，通知Agent服务器建立和运行仿真资源Agent；否则从步骤(1)开始循环执行。
所述的仿真资源Agent实现过程如下：
(1)根据仿真服务Agent产生的迁移策略中的目标地址，向所有的仿真节点发送交互消息，通知各个成员节点改变时间推进机制，暂停成员节点执行；
(2)通过本地成员节点得到逻辑时间和成员节点中各个关键模型实体的ID、状态及数据，更改仿真推进机制和逻辑时间前瞻量，同时将仿真资源放入仿真资源Agent；
(3)通过Agent传输协议ATP将仿真资源Agent传输到目标地址，重新部署仿真环境，根据成员ID加入联邦成员并恢复状态和数据，将逻辑时间和推进机制恢复到迁移之前的状态，通知其他成员节点恢复推进机制为步骤(1)中改变前的推进机制，从而继续进行中断了的仿真。
所述的仿真信息主要包括仿真状态信息、逻辑时间信息和关键中间结果。
所述的产生迁移策略过程为：首先，根据仿真信息中的逻辑时间是否在预先设定的可迁移时间窗内，判断是否可以进行迁移，若在时间窗内，则根据接收到的运行环境信息，判断其他成员节点的负载情况，通过负载情况比较，选择负载最小的成员节点作为迁移的目标节点，否则不进行迁移。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
(1)本发明系统将移动Agent技术应用于分布交互仿真领域，它所实现的仿真资源代理服务是已有HLA六大服务之外的另一种仿真系统服务，它通过移动Agent技术实现仿真模型的动态迁移和仿真系统的负载均衡。基于移动Agent的自主迁移能力，将计算资源的计算能力和仿真模型的迁移需求结合起来，达到复杂仿真系统中负载均衡、减少网络流量的目的，实现HLA分布式仿真系统运行效率的优化。
(2)本发明给出了一套仿真资源迁移的解决方案，实现了资源的动态迁移，增强了系统的稳定性、健壮性。
(3)Agent之间的通信和Agent的管理符合标准的Agent实现规范，HLA仿真系统和Agent功能界定清楚，Agent服务系统并不影响原有的HLA仿真系统功能。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图；
图2为本发明的Agent服务器实现图；
图3为本发明的基于资源动态迁移策略的仿真服务Agent实现图；
图4为本发明的仿真资源Agent实现图。
具体实施方式
如图1所示，面向HLA的仿真资源代理服务(SRAS，SimulationResource Agent Service)的实现系统，包括：Agent服务器、仿真服务Agent、仿真资源Agent、成员节点和仿真资源；成员节点，是HLA规范下的联邦成员，包含仿真资源，如仿真模型、仿真进程、配置文件、日志文件等，仿真资源在运行和使用过程中产生仿真信息；
仿真服务Agent提供仿真成员节点的逻辑时间和环境信息，不具备移动性；仿真服务Agent采集所在仿真节点的运行环境信息，通过Agent通信语言与其他仿真节点进行通信，周期的发布和接收其他仿真节点运行环境信息，获取Agent服务器的仿真信息，根据接收到的运行环境信息及仿真信息产生迁移策略，通知Agent服务器建立和运行仿真资源Agent；
Agent服务器，是仿真资源Agent和仿真服务Agent在全生命周期内的建立、生存和运行环境，向仿真资源Agent和仿真服务Agent提供基本服务接口，Agent服务器从成员节点同步获取仿真信息；根据仿真服务Agent的通知建立和运行仿真资源Agent；
仿真资源Agent是移动Agent，它将仿真资源、代码、状态信息和环境信息进行迁移；仿真资源Agent完成自主仿真资源动态迁移任务，从一个Agent服务器移动到另一个Agent服务器，同时将仿真资源连同其运行状态迁移到目标仿真节点，并恢复仿真资源的运行。
本发明中的Agent服务器实现方式如图2所示。仿真成员在加入联邦并启动之后，Agent服务器启动，对HLA仿真的联邦成员进行实时监控，从各个联邦成员周期的获取仿真信息，包括仿真状态信息、逻辑时间信息和关键中间结果等，并发布给仿真服务Agent；若收到仿真服务Agent的迁移指令后，建立仿真资源Agent，利用Agent传输协议ATP实现了仿真资源Agent在网络中的移动；在各个Agent建立的过程中，向仿真资源Agent和仿真服务Agent提供基本服务接口，如黄页服务、事务服务和域名服务等。
本发明中的基于资源动态迁移策略的仿真服务Agent实现方式如图3所示。仿真服务Agent主要提供三项功能，一是从Agent服务器中获取仿真信息；二是采集所在仿真节点运行环境信息，如CPU和内存信息等等，通过Agent通信语言(ACL)，与其他仿真节点进行通信，周期和同步的发布和接收其他仿真节点运行环境信息；三是根据上面的信息产生迁移策略，通知Agent服务器产生和运行仿真资源Agent。仿真服务Agent在创建之后，周期得到Agent服务器的本地仿真成员的仿真信息，同时周期采集所在仿真节点的运行环境信息，如CUP和内存信息，通过ACL发布给其他仿真节点上的仿真服务Agent，综合本地的仿真信息和从其他仿真服务Agent接收到的节点运行环境信息，确定是否迁移。若迁移，则通知Agent服务器创建仿真资源Agent；否则，继续上述过程。
产生迁移策略过程：首先，根据仿真信息中的逻辑时间是否在预先设定的可迁移时间窗内，判断是否可以进行迁移，若在时间窗内，则根据接收到的运行环境信息，判断其他成员节点的负载情况，通过负载情况比较，选择负载最小的成员节点作为迁移的目标节点，否则不进行迁移。
本发明中的仿真资源Agent实现方式如图4所示。仿真资源Agent的主要作用是完成自主仿真资源动态迁移任务，它在移动Agent服务器所提供的运行环境中执行，并且可以从一个Agent服务器移动到另一个Agent服务器，同时将仿真服务资源连同其运行状态迁移到目的仿真节点，并恢复仿真资源的运行。仿真资源包括仿真联邦成员、仿真模型、仿真想定和仿真初始化文件。具体过程如下，在仿真资源Agent创建之后，根据仿真服务Agent产生的迁移策略中的目标地址，向所有的仿真节点发送交互消息，通知各个成员节点改变时间推进机制，暂停成员节点执行；通过本地成员节点得到逻辑时间和成员节点中各个关键模型实体的ID、状态及数据，更改仿真推进机制和逻辑时间前瞻量，同时将仿真资源放入仿真资源Agent；通过Agent传输协议ATP将仿真资源Agent传输到目标地址，重新部署仿真环境，根据成员ID加入联邦成员并恢复状态和数据，将逻辑时间和推进机制恢复到迁移之前的状态，通知其他成员节点恢复推进机制为步骤(1)中改变前的推进机制，从而继续进行中断了的仿真。
发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (6)

1、面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于：包括Agent服务器、仿真服务Agent、仿真资源Agent、成员节点和仿真资源；
成员节点，是HLA规范下的联邦成员，包含仿真资源，仿真资源在运行和使用过程中产生仿真信息；
仿真服务Agent，采集所在仿真节点的运行环境信息，通过Agent通信语言与其他仿真节点进行通信，周期的发布和接收其他仿真节点运行环境信息，获取Agent服务器的仿真信息，根据接收到的运行环境信息及仿真信息产生迁移策略，通知Agent服务器建立和运行仿真资源Agent；
Agent服务器，是仿真资源Agent和仿真服务Agent在全生命周期内的建立、生存和运行环境，向仿真资源Agent和仿真服务Agent提供基本服务接口，Agent服务器从成员节点同步获取仿真信息；根据仿真服务Agent的通知建立和运行仿真资源Agent；
仿真资源Agent，完成自主仿真资源动态迁移任务，从一个Agent服务器移动到另一个Agent服务器，同时将仿真资源连同其运行状态迁移到目标仿真节点，并恢复仿真资源的运行。
2、根据权利要求1所述的面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于：所述的Agent服务器实现过程为：
(1)仿真成员在加入联邦并启动之后，启动Agent服务器，建立仿真服务Agent，对HLA仿真的联邦成员进行实时监控，从各个联邦成员周期的获取仿真信息，并将获取的仿真信息周期发布给仿真服务Agent，动态仿真信息存储到数据库中；在仿真资源Agent和仿真服务Agent建立和运行的过程中，调用Agent服务器提供的基本服务接口；
(2)判断是否收到仿真服务Agent的迁移指令，若收到该迁移指令，则建立仿真资源Agent，利用仿真服务Agent发送的迁移策略，迁移仿真资源Agent。
3、根据权利要求1所述的面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于所述的仿真服务Agent实现过程为：
(1)从Agent服务器中获取仿真信息；获取所在仿真节点运行环境信息，通过Agent通信语言ACL与其他仿真节点进行通信，周期的发布和接收其他仿真节点运行环境信息；
(2)根据步骤(1)中获取的信息判断是否进行迁移，若进行迁移，则产生迁移策略，通知Agent服务器建立和运行仿真资源Agent；否则从步骤(1)开始循环执行。
4、根据权利要求1所述的面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于：所述的仿真资源Agent实现过程如下：
(1)根据仿真服务Agent产生的迁移策略中的目标地址，向所有的仿真节点发送交互消息，通知各个成员节点改变时间推进机制，暂停成员节点执行；
(2)通过本地成员节点得到逻辑时间和成员节点中各个关键模型实体的ID、状态及数据，更改仿真推进机制和逻辑时间前瞻量，同时将仿真资源放入仿真资源Agent；
(3)通过Agent传输协议ATP将仿真资源Agent传输到目标地址，重新部署仿真环境，根据成员ID加入联邦成员并恢复状态和数据，将逻辑时间和推进机制恢复到迁移之前的状态，通知其他成员节点恢复推进机制为步骤(1)中改变前的推进机制，从而继续进行中断了的仿真。
5、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于：所述的仿真信息主要包括仿真状态信息、逻辑时间信息和关键中间结果。
6、根据权利要求1或3所述的面向HLA的仿真资源代理服务系统，其特征在于所述的产生迁移策略过程为：首先，根据仿真信息中的逻辑时间是否在预先设定的可迁移时间窗内，判断是否可以进行迁移，若在时间窗内，则根据接收到的运行环境信息，判断其他成员节点的负载情况，通过负载情况比较，选择负载最小的成员节点作为迁移的目标节点，否则不进行迁移。
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