一种基于移动Agent的生态型网络结构模型研究

摘要

未来Internet将朝着资源多样性、主动性、可扩展性、动态自适应性、体系自主性、故障自恢复性的方向进行具有生态特性的进化。另一方面，经历百万年进化的大规模自然生态系统及人类社会的自调整、自适应、可扩充、多样性与稳定性并存、内在的可持续发展等机制正好满足未来网络服务和应用的关键需求。本文即是在这样的背景下，首次提出“生态型网络”这一概念，以及构建“生态型网络”这一崭新课题，以优化网络结构，促进网络生态进化。 论文将自然生态系统的一些相关原理和机制，以及移动Agent技术应用到Internet网络中，提出了一种新颖的生态型网络结构模型，设计了模型的总体架构。该生态型网络结构模型包括生态网络平台和生物程序体两个重要组成部分。同时，借鉴自然生态系统中能量流原理，将能量用于控制生物程序体的行为，如复制、再生、死亡等行为，并且用能量来衡量生物程序体使用的网络资源。探讨了生态型网络结构模型的能量控制机制和能量管理功能。 此外，论文建立了一个数学模型来讨论所设计的生态型网络模型中生物程序体迁移行为对生物程序体种群宏观分布的影响，并分析了生物程序体迁移率与生物程序体宏观分布的关系。提出的模型及其分析结果具有一般性，适用于一类自然启发的Agent系统。 本论文基于自然生态系统原理的网络结构模型和计算方法的研究，进一步丰富了下一代网络结构的研究框架及内容，为构建一个自扩充的、自适应的、可移动的大规模高度分布的下一代生态型Internet环境给出了一个新的解决方案。

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致谢

1引言

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容及创新点

1.4论文的组织结构

2用于构建生态型网络系统的相关原理与技术综述

2.1自然生态系统的一些关键概念和原理

2.2自然启发的网络计算技术与研究方法

2.2.1自然生态系统启发的研究方法

2.2.2群体智能、突现计算与人工生命

2.2.3 Agent技术

2.2.4复杂系统研究方法

3基于移动Agent的生态型网络结构模型总体设计

3.1设计思想

3.2生态型网络结构模型的框架设计

3.3生物程序体的设计

3.3.1生物程序体的行为

3.3.2生物程序体的表示与实现

3.3.3生物程序体的多样性产生

3.3.4生物程序体的自然选择

3.4生态型网络平台的设计

3.4.1生态型网络平台接口层

3.4.2生态型网络平台核心服务层

3.4.3生态型网络平台底层功能模块层

4基于自然生态系统能量流的生态型网络能量控制机制研究

4.1能量在自然生态系统中的重要作用

4.2生态型网络的能量控制机制

4.2.1能量控制生物程序体的迁移

4.2.2能量控制生物程序体的复制、再生及死亡等行为

4.2.3能量在关系行为中的作用

4.3能量管理功能

4.4能量安全问题

4.4.1对能量的修改方式

4.4.2保护能量的安全途径

5生态型网络中生物程序体的宏观迁移模型与稳定性分析

5.1大规模Agent迁移模型研究现状

5.2生态型网络中的生物程序体迁移服务

5.3生物程序体的宏观迁移模型及其稳定性分析

5.3.1宏观迁移模型

5.3.2群落生境中生物程序体数目的宏观稳定分布

5.3.3生物程序体的迁移率对其宏观稳定分布的影响

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

作者简历