Control algorithms for mobile agents

Abstract

In dieser Abhandlung werden verschiedene Kontrollmechanismen für mobile Agenten vorgeschlagen. Kontrollmechanismen werden sowohl für das Auffinden als auch für die Terminierung und Waisenerkennung von mobilen Agenten verwendet. Wir beginnen mit der Diskussion von Kontrollmechanismen, die spezifisch für den Einsatz im Bereich der mobilen Agenten entworfen wurden und dementsprechend die Eigentümlichkeiten des Paradigmas in Betracht ziehen. Das Energiekonzept wird präsentiert, das Waisenerkennung für mobile Agenten unterstützt. Dann wird das Pfadkonzept diskutiert, das in einer Variante im Bereich der verteilten Systeme verwendet wird, um mobile Objekte zu finden. Das dritte vorgestellte Konzept ist das Schattenkonzept. Dies Konzept unterstützt Auffinden, Terminierung und Waisenerkennung für mobile Agenten. Es erreicht dies durch eine Kombination von Energie- und Pfadkonzept auf eine Weise, die die Autonomie der Agenten wenig beschränkt, geringe Kommunikationskosten nach sich zieht, und überdies hervorragende Fehlertoleranzeigenschaften aufweist. Für jedes der Konzepte wird die Fehlertoleranz und die Nachrichtenkomplexität diskutiert. Im Bereich der verteilten Algorithmen sind Mechanismen entwickelt worden, die vergleichbare Probleme lösen. Es wurde gezeigt, daß zwei bedeutende Klassen, Terminierungsalgorithmen und Algorithmen für verteilte Garbage Collection, äquivalent sind. Transformationen, die die Konvertierung von Algorithmen einer der beiden Klassen in Kontrollalgorithmen für mobile Agenten erlauben würden, könnten den Zugriff auf eine große Menge von Algorithmen für die Kontrolle von mobilen Agenten ermöglichen. Allerdings sind die Fehlermodelle der verschiedenen Bereiche so grundsätzlich unterschiedlich, daß die direkte Verwendung unmöglich ist. Wir zeigen deshalb mit Hilfe von Transformationen, daß alle Prinzipien von transformierten Algorithmen auch in den Algorithmen zu finden sind, die explizit für mobile Agenten entworfen wurden.

In this thesis several control mechanisms for mobile agents are proposed, i.e. mechanisms for locating and for terminating mobile agents and for orphan detection in a mobile agent system. First, control mechanisms are discussed that have been specifically designed for mobile agent systems, taking into account the peculiarities of the mobile agent paradigm. The energy concept is presented, which supports orphan detection for mobile agents. Then the path concept will be discussed, a variant of which is used in the area of distributed systems to track mobile objects. The third concept presented is the shadow concept. This concept supports locating and terminating of mobile agents and furthermore, provides orphan detection for mobile agent systems. We discuss for each of these concepts fault tolerance and message complexity. In the area of distributed algorithms, mechanisms have been developed to solve similar problems (i.e. termination detection and distributed garbage collection). It has been proved that the class of termination detection algorithms and the class of garbage collection algorithms are identical. Using a transformation, an algorithm of one class can be changed into an algorithm of the other class and vice versa. In fact, new algorithms were discovered this way. A similar transformation providing the conversion of either of these classes into control algorithms for mobile agents should allow access to a large number of algorithms for controlling mobile agents. But the failure model of the area of distributed algorithms and of the area of mobile agents are radically different, ruling out the direct use of these mechanisms. Instead we will use transformed garbage collection algorithms to show the following: all the principles of the transformed algorithms can be found in the control mechanisms developed explicitly for mobile agents.