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现有的互联网络管理是建立在点到点的管理模式基础上,这种模式具有如下特点:管理者直接面对管理信息的技术细节,管理意图的实施通过管理者对具体设备大量的手工配置行为来完成,设备之间的状态信息、配置信息之间相互孤立。随着现有网络服务种类的增加和网络规模的扩大,这种管理模式暴露出了在大型复杂网络条件中可管理性差的缺陷:手工的具体配置行为使管理目的与具体实现容易产生差异,彼此之间配置管理缺乏一致性等等,这些缺陷最终导致被管理要素状态的不可预期。
为了解决上述问题,在下一代网络的管理体系研究中提出新的管理功能层面划分(典型的如4D项目的工作),它们将管理决策与具体的管理配置功能相分离,形成相对独立的决策层面。在这种设想下,完整的网络管理体系将是一个闭环的控制系统,网络各要素具有相关性,而决策层面通过各要素之间的相关性采用相应的控制策略达到目标状态。虽然这种设想能充分适应复杂动态服务的管理需求,但在实际应用中还有许多具体问题需要解决,例如多个决策实体之间的动态协同关系定义,协同关系的稳定性、实体间的协作关系等等。这些问题的解决需要利用具有高度灵活性的软件技术,而本文尝试利用多agent这种分布式技术来解决上述问题,并提出相应的解决方案。
首先,在研究agent抽象模型和交互模型的基础上,针对层次化的多agent协同控制机制,建立基本状态空间方程,总结了agent系统设计的基本原则,其中包括:可控性和可观性,目标状态的最优和稳定,信息的充分可达以及优化的协作结构。
基于状态空间方程,本文分析了非时滞条件和时滞条件下的系统可控和可观性;提出了3种agent协同算法,并分别分析了3种算法的稳定性,提出了系统稳定的部署规则;基于Internet的无尺寸网络模型,研究了局部控制的可行性;利用多agent的信念更新过程,总结出多agent系统中的信息一致性的必要条件。
基于实际的网络控制过程,本文研究了基于合作博弈条件下的移动agent协作机制,以达到个体理性和群体理性两个约束条件;并进一步分析了agent协作的可靠性问题,提出以模糊博弈为基础的agent协作机制,以降低系统相继故障的概率。
在理论研究的基础上,本文讨论了基于多agent的网络流量控制原型系统的实现,提出了相关功能类的实现框架。
最终能够通过上述研究,形成一个基于多agent自主决策的网络控制基本理论框架,为网络体系的深层次研究和具体实现技术提供基本的理论与方法。