Lập trình phân tán dùng công nghệ Mobile Agent với sự hỗ trợ của Java và Voyager

26
Soá 9, thaùng 6/2013 26
Khoa hoïc Coâng ngheä
LẬP TRÌNH PHÂN TÁN DÙNG CÔNG NGHỆ MOBILE AGENT
VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA JAVA VÀ VOYAGER
ThS. Nguyễn Khắc Quốc*
Tóm tắt
Lập trình phân tán được thực hiện bằng nhiều công nghệ khác nhau như: RMI, CORBA, DCOM, 
MPI, Mobile Agent, Mobile Object. Mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Công 
nghệ Mobile Agent với sự hỗ trợ của Java và Voyager có thể giúp chúng ta khắc phục được những hạn 
chế của các công nghệ trước đây trong lập trình phân tán. Việc áp dụng công nghệ này sẽ xử lý được các 
bài toán lớn có độ phức tạp cao mà không cần đòi hỏi vùng nhớ lớn và tốc độ xử lý nhanh. Công nghệ 
Mobile Agent với sự hỗ trợ của ngôn ngữ Java và Voyager vừa đơn giản vừa mang tính bảo mật cao.
Từ khóa: bảo mật cao, Java, lập trình phân tán, Mobile Agent, Voyager
Abstract
Distributed programming has been undertaken with the assistance from various technologies such as 
RMI, CORBA, DCOM, MPI, Mobile Agent, Mobile Object. Each has its own advantages and disadvantages. 
Mobile Agent with the support of Java and Voyager languages can help to overcome the drawbacks of the 
previous technologies in implementing distributed programming. Technology will help us to handle several 
complicated problems without requiring large memory and fast processing speed. Mobile Agent Technology 
is both simple and highly secure with the support of Java and Voyager languages.
Key words: distributed programming, highly secure, Java, Mobile Agent, Voyager
 Máy A 
A1 
Máy B 
B2 
B1 
Máy C 
C2 
B3 
C1 
Hình 1. Minh họa mô hình lập trình phân tán
*Khoa Kỹ thuật Công nghệ - Trường Đại học Trà Vinh
1. Giới thiệu
Trong thực tế, khi giải quyết một bài toán với 
độ phức tạp cao thì đòi hỏi không gian vùng nhớ 
lớn và thời gian thực hiện cần phải nhanh. Xuất 
phát từ những bài toán cụ thể như vậy, công 
nghệ lập trình phân tán đã ra đời để giải quyết 
vấn đề này. Hiện nay, có rất nhiều công nghệ 
hỗ trợ lập trình phân tán như: RMI, CORBA, 
DCOM, MPI, Mobile Agent, Mobile Object 
Bài viết giới thiệu lập trình phân tán dùng công 
nghệ Mobile Agent với sự hỗ trợ của ngôn ngữ 
Java và Voyager.
2. Nội dung
2.1. Tìm hiểu một số công nghệ hỗ trợ lập 
trình phân tán
Lập trình phân tán là gì?
Thông thường các chương trình được viết 
dưới dạng các thủ tục hoặc hàm được nạp trực 
tiếp vào bộ nhớ của máy cục bộ để thực thi. Lập 
trình phân tán cho phép gọi một thủ tục hoặc 
hàm hay một đối tượng từ một máy khác trên 
mạng để thực hiện việc tính toán.
27
Soá 9, thaùng 6/2013 27
Khoa hoïc Coâng ngheä
2.2. Một số công nghệ hỗ trợ lập trình phân tán
2.2.1. Công nghệ RMI (Remote Method Invoke)
RMI là một công nghệ lập trình phân tán 
bằng ngôn ngữ Java. 
Hình 2. Mô hình giao tiếp Client và Server
2.2.2. Công nghệ CORBA (Common Object 
Request Broker Architecture)
CORBA dùng một ngôn ngữ đặc tả IDL 
(Interface Discription Language) để đưa ra các 
đối tượng viết bằng những ngôn ngữ khác nhau 
nhưng có thể triệu gọi lẫn nhau theo mô hình 
phân tán.Trong CORBA, các đối tượng muốn 
triệu gọi được với nhau phải thông qua trình 
trung gian là ORB (Object Request Broker)
 Client Server 
Cl_Server 
C
l_
S
er
v
er
_
S
k
el
Cl_Client 
C
l_
C
li
en
t_
S
t
u
b
RMI 
Client Server 
Java 
Client 
Java 
CORBA 
Object 
Lớp trung gian 
_Stub 
Lớp trung gian 
_Skel 
ORB ORB 
IIOP 
Hình 3. Mô hình giao tiếp hai đối tượng xa trong
2.2.3. Công nghệ Mobile Agent
Mobile Agent là một chương trình có khả 
năng di chuyển một cách tự trị từ một nút mạng 
này sang một nút mạng khác. Khi di chuyển các 
Mobile Agent đóng gói mã nguồn, dữ liệu và cả 
trạng thái thi hành, như vậy Mobile Agent có thể 
dừng việc đang thi hành tại máy này, di chuyển 
sang máy khác và khôi phục lại sự thi hành tại 
máy đích. Các tính chất của Mobile Agent: Tính 
di động; Tính tự trị; Khả năng công tác; Tính 
thích nghi.
Thực hiện truyền thông này theo hai cách:
- Giao tiếp thực: Hai agent giao tiếp với nhau 
bằng cách gửi thông điệp (các yêu cầu thủ tục) 
trực tiếp cho nhau.
- Giao tiếp logic: Hai agent muốn giao tiếp 
với nhau tạo kết nối thực với phần mềm cơ bản.
Phần mềm cơ bản của hệ thống Mobile agent 
gồm có 3 tầng: tầng agent, tầng an ninh và tầng 
truyền thông.
Tầng agent: Cung cấp tất cả các tác vụ chính 
cho việc thi hành và kiểm tra của tất cả các agent 
trên máy. Ngoài ra, nó còn cung cấp cho tất cả 
các agent môi trường làm việc và sự thi hành các 
agent độc lập với nhau.
Tầng an ninh: Cung cấp các chức năng cho 
phép truyền các thông điệp và các đối tượng trên 
mạng một cách an toàn.
Tầng truyền thông: Bao gồm các đặc tả cho 
các giao thức truyền, các định dạng tài liệu và 
các đối tượng.
Một số mô hình Mobile Agent phổ biến
Aglets: là một hệ thống Mobile agent hỗ trợ 
các khái niệm thi hành tự trị và định tuyến động 
trên lộ trình của nó. Aglets server là chương trình 
cung cấp môi trường thi hành và một máy ảo 
Java cho aglets hoạt động. Aglets sử dụng giao 
thức ATP (Aglets Transfer Protocol) cho việc di 
chuyển và giao tiếp.
Phần mềm cơ bản Phần mềm cơ bản 
Hệ điều hành Hệ điều hành 
Data 
Di trú 
Giao tiếp 
thực 
Giao tiếp 
thực 
Agent Agent Agent Agent 
logic 
Hình 4. Kiến trúc mô hình Mobile agent
28
Soá 9, thaùng 6/2013 28
Khoa hoïc Coâng ngheä
 VOYAGER SERVER 
MÁY ẢO JAVA 
HỆ ĐIỀU HÀNH 
 VOYAGER SERVER 
MÁY ẢO JAVA 
 HỆ ĐIỀU HÀNH 
Provider 
Agent / 
Object Proxy 
Java 
Object 
Thông điệp: 
Triệu gọi phương thức 
Lấy trả kết quả về 
LOCAL REMOTE 
Voyager: Là một môi trường thương mại hỗ 
trợ phát triển các ứng dụng agent được Object 
Space phát triển.
Mole: Là hệ thống Mobile agent được xây 
dựng với ngôn ngữ Java.
Telescript: Là một sản phẩm thương mại được 
phát triển bởi General Magic Incorporated để hỗ 
trợ cho Aobile agent trong môi trường thương 
mại điện tử.
2.3. Voyager trong lập trình phân tán
Voyager là một công nghệ hỗ trợ lập trình 
phân tán (Mobile Object và Mobile Agent) sử 
dụng ngôn ngữ lập trình Java với cú pháp chuẩn 
hỗ trợ lập trình tạo dựng các đối tượng từ xa một 
cách dễ dàng, cho phép các ứng dụng này trao 
đổi thông điệp với nhau và di chuyển các đối 
tượng giữa các máy tính có hỗ trợ Voyager.
Voyager hỗ trợ di động mạnh có khả năng 
mang toàn bộ mã chương trình và dữ liệu di 
chuyển từ máy ảo Java (JVM) này sang máy ảo 
Java khác nếu các máy có hỗ trợ Voyager. Trạng 
thái của các agent cũng được bảo toàn và tiếp tục 
thực thi tại nơi agent đến. Các chương trình viết 
trong Voyager có thể giao tiếp với các chương 
trình viết bằng SOAP, CORBA, RMI và DCOM. 
Điểm mạnh của Voyager là đơn giản, dễ dùng, 
che giấu các kỹ thuật lập trình phân tán phức tạp.
Hình 5. Mô hình hoạt động của Voyager
Để các agent hoạt động thì cần phải có một 
môi trường hỗ trợ Voyager Server ở cả hai phía 
(máy cục bộ và máy ở xa)
Khi một đối tượng từ xa được tạo ra ở máy 
cục bộ (nhờ vào Provider Agent/Object) thì một 
Proxy sẽ tự động được sinh ra. Voyager Server 
trên máy cục bộ sẽ giao tiếp với đối tượng từ xa 
thông qua Proxy. Giao tiếp là việc trao đổi thông 
điệp giữa đối tượng từ xa và Server cục bộ. 
2.4. Xây dựng ứng dụng phân tán Voyager 1.0.1
Xây dựng một ứng dụng phân tán ta cần trải 
qua hai bước sau:
Bước 1: Cài đặt lớp xử lý. Lớp này sau khi 
biên dịch sẽ là lớp dùng để sinh ra các đối tượng 
từ xa.
Bước 2: Cài đặt lớp giao tiếp người sử dụng.
Ví dụ: Để tạo ứng dụng phân tán dùng tính 
tổng các số từ 1 đến N thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tạo lớp giả sử là CountMobile. Lớp 
này chứa phương thức public long test (long a, 
long b): dùng để tính tổng từ a đến b. Dùng trình 
javac để biên dịch lớp này thành CountMobile.
class. Sau đó, dùng trình vcc để biên dịch Count-
Mobile.class, lúc này sẽ sinh ra file VCountMo-
bile.java. Lớp này do voyager tự sinh ra.
Bước 2: Cài đặt lớp CountMobileClient để 
sử dụng lớp VCountMobile. Lớp này sẽ giao 
tiếp với người dùng, bao gồm việc tạo đối tượng 
từ xa, gửi đối tượng đi, yêu cầu xử lý, nhận kết 
quả trả về và hủy đối tượng từ xa.
* Code minh họa:
Tạo lớp tính tổng từ a đến b
public class CountMobile implements java.
io.Serializable { 
String name;
public CountMobile() {
}
public long test(long a, long b) {
 long kq=0;
 for (long i=a ; i<=b ; i++) { 
29
Soá 9, thaùng 6/2013 29
Khoa hoïc Coâng ngheä
 kq += i;
 }
System.out.println(“Da tinh xong tong tu: “ + a + “ -> “ + b + “ , KQ: “ + kq); 
 return kq;
}
}
Dùng javac để biên dịch lớp trên ta được file: CountMobile.class
Dùng vcc để biên dịch ta được tập tin: VCountMobile.java
Tạo lớp giao tiếp với người dùng
import java.io.*;
import java.io.BufferedInputStream;
import COM.objectspace.voyager.*;
public class CountMobileClient{
public static void main(String args[]) { 
String add[]; 
long SUM = 13; 
BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
 int num, i, numObj=1, succ[], realObj;
 long kq=0;
 try{
 System.out.println(“\n--------------- TINH TONG TU 1 -> N ----------”);
 System.out.print(“Nhap so N can tinh: “);
 SUM = Integer.parseInt(bf.readLine());
 System.out.print(“Ban muon chia cong viec cho bao nhieu may?”);
 numObj = Integer.parseInt(bf.readLine());
 } catch(Exception e){}
 succ = new int[numObj];
 add = new String[numObj];
 for(i=0; i<numObj; succ[i]=1, i++ );
try {
 VCountMobile myMCount[];
 myMCount = new VCountMobile[numObj]; 
 for(i=0; i<numObj; i++){
 myMCount[i] = new VCountMobile(“localhost”);
 } 
 realObj = numObj;
30
Soá 9, thaùng 6/2013 30
Khoa hoïc Coâng ngheä
 for(i=0; i<numObj; i++){
 System.out.print(“Nhap dia chi (IP va Port) cua may thu “ + (i+1) +”: “);
try{ 
 add[i] = bf.readLine();
 } catch(Exception e){} 
 try{ 
 myMCount[i].moveTo(add[i]);
 }
 catch(VoyagerException e){
 succ[i] = 0;
 realObj--;
 System.out.println(“Khong tim thay server: “ + add[i]);
 }
 } 
 long khoang = SUM / realObj, so=0;
 long kt =1;
 int vt=0;
System.out.println(“\n---- KET QUA TINH TOAN TU CAC MAY -------\n”);
 for(i=0; i<numObj; i++){
 if(succ[i]==1){
 kt = so+1;
 so = so + khoang;
 try{
 long temp = myMCount[i].test(kt, so);
System.out.println(“Ket qua lay tu may: “ + add[i] + “ la: “ + temp); 
 kq += temp;
 vt = i; 
 }
 catch(TransportException e){
System.out.println(“Khong the lay Ket qua tu may: “ + add[i]); 
 } 
 }
 }
 if(SUM % realObj != 0){ 
 long temp = myMCount[vt].test(so+1, SUM); 
System.out.println(“Ket qua lay tu may: “ + add[vt] + “ la: “ + temp); 
31
Soá 9, thaùng 6/2013 31
Khoa hoïc Coâng ngheä
 kq += temp;
 }
System.out.print(“Ket qua sau khi tinh toan: “);
System.out.println(kq);
 Voyager.shutdown();
 } catch (VoyagerException exception) {
 System.err.println(exception);
 }
 }
}
Biên dịch lớp CountMobileClient và VcountMobile. Chạy máy ảo Java để kiểm tra chương trình.
* Cài đặt voyager 1.0.1
1. Cài đặt bộ JDK 1.3
2. Chạy Setup Voyager1.0.1.exe. Cài vào C:\voyager1.0.1
3. Thêm biến môi trường CLASSPATH = :\voyager1.0.1\lib\voyager1.0.1.jar.
4. Dịch chương trình
- Dịch: javac .java.
- Dịch vcc: .class
- Dịch tất cả: javac *.java
5. Chạy chương trình 
- Chạy Server: voyager 9000 (Chạy trên cổng 9000).
- Chạy client java 
3. Kết luận
Như vậy, khi dùng Mobile Agent với sự hỗ 
trợ của Java và Voyager ta thấy rằng có nhiều ưu 
điểm hơn so với dùng công nghệ RMI, CORBA, 
DCOM
Mobile Agent có khả năng di chuyển một cách 
tự trị từ một nút mạng này sang một nút mạng 
khác; đóng gói mã nguồn, dữ liệu và cả trạng 
thái thi hành.Việc lập trình đơn giản, chỉ cài đặt 
ứng dụng ở một phía cục bộ. Đặc biệt, Voyager 
còn có khả năng mang toàn bộ mã chương trình 
và dữ liệu di chuyển từ máy ảo Java này sang 
máy ảo Java khác nếu các máy có hỗ trợ Voyager 
mà các công nghệ khác không hỗ trợ được.
Tài liệu tham khảo
Nguyễn Lê Anh. 2005. Giáo trình xử lý song song, Học viện Kỹ thuật Quân sự.
Đoàn Văn Ban. 2005. Giáo trình Lập trình Java. Đại học Sư phạm Hà Nội.
David Reilly- Michael Reilly. 2002. Java Network Programming and Distributed Computing. Pub-
lisher Addison Wesley. Pub Date March 25. ISBN: 0-201-71037-4
John Wiley & Sons. 2004. Tools and Environments for parallel and Distributed computing. All rights 
reserved. Published by John Wiley & Sons, Inc, Hoboken, New Jersey. Published simultaneously in 
Canada.
GeorgeCoulouris et al. 2005. Distributed systems: concept and design.