AgentSphereに
お け る 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル を 用 い た
情 報 共 有 機 構
鈴 木
幸 祐*1,甲
斐
宗 徳*2
An Information
Sharing
Mechanism
using Distributed
Hash Table for AgentSphere
Kousuke SUZUKI *', Munenori
KAI * 2
ABSTRACT
: In recent years, parallel and distributed processing technologies become more and more
required. Since parallel and distributed processing systems are, however, very complicated, the users
require many knowledge and experience of the target systems in order to get the performance benefit.
Therefore we have been developing AgentSphere as a parallel and distributed processing system to reduce
the difficulties of the use and to get the performance
benefit easily. In this paper, we propose its
information sharing mechanism using distributed hash table, which is one of the P2P technologies, and
implement the mechanism to share and retrieve the information of each mobile agents which move
autonomically in AgentSphere network.
Keywords : Mobile agent system, Distributed hash table
(Received April 8, 2013)
1.は じ め に1.1研
究 概 要
分 散 処 理 シス テ ム は,物 流,公 共 分 野 等 様 々な 場 面 で
普 及,応 用 が 進 ん で い る。 これ らの シス テ ム は同 時 に 複
数 の マ シ ンで 個 別 の 処 理 を行 い,さ
らに 全 体 と して 見 る
と一 つ の シス テ ム と して 稼働 す る もの で あ る。 この よ う
な シス テ ム は構 成 して い る ノー ドに 障 害 が 発 生 して も処
理 を続 け られ る よ うな 耐 故 障 性,構 成 す る ノー ドを柔 軟
に 変 更 で き るス ケ ー ラ ビ リテ ィ,複 数 マ シ ンで 処 理 を行
うこ とに よ る処 理 速 度 の 向 上,負 荷 分 散 の 実 現 等 様 々 な
利 点 を見 込 む こ とが で き る。 しか し この 利 点 を十 分 に 発
揮 す るた め に は,複 数 マ シ ンを 適 切 に 扱 うた めの ア ル ゴ
リズ ム,並 列 処 理 技 術,ネ
ッ トワー クに 対 す る知 識 等 の
高 度 な 知 識 が 要 求 され る。 これ は 分 散 処 理 シス テ ム を導
入 す る上 で の ハ ー ドル とな っ て い る。 そ こで 我 々 は,こ
の 問題 を解 決 す べ く,ユ ー ザ が 分 散 処 理 シス テ ム に関 す
る 知 識,経 験 が 十 分 に 無 く て も そ の 恩 恵 を 受 け られ る よ うな プ ラ ッ トフ ォ ー一一ム,AgentSphereの 開 発 を 行 っ て き た 。 1.2AgentSphere 様 々 な 分 散 処 理 の 体 系 が 存 在 し て い る が,我 々 は 自律 性 を 持 っ た モ バ イ ル エ ー ジ ェ ン ト シ ス テ ム を 採 用 し た 。 そ れ は,プ ロ グ ラ ム が 稼 働 し て い る マ シ ン がAgentSphere で 構 成 され るネ ッ ト ワ ー ク か ら離 脱 し た 場 合 で も,他 の マ シ ン に エ ー ジ ェ ン トが 移 動 す る こ と で 処 理 を 続 け られ る と い う利 点 が 存 在 し て い る か ら で あ る。 自律 性 に 関 し て は 当 面 の 目標 と し て,自 動 的 に ネ ッ ト ワ ー ク に 参 加 し て い る マ シ ン を 感 知 し,そ の マ シ ン性 能 の 収 集 を 行 い, そ し て そ の 情 報 を元 に 稼 働 し て い る プ ロ グ ラ ム に と っ て 最 適 な マ シ ン を 自動 的 に 選 定 す る こ と を 目 的 と し て い る 。 *1:理 工 学 研 究 科 理 工 学 専 攻 博 ± 前 期 学 生 *2:理 工 学 研 究 科 理 工 学 専 攻 教 授(kai@st ,seikei.acjp) 1.3現 状 の 課 題 AgentSphereで は 上 述 の マ シ ン の 自 動 検 知 や 性 能 情 報 の 収 集 をAgentSphere間 の ブ ロ ー一一ドキ ャ ス トに よ り行 う の で,ブ ロ ー ドキ ャ ス ト範 囲 外 の マ シ ン は 参 加 不 可 能 と な る。 ま た,マ シ ン 情 報 の 更 新 に 関 し て も 同 様 に ブ ロ ー成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告
Vol50No.1(2013.6)
ドキ ャ ス トを 使 用 し て い る 。 こ の よ うに ブ ロ ー ド キ ャ ス トを 多 用 し た シ ス テ ム と な っ て い る た め に,大 量 の マ シ ン を接 続 し た 場 合 に ネ ッ トワ ー ク へ 負 荷 が か か る 。 ま た,従 来 は 移 動 を 行 うエ ー ジ ェ ン ト同 ± の メ ッセ ー ジ ン グ を 行 う際 に は,全 ノ ー ド を 巡 回 す る エ ー ジ ェ ン ト を 生 成 し,全 工 一 ジ ェ ン トを 把 握 す る と い う方 法 を 取 っ て い る 。 し か し,こ の 方 法 で は 自 律 的 な エ ー ジ ェ ン トの 移 動 を 正 し く 把 握 で き ず に,メ ッ セ ー ジ ン グ が 適 切 に 行 え な い 場 合 も 出 て く る こ と が 問 題 と な っ て い る 。2.本
研 究 の 目 的
1.3で 挙 げ た 問 題 の 根 源 は,本 シ ス テ ム に お け る 基 礎 的 な ネ ッ トワ ー ク機 構 が サ ポ ー トす べ き機 能 を 未 だ サ ポ ー トで き て い な い こ と に 起 因 し て い る 。 本 シ ス テ ム の ネ ッ トワ ー一一ク は,AgentSphere同 士 を 繋 ぎ, エ ー ジ ェ ン トが 自 律 的 に 動 作 す る た め の 基 盤 と す る こ と が 目 的 で あ る。 本 研 究 で は,エ ー ジ ェ ン トの 自 律 を 「移 動 す る か し な い か の 判 断 を 下 し,移 動 す る 場 合 に は 自 動 で 移 動 先 マ シ ン を 選 定 す る こ と 」と し て い る 。そ の た め, こ の 機 能 を 実 現 す る た め に は,自 分 以 外 の マ シ ン の 状 況, エ ー ジ ェ ン トの 存 在 情 報 の 把 握 が 必 要 と な っ て く る 。 こ の よ うな 「自 分 の ノ ー ドだ け で は わ か ら な い 情 報 を 知 る た め の 機 構 が 要 求 さ れ る 。 こ の よ うな 要 求 を カ バ ー す る た め に,こ れ ま で のAgentSphereの 研 究 で は 巡 回 す る エ ー ジ ェ ン トを 生 成 し て 必 要 な デ ー タ を 各 ノ ー ドに 配 布 す る 方 法 や,ブ ロ ー ドキ ャ ス トで 一 括 送 信 す る 方 法 が と ら れ て き た の で あ る 。 し か し,こ れ ら の 方 法 の 場 合 ノ ー ド が 「自分 以 外 の ノ ー ドーに つ い て 判 断 材 料 と す る 情 報 は, あ く ま で そ の ノ ー ドが 保 持 し て い る デ ー タ と な る 。 本 来 な ら ば,必 要 な デ ー タ を 必 要 な と き に 問 い 合 わ せ を 行 い, 検 索 を し た う え で 情 報 を 取 得 し,そ の 情 報 を 使 う と い っ た 方 が 自 然 で あ る。 そ こ で,こ の よ うな 状 態 に 近 づ け る た め に,本 研 究 で はP2P技 術 の 一 つ で あ る,分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル を 採 用 す る こ と に し た 。 以 降 で は 採 用 した 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル に つ い て の 説 明 を 行 う。3.本
研 究 で 開 発 す る ネ ッ トワ ー ク
図1Hubの リ ン ク 構 成 と,デ ー タ を ネ ッ ト ワ ー ク に 参 加 し て い る ノ ー ド全 体 で 管 理 す る こ と が 挙 げ ら れ る 。 本 研 究 で 用 い るMerCUIyは, 通 常 の 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル ア ル ゴ リ ズ ム で は 不 可 能 な, デ ー タ 検 索 の 際 に 複 数 属 性,範 囲 を 指 定 し た 検 索 を 可 能 と し た ア ル ゴ リ ズ ム で あ る。 3.2Mercury採 用 の 理 由 Merculyを 採 用 し た 理 由 は,ネ ッ ト ワ ー一一ク に 参 加 し て い る マ シ ン が 自 由 に ネ ッ ト ワ ー ク に 存 在 す る デ ー タ の 検 索 が で き る と い う点 に あ る 。 こ の 機 能 をAgentSphereネ ッ ト ワ ー ク に 適 応 す る こ と に よ っ て,こ れ ま で は ブ ロ ー ドキ ャ ス ト等 を 使 い ネ ッ ト ワ ー ク に 存 在 し て い る全 マ シ ン に 送 信 し て い た マ シ ン 情 報 の デ ー タ や,全 ノ ー ドを 逐 一 チ ェ ッ ク し,ど の ノ ー ドに ど の エ ー ジ ェ ン トが 存 在 し て い る か を 探 し て い た 従 来 の 方 法 と違 い,目 的 と な る エ ー ジ ェ ン トを 検 索 す る こ と が 可 能 と な る。 さ ら に,デ ー タ の 検 索 方 法 に 関 し て も,通 常 のKeyMapping方 式(一 般 的 な 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル の 方 式)で は デ ー タ は 負 荷 分 散 の た め に 集 合 と は 関 係 な く配 置 さ れ,連 続 す る デ ー タ を 操 作 す る 際 に 不 都 合 を 生 じ る 。 エ ー ジ ェ ン トは プ ロ グ ラ ム で あ る の で,そ こ で 使 うデ ー タ に は 関 連 性 が 生 じ,あ る 程 度 デ ー タ は ま と め て 管 理 で き る よ うに す る 必 要 が あ る 。 そ こ で,あ る程 度 の 効 率 的 な ア ク セ ス 方 法 を 提 供 で き るMercuryを 採 用 し た 。 これ に よ っ て,分 散 環 境 に お け る デ ー一一タ の 検 索 シ ス テ ム がAgentSphereに 実 装 さ れ る こ と に な り,問 題 と な っ て い た 移 動 す る エ ー ジ ェ ン トの 把 握 や,マ シ ン の 情 報 等 を 適 切 に 扱 う こ と が 可 能 と な る。 3.1Mercury 本 研 究 で は,前 項 で 記 し た 要 求 を カ バ ー す る た め, Merculy[1]ア ル ゴ リ ズ ム を 使 用 す る こ と に し た 。 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー一一ブ ル と は,P2P技 術 の 一 つ で,ネ ッ ト ワ ー一一ク を 介 し て 複 数 の ノ ー ド間 で デ ー タ を 共 有 す る 技 術 で あ る 。 特 性 と し て は 高 速 に 必 要 と す る デ ー タ へ た ど り着 け る こ 3.3Mercuryの 概 要 Mercuryは 前 述 の 通 り,分 散 ハ ッ シ ュ テ ー一一ブ ル の 一 種 で あ る。 複 数 属 性 の 検 索 を 可 能 とす る た め に,ネ ッ ト ワ ー ク に 検 索 のKeyと な る 属 性 ご と にHubと い うノ ー一一ドの 集 合 を 形 成 す る。Hubは 図1に 示 す よ うに リ ン グ 状 に 構 成 さ れ て い る 。Hubは 他 のHubに ア ク セ ス す る た め の リ ン ク を 持 ち,他 属 性 の 検 索 の 際 に 使 用 す る 。 さ ら に,リ ン グ 以 外 に 確 率 密 度 関 数F(d)=1/d(log(n))に し た が っ て 生 成 さ れ る リ ン ク を 持 つ 。 こ れ は,リ ン グ を た ど る 際 に 一 つ 一 つ 回 る 手 間 を 省 く た め に 飛 び 地 の リ ン ク と し て 使 用 す る た め の も の で あ る。 こ の 確 率 密 度 関 数 に よ っ て 全 ノ ー ドが 同 数 の リ ン ク を 張 っ た ネ ッ トワ ー ク は あ る 点 か ら あ る 点 ま で の 移 動 が0(log(n)〈2)と な る 特 性 を 持 つ 。 こ の よ うな ネ ッ ト ワ ー ク で 構 成 さ れ る ノ ー ド群 に 対 し て,保 存 す る デ ー タ の 担 当 範 囲 を 割 り 振 り,デ ー タ を 保 存 す る 。 こ れ が Mercuryの 概 要 で あ る 。
ク ア ップ手 順 を 参考 と した。(図2)
口
口
■【 ■【
の バ ックアップ 担 当ノー ド 図2Chordの バ ッ ク ア ッ プ シ ス テ ム 3.4Mercuryの デ ー タ 管 理 MerCUIyで は,そ の 他 の 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル と 同 様 に, 基 本 的 に 保 存 す る デ ー タ(ネ ッ トワ ー ク 上 で 共 有 した い デ ー一一タ)は そ の ネ ッ トワ ー一一一ク に 参 加 し て い る ノ ー一一ド1つ に 保 存 す る こ と と な り,そ の デ ー タ へ の ア ク セ ス の 到 達 性 を 保 証 す る よ うな 構 造 を つ く り上 げ る 。 3.3項 で 触 れ たHubがMerCUIyに お い て こ の デ ー一一タ へ の 到 達 性 を 保 証 す る 重 要 な 要 因 と な っ て い る 。 図1で 分 か る よ うに 全 て の ノ ー ドは リ ン グ 状 に 構 成 さ れ る 。 こ の リ ン グ を 一 つ 一 つ 渡 り歩 け ば 結 果 的 に 全 ノ ー ド に ア ク セ ス す る こ と が で き る の で,デ ー タ へ の 到 達 保 障 性 は こ こ で 満 た さ れ る こ と に な る。 デ ー タ へ の 到 達 性 は 以 上 の よ うに 確 保 さ れ た が,こ の ま ま で は 目的 の ノ ー ドへ の ア ク セ ス に 時 間 が か か る。そ こ で 3.3項 で 説 明 した,あ る 確 率 密 度 関数 に し た が っ て 生 成 さ れ る リ ン ク を全 ノ ー ドに 張 る こ と で,ア ク セ ス ス ピ ー ドを 向 上 させ る こ と が で き る 。MerCUIyで は,こ の よ うに して ア ク セ ス 精 度 を 向 上 させ た 上 で,デ ー タ の 共 有 を 行 う。先 に 述 べ た 様 に 基 本 的 に は1つ の デ ー タ を ど こ か の1つ ノ ー ドに 保 存 す る。 ま た,Merculyで は デ ー タ の 範 囲 検 索 を 効 率 的 に 実 現 す る た め に,リ ン グ 状 の ネ ッ トワ ー ク に 対 し て,順 番 に デ ー タ の 担 当 範 囲 を 割 り当 て,そ の 担 当 範 囲 内 の デ ー タ に 対 し て 保 存,取 得 要 求 が 発 生 した 場 合 に,そ の 担 当 の ノ ー ドに 保 存,取 得 の 操 作 を行 う。 3.5Mercuryの 補 完 MerCUIyで は,デ ー一一タ 管 理 の 手 法 に 焦 点 が 当 て ら れ て お り,ノ ー ドに 障 害 が 発 生 し た 際 の デ ー タ 復 旧 の 手 順,ア ル ゴ リズ ム 等 に 関 し て は 規 定 さ れ て い な い 。 我 々 の シ ス テ ム で は,自 由 に ノ ー ドが ネ ッ トワ ー ク 上 に 離 着 脱 可 能 な 状 態 を 目 指 し て い る の で,ノ ー ドに 障 害 が 発 生 した 際 の デ ー タ の 復 旧 シ ス テ ム の 構 築 は 必 至 と な る 。 そ こ で, 一 番 基 本 的 な 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル で あ るChordの バ ッ こ の よ うに,リ ン グ 状 に 構 成 され て い るネ ッ ト ワ ー ク に お い て,自 分 に 直 結 し て い る ノ ー ドの うち,先 の ノ ー ド をSuccessor,前 の ノ ー一一ド をPredecessorと い う 。 こ の SuccessorとPredecessorが そ れ ぞ れ 自 分 の デ ー タ の バ ッ ク ア ッ プ を 取 る と い う方 法 が,Chordで は 用 い られ て い る 。 実 装 の 際 に は そ の 次 の ノ ー一一ド(SuccessorのSuccessorや PredecessorのPredecessor)と 数 ノ ー一一ドに ま た が っ て こ の バ ッ ク ア ッ プ を と っ て い く こ と と な る 。 な お,本 シ ス テ ム で は 何 ノ ー ド先 ま で 自 己 の バ ッ ク ア ッ プ を 保 存 し て ゆ く か は オ ー バ ー ヘ ッ ド と の ト レ ー ドオ フ と な る た め,ユ ー ザ が 設 定 で き る よ うに し て あ る。 4.Mercuryの 改 良 本 研 究 で は,Merculyを ベ ー一一一ス と し て,小 規 模 な ノ ー一一ド 群 でAgentSphereを 使 用 す る 際 に 備 え て 改 良 を 加 え た 。 4.12層 化 Mercuryで は ネ ッ ト ワ ー一一ク に ノ ー一一ドが 参 加 す る と,参 加 を 申 請 し た ノ ー一一一ドか らHubと い うデ ー タ の 一 部 範 囲 の 担 当 を 受 け 渡 され,リ ン グ 状 の ネ ッ ト ワ ー ク の 一 部 と な る こ と で ネ ッ ト ワ ー ク の 参 加 が 完 了 す る こ と と な る。 し か し,こ の 方 法 の 場 合 実 際 に 稼 働 す る 際 に 不 都 合 が 生 じ る 場 合 が 存 在 し て い る 。(図3)'
一
一
一
一
一
一
一 ・
一
・
図3整
数値1∼7を7ノ
ー ドで 管理 す る場 合
成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告
Vol50No.1(2013.6)
こ の 例 の よ うに,デ ー タ 数 が ノ ー ド数 と 同 等 の 場 合 は
1デ ー タ を1ノ ー ドで 担 当 す る こ と と な るMerCUIyで は
0(log(n)〈2)で 検 索 が で き る が,1E確 に は0(log(n)〈2)回 の 通 信 が 発 生 す る こ と と な る 。 従 っ て ノ ー ドと 比 較 して 保 持 す る デ ー タ が 多 く な い 場 合 に はMerCUIyに は 不 得 意 な ケ ー一一ス と な る。 こ の よ うな 状 況 は,AgentSphereで 運 用 し た 場 合 に 容 易 に 発 生 す る こ と が 想 定 さ れ る 。 具 体 例 と し て は,AgentSphereに 接 続 さ れ て い る マ シ ン の 情 報 が 挙 げ ら れ る 。 こ れ は,各 ノ ー ドの マ シ ン の 状 態 を 見 る た め の 物 で あ り,エ ー ジ ェ ン トが 自 動 的 に 移 動 先 マ シ ン を 選 定 す る た め に 必 須 と な る 情 報 で あ る 。 よ っ て ネ ッ トワ ー ク を 介 し て 共 有 し た い 情 報 の 中 で も 得 に 重 要 と な る 情 報 だ が,基 本 的 に そ の 情 報 の 数 は1ノ ー ドに つ き 一 つ あ れ ば 済 む 。 つ ま り,図3に 挙 げ た 例 が そ の ま ま 起 き る こ と と な り,Mercuryの 特 性 上 好 ま し く な い 。 ま た,ネ ッ トワ ー ク を 構 成 し た 直 後 に も保 存 さ れ て い る デ ー タ は 存 在 し な い の で,Hubが 構 成 で き な い と い っ た 状 態 も 発 生 す る こ と と な る。 しか し,本 シ ス テ ム に と っ てMerCUIyの 検 索 方 法 は2章 で 挙 げ た 必 要 要 件 を 満 た す も の で あ り,検 索 の 手 段 と し て 見 れ ば 有 用 で あ る 。 そ こ で 本 研 究 で は, Mercuryの デ ー タ 検 索 方 法 は そ の ま ま に,ネ ッ トワ ー一一ク の 参 加 手 順 を 変 更 し,リ ン グ 上 のMerCUIyネ ッ トワ ー一一ク を 構 築 す る 前 段 階 と し て,ロ グ イ ン サ ー バ が ス ー パ ー ノ ー ド と し て 機 能 し,そ の 後 負 荷 の 増 加 に 伴 っ て サ ブ ノ ー ドか ら ス ー パ ー ノ ー ド と な る ノ ー ド を 抽 出 し て ス ー パ ー ノ ー ド同 士 でMerculyア ル ゴ リズ ム の ネ ッ トワ ー一一ク を 構 築 し, 2層 化 構 造 を 実 現 す る 。 4.2動 的 なHubの 追 加 複 数 属 性 の 範 囲 検 索 機 能 はMerCUIyの 特 性 で あ る。し か し,検 索 す る 属 性 の 追 加 を し よ う とす る と,Javaの 場 合, 仕 様 上 ノ ー ド同 士 で 通 信 す る 際 に そ れ ぞ れ の ノ ー ドに と っ て 既 知 の 属 性 で あ る 必 要 が あ る 。 既 知 ク ラ ス 以 外 の ク ラ ス を ロ ー ドす る 手 順 は 図4の よ うに な る 。
図4未
知 ク ラス の ロー ド手 順
この 手順 を無 視 して ク ラス を読 み 込 も うと した場 合 に
は クラ ス が解 決 で き ず エ ラー が発 生 して しま う。 これ を
解 消す るた め に は,新 た に検 索属 性,範
囲 を 追加 す る際
に そ の 属性 を扱 うノ ー ドを全 て シ ャ ッ トダ ウン し,そ れ
ぞ れ の ノー ドに 対 して ク ラス を理 解 させ る 手順 が必 要 と
な る。 だ が これ で は シ ス テ ム と して の 柔軟 性 に 欠 け,現
実 的 で は な い。そ こで,AgentSphereの 特 性 の 一 つ で あ る,
シ ス テ ムの 動 的 更新 機 能 を 利 用 し,動 的 なHubの 追 加 機
能 を 実 現 した。(図5)
図5動
的 なHubの 追 加 機 能
こ の よ うに,ユ ー ザ はHubを 作 成 し,(こ れ が コ ン パ イ ル さ れ,AgentSphereに お い て の 未 知 ク ラ ス と な る) AgentSphere付 属 のShellを 使 い 未 知 ク ラ ス を 解 決 で き る ク ラ ス ロ ー ダ を 読 み 込 む 。こ の よ う な 手 順 を 踏 む こ と で, 図4の よ うな 煩 雑 な 手 順 を 踏 む こ と無 く未 知 ク ラ ス を ロ ー ド し,さ ら に は 他 マ シ ン に そ の ク ラ ス を 転 送 し て も 問 題 な く稼 働 す る よ うに な る。 こ の ク ラ ス ロ ー ダ に 関 し て は 論 文"DesignandImplementationofSerializingMethodf()r Non-proceduralObjectTransferbetweenJavaVMs":2011 Pacr㎞"[4]を 参 照 さ れ た い 。 4.32層 化MercuryのAgentSphereへ の 適 応 今 回 作 成 し た ネ ッ トワ ー一一ク をAgentSphereへ 適 応 す る こ と に よ っ て,AgentSphere,エ ー一一ジ ェ ン トど ち ら も使 用 で き る 情 報 共 有 機 構 が 構 築 さ れ る こ と と な っ た 。 こ の 機 構 を 使 う こ と に よ っ て,こ れ ま で の 方 式 と は 違 い 「必 要 な と き に 必 要 な デ ー タ 」 を 問 い 合 わ せ,検 索 を 行 え る環 境 が 整 っ た 。 一 例 と し て は,こ れ ま で ブ ロ ー ドキ ャ ス ト で 全 マ シ ン に 対 し て 各 自 の ノ ー ドが 送 信 し て い た マ シ ン の 情 報 を,こ の 機 構 を 使 う こ と に よ っ て,ネ ッ ト ワ ー ク に 対 し て 保 存 要 求 を 行 うだ け で 共 有 す る こ と が で き る よ うに な っ た 。5.移
動 を 行 う エ ー ジ ェ ン トの 存 在 位 置 の 把 握
本 研 究 の 自律 型 工 一 ジ ェ ン トは,自 動 的 に 移 動 を 行 い, さ ら に は そ の 移 動 を 行 うエ ー ジ ェ ン ト 自身 が 他 の エ ー ジエ ン トに 対 して メ ッセ ー ジ を送信 す る こ とで,協 調 動 作
を実 現 す る こ とで,分 散 処 理 シ ス テ ム と して の 性 能 を よ
り向 上 させ る こ と を コ ンセ プ トの 一 つ と して い る。 しか
し,そ れ ぞ れ が ユ ー ザ の 管 理 下 を離 れ 自律 的 に移 動 す る
エ ー ジ ェ ン トの 位 置 を 把 握 し続 け る こ とは 困 難 で あ る。
さ らに そ れ が稼 働 す るエ ー ジ ェ ン トの 数 が 増 加 した 場 合
に は な お さ らで あ る。これ ま で のAgentSphereに お け る解
決 方 法 は,2章
で 説 明 を行 っ た よ うに,全 て の マ シ ンが
そ れ ぞ れ に 自分 の 情 報 をネ ッ トワー クに 存 在 して い るマ
シ ン全 て に 送信 す る とい うもの で あ っ た 。 これ ま で 説 明
して きた 通 り,本 研 究 で は この 手 法 を改 善 し,よ
り効 率
的 に複 数 マ シ ンで の 情 報 の 共 有 を行 うた め に,分 散 ハ ッ
シ ュテ ー ブ ル を基盤 と して 新 しい ネ ッ トワー ク機 構 を 導
入 した 。移 動 を行 うエ ー ジ ェ ン ト自身 も,共 有 され るべ
きデ ー タで あ る と考 え る と今 回構 築 した シ ス テ ム を使 う
こ とで,存 在位 置 の 把握 が 可 能 とな るか らで あ る。
5.1要 求 と 目 的 工 一 ジ ェ ン ト自 身 も デ ー タ で あ り,こ の デ ー タ を そ の ま まMercuryネ ッ ト ワ ー ク に 対 し て 投 げ,共 有 す る こ と も 可 能 で あ る 。 し か し,こ の 方 法 で は エ ー ジ ェ ン ト,も し く は エ ー ジ ェ ン トが 存 在 し て い る マ シ ン(以 降 で は エ ー ジ ェ ン トと し て ま と め て 記 述)が 能 動 的 に デ ー タ を 保 存 し た 時 の 情 報 し か 共 有 さ れ な い こ と と な る 。 つ ま り,エ ー ジ ェ ン トが 存 在 し て お り,か つ そ の エ ー ジ ェ ン トが 意 図 的 に 自 身 の 存 在 位 置 を 共 有 し た 場 合 の 情 報 の み 共 有 さ れ る こ と と な る 。 こ れ は,エ ー ジ ェ ン トが 正 常 に 動 作 し て い る 場 合 に は 問 題 な く 稼 働 す る こ と と な る が,エ ー ジ ェ ン トに 何 か し ら の 障 害 が 発 生 し た 場 合 に 問 題 が 起 こ る 。 分 散 処 理 シ ス テ ム の 特 性 と し て,耐 故 障 性 が 高 い こ と は よ く 知 ら れ て い る 。AgentSphereと し て も こ の 特牲 を ユ ー ザ が よ り簡 単 に 享 受 で き る 環 境 の 構 築 を 目 指 して お り, エ ー ジ ェ ン トの 存 在 位 置 を 把 握 す る こ と で エ ー ジ ェ ン ト の 停 止,生 存 の 判 定 を 行 う必 要 が あ っ た 。 そ こ で,本 研 究 で は エ ー ジ ェ ン トの 存 在 位 置,さ ら に は 生 存 情 報 を 確 認 で き る よ うな シ ス テ ム を 構 築 し た 。 ま た,本 来 は デ ー タ を 送 信 す る 側 が デ ー タ を 送 信 す る こ と で デ ー タ を 共 有 す る こ と と な る が,エ ー ジ ェ ン トの 生 存 確 認 も兼 ね る こ と を 目 的 と し て い る の で,こ こ で 作 成 す る 機 構 は エ ー ジ ェ ン トの 存 在 情 報(保 存 さ れ る デ ー タ)と デ ー タ を 管 理 す る ノ ー ドそ れ ぞ れ が お 互 い に 相 互 確 認 を 行 う こ と とす る。 通 常 のMerCUIyの デ ー タ 管 理 シ ス テ ム で あ る,デ ー一一タ 管 理 側 へ の ア クセ ス だ け の 場 合 に は,図3の 状 況 だ と デ ー一一 タ 管 理 側 ノ ー ドが エ ー ジ ェ ン トの 移 動 を 監 視 す る こ と が で き る が,逆 に い う と そ れ 以 上 の こ と は で き な い 。 そ こ で,デ ー タ を 管 理 す る ノ ー ドか ら も デ ー タ(こ の 場 合 は エ ー ジ ェ ン ト)の 状 態 を 確 認 す る こ と で,デ ー タ 管 理 ノ ー ドの 障 害 発 生,エ ー ジ ェ ン トの 障 害 発 生 等 が 検 知 で き る よ うに な る。 エ ー ジ ェ ン トの 生 存 確 認 を 行 う ノ ー ド と し て 割 り 当 て ら れ た ノ ー一一ドは,MerCUIyの ア ル ゴ リ ズ ム に し た が っ て 割 り 当 て られ る こ と に な る の で,MerCUIyの デ ー一一タ 検 索 ア ル ゴ リ ズ ム に し た が っ て 自 由 に 検 索 可 能 と な る。 つ ま り , ネ ッ ト ワ ー ク に 参 加 し て い る ノ ー ドか ら特 定 の エ ー ジ ェ ン トを 管 理 し て い る ノ ー ドへ 通 信 を 行 う こ と が 可 能 と な る の で あ る 。 さ ら に,こ の ノ ー ドが エ ー ジ ェ ン トの 存 在 位 置 を 把 握 し て い る の で,特 定 の エ ー ジ ェ ン トの 検 索 機 能 が 構 築 で き た こ と と な る 。 こ の よ うな エ ー ジ ェ ン トの 検 索 機 能 が 実 現 で き る よ う に な っ た た め,過 去 の 研 究 で 問 題 と な っ て い た 移 動 を 行 うエ ー ジ ェ ン ト同 ± が,メ ッ セ ー ジ ン グ を 行 う際 に 存 在 位 置 が わ か ら な い と い う問 題 が 解 決 で き た 。 6.評 価今 回 作成 した 情報 共有 機 構 が正 常 に 動作 して い る の か
確 認 を 行 う。 ま ず は,デ
ー タ を 保 存 す る た め の
AgentA,B,Cの 生 存 確 認 を 行 うノー ド 5.2手 法 今 回 作 成 し たMerculyネ ッ トワ ー一一ク を 利 用 す る こ と で, 基 本 的 な デ ー タ 共 有 の 仕 組 み は 整 っ て い る 。 そ こ で,ノ ー ドに 管 理 す る エ ー ジ ェ ン トを 割 り振 り,分 散 し て エ ー ジ ェ ン トを 管 理 す る こ と と し た 。 こ の 割 り振 りに 関 し て は,MerCUIyで 情 報 を 保 存 す る 際 の ア ル ゴ リズ ム を 転 用 す る こ と で ノ ー ドに 障 害 が 発 生 し た 場 合 に 関 し て も 堅 牢 性 を 維 持 で き る こ と と な る 。<■ ゆ
・
相互生存確認
図6エ ー ジ ェ ン ト情 報 共 有 へ のMercuryの 適 用成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告
Vol50No.1(2013.6)
MercuryHubの 作 成 を 行 う。 こ こ で は,整 数 値1∼400 をKeyと す るHubを 作 成 す る 。(図7) 次 に,実 際 に 保 存 す る デ ー タ を 保 存 す る 。 こ の 例 の 場 合 保 存 す る デ ー タ は 一 つ だ け で あ り,Keyの 値 は100と な っ て い る。(図8:①)そ の 後,保 存 した デ ー タを 取 得 す る。 そ の た めに,取 得
す る範 囲 を こ こで 指 定 して い る。(図9:①)
を お こな っ て き た シ ス テ ム を 最 大 限活 用す るた め の エ ー
ジ ェ ン トの 自律 挙動 の調 査,実 際 に ユ ー ザ が使 用す るた
め の,ユ ー ザ補 助機 能 の 実現 等 が 挙 げ られ る。
謝辞
本 研 究 は 科 研 費(基 盤 研 究(C)21500041)の 助 成 を 受 け た も の で あ る こ と を こ こ に 記 し,謝 意 を 表 し ま す 。参考文献
さ ら に,取 得 し た デ ー タ が 正 確 か ど うか を チ ェ ッ ク し て い る の が(エ ラ ー!参 照 元 が 見 つ か り ま せ ん 。)で あ る 。 こ れ は,ネ ッ トワ ー ク が 全 て 正 常 に 動 作 し て い る 場 合 の 動 作 実 験 で あ る 。 こ の 後,デ ー タ を 保 存 し て あ る ノ ー ド を 意 図 的 に 落 と し た 場 合,バ ッ ク ア ッ プ デ ー タ を 適 切 に 取 得 で き る か ど うか 実 験 を 行 っ た 。(図ll:①) こ の よ うに,コ ネ ク シ ョ ン が 切 断 さ れ た た め,エ ク セ プ シ ョ ン が 投 げ ら れ て い る 。 し か し,バ ッ ク ア ッ プ デ ー タ を 別 の ノ ー ドが 保 持 し て い る た め,問 題 な く 取 得 が 完 了 し た 。(図12:②) [1]AshwinR.Bharambe,MukeshAgrawal,Srinivasan Seshan "Mercury:SupportingScalableMulti -AttributeRange , SIGCOMM2004". [2]GurmeetSinghMan㎞,MayankBawa,Prabhaker Raghavan "Symphony:DistributedHashilgInASmallW6rld" , USITS2003Proceed血gsofthe4thconferenceon USEN[XSymposiumonInternetTeclmologiesand Systems". 7.ま と め 今 回 の 研 究 で,AgentSphereの 問 題 点 で あ っ た ネ ッ ト ワ ー ク を 介 し た デ ー タ の 共 有 方 法 を 分 散 ハ ッ シ ュ テ ー ブ ル の 一 種 で あ るMercuryを 使 う こ と で 改 め た 。 そ の 際 に, AgentSphereに と っ て 適 し た 形 で の 導 入 と な る よ う に 改 良 を 行 い,Mercuryの 弱 点 で あ っ た 保 存 す る デ ー タ が 少 数 で あ っ た 場 合 の デ ー タ 共 有 の 仕 組 み や,検 索 用 の モ ジ ュ ー ル で あ るHubを 動 的 に 追 加881【b},hlOEeUGtogvl'亀AodotVfiCt,eble'∼ocLotProAY.b}LQ∼ockttAv)幽tiblQ`)c」ltQd . す る 仕 組 み を 整 え た 。eel[・ ・lhlDEeUGtav,1・ ・hod"tvhct,。h・・"eI・S。ch・tPr。SY…Ut∼ 。C」・tA・・,1・bt。()t・f・・sh・dこの 結果,複
数 ノー ドで 効 率 的 な デ ー タ
を共 有 が 可 能 とな っ た。
ま た,こ れ ま で の 研 究 で解 決 が 急務 とな
っ て い た そ れ ぞ れ が 自律 して 移 動 を行 うエ
ー ジ ェ ン トの 存 在位 置 の 把握 とい う問 題 に
対 して,そ れ ぞ れ の エ ー ジ ェ ン トの 生 存 管
理 を行 うノー ドを ネ ッ トワー ク状 に 配 置 す
る こ とで,そ れ ぞ れ の エ ー ジェ ン トの 存 在
位 置 をネ ッ トワー ク全 体 と して 管 理 で き る
体 制 が 整 っ た。
本研 究 の 結 果,AgentSphereに
お い て エ ー
一
一
ジ ェ ン トが 自律 的 に 稼働 し,ま た そ の 稼 働
に 合 わ せ た メ ッセ ー ジ ン グ を行 う機 構 が 整
っ た。 今 後 の課 題 と して は,こ れ ま で 構 築
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タ を保 存 して い る ノ
ドを切 断 した場 合
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