The migration process of mobile agents: implementation, classification, and optimization

Mobile Agenten stellen ein neues faszinierendes Design-Paradigma für den Aufbau und die Programmierung von verteilten Systemen dar. Ein mobiler Agent ist eine Software-Entität, die von ihrem Besitzer mit einem Auftrag auf einem Knoten eines verteilten Systems gestartet wird und dann zur Laufzeit auf andere Knoten des Netzwerkes migriert. Diese Arbeit konzentriert sich auf den Migrationsprozess für mobile Agenten, dem in der Literatur bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde, obwohl er die Ausführungsgeschwindigkeit eines Agenten entscheidend beeinflusst. Eine detaillierte Analyse der Netzbelastung von mobilen Agenten im Vergleich zum traditionellen Client-Server Ansatz in mehreren typischen Anwendungsszenarien zeigt das Potential von mobilen Agenten zur Verringerung von Verarbeitungszeiten. Allerdings zeigt die Analyse ebenso die Nachteile der in heutigen Agentensystemen verwendenten sehr einfachen Migrationstechniken. Es wird ein neues Migrationsmodell mit Namen Kalong vorgestellt, das den Nachteil der fehlenden Anpassbarkeit heutiger Agentensysteme beseitigt und dem Programmierer eines mobilen Agenten eine sehr flexible Technik für die Migration zur Verfügung stellt

Resilience-Building Technologies: State of Knowledge -- ReSIST NoE Deliverable D12

This document is the first product of work package WP2, "Resilience-building and -scaling technologies", in the programme of jointly executed research (JER) of the ReSIST Network of Excellenc

Arquitectura multiagente para E/S de alto rendimiento en clusters

La E/S constituye en la actualidad uno de los principales cuellos de botella de los sistemas distribuidos de propósito general, debido al desequilibrio existente entre el tiempo de cómputo y de E/S. Una de las soluciones propuestas para este problema ha sido el uso de la E/S paralela. En esta área, se han originado un gran número de bibliotecas de E/S paralela y sistemas de ficheros paralelos. Este tipo de sistemas adolecen de algunos defectos y carencias. Muchos de ellos están concebidos para máquinas paralelas y no se integran adecuadamente en entornos distribuidos y clusters. El uso intensivo de clusters de estaciones de trabajo durante estos últimos años hace que este tipo de sistemas no sean adecuados en el escenario de computación actual. Otros sistemas, que se adaptan a este tipo de entornos, no incluyen capacidades de reconfiguración dinámica, por lo que tienen una funcionalidad limitada. Por último, la mayoría de los sistemas de E/S que utilizan diferentes optimizaciones de E/S, no ofrecen flexibilidad a las aplicaciones para hacer uso de las mismas, intentando ocultar al usuario este tipo de técnicas. No obstante, a fin de optimizar las operaciones de E/S, es importante que las aplicaciones sean capaces de describir sus patrones de acceso, interactuando con el sistema de E/S. En otro ámbito, dentro del área de los sistemas distribuidos se encuentra el paradigma de agentes, que permite dotar a las aplicaciones de un conjunto de propiedades muy adecuadas para su adaptación a entornos complejos y dinámicos. Las características de este paradigma lo hacen a priori prometedor para abordar algunos de los problemas existentes en el campo de la E/S paralela. Esta tesis propone una solución a la problemática actual de E/S a través de tres líneas principales: (i) el uso de la teoría de agentes en sistemas de E/S de alto rendimiento, (ii) la definición de un formalismo que permita la reconfiguración dinámica de nodos de almacenamiento en un cluster y (iii) el uso de técnicas de optimización de E/S configurables y orientadas a las aplicaciones

Static analysis of an actor-based process calculus by abstract interpretation

Le modèle des Acteurs, introduit par HEWITT et AGHA à la fin des années 80, décrit un système concurrent comme un ensemble d'agents autonomes au comportement non uniforme et communiquant de façon point-à-point par l'envoi de messages étiquetés. Le calcul CAP, proposé par COLAÇO, est un calcul de processus basé sur ce modèle qui permet de décrire sans encodage complexe des systèmes réalistes non triviaux. Ce calcul permet, entre autre, la communication de comportements via les messages et est, en ce sens, un calcul d'ordre supérieur. L'analyse de propriétés sur ce calcul a déjà fait l'objet de plusieurs travaux, essentiellement par inférence de type en utilisant des types comportementaux et du sous-typage. Par ailleurs, des travaux plus récents, effectués par VENET puis FERET, proposent une utilisation de l'interprétation abstraite pour l'analyse de calculs de processus. Ces approches permettent de calculer des propriétés non uniformes : elles permettent, par exemple, de différencier les instances récursives d'un même processus. Cette thèse s'inscrit donc dans la suite de ces deux approches, en appliquant l'interprétation abstraite à l'analyse de CAP. Suivant le cadre proposé par FERET, CAP est, tout d'abord, exprimé dans une forme non standard facilitant les analyses. L'ensemble des configurations atteignables est ensuite sur-approximé via une représentation, correcte par construction, dans des domaines abstraits. Des domaines abstraits généraux sont ensuite introduits afin d'améliorer les analyses existantes ou de représenter des propriétés locales à un sous-terme. Des propriétés spécifiques à CAP, la linéarité des termes et l'absence de messages orphelins, sont alors étudiées dans ce cadre. Des domaines spécifiques sont définis et utilisés pour vérifier ces propriétés. Le cadre présenté permet de lever toutes les restrictions existantes des analyses précédentes quant à la forme des termes ou l'utilisation du passage de comportement. L'intégralité des analyses présentées a été implantée dans un prototype. ABSTRACT : The Actor model, introduced by HEWITT and AGHA in the late 80s, describes a concurrent communicating system as a set of autonomous agents, with non uniform interfaces and communicating by the use of labeled messages. The CAP process calculus, proposed by COLAÇO, is based on this model and allows to describe non trivial realistic systems, without the need of complex encodings. CAP is a higher-order calculus: messages can carry actor behaviors. Multiple works address the analysis of CAP properties, mainly by the use of inferencebased type systems using behavioral types and sub-typing. Otherwise, ore recent works, by VENET and later FERET, propose the use of abstract interpretation to analyze process calculi. These approaches allow to compute non-uniform properties. For example, they are able to differentiate recursive instances of the same thread. This thesis is at the crossroad of these two approaches, applying abstract interpretation to the analysis of CAP. Following the framework of FERET, CAP is firstly expressed in a non standard form, easing its analysis. The set of reachable states is then over-approximated via a sound by construction representation within existing abstract domains. New general abstract domains are then introduced in order to improve the accuracy of existing analyses or to represent local properties. CAP specific properties such as the linearity of terms or the absence of orphan messages, are then considered in this framework. Specific abstract domains are defined and used to check these properties. The proposed framework is able to relax any existing restriction of previous analyses such as constraints on the shape of terms or limitation in the use of CAP behavior passing. The whole analyses have been implemented in a prototyp

Design, Implementierung und Evaluierung einer virtuellen Maschine für Oz

Diese Arbeit beschreibt Design, Implementierung und Evaluierung einer virtuellen Maschine für die Kernsprache von Oz, die wir mit L bezeichnen. Wir stellen L aus didaktischen Gründen als Erweiterung einer Teilsprache von SML dar. Die wichtigsten Unterschiede von L zu SML sind: logische Variablen, Threads, Synchronisation und dynamische Typisierung. Ausgehend von einer informellen Beschreibung der dynamischen Semantik über ein Graphenmodell entwickeln wir daraus schrittweise auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen eine virtuelle Maschine für L. Wir beschreiben zunächst ein einfaches Grundmodell. Darauf aufbauend diskutieren wir verschiedene Optimierungen. Schließlich verfeinern wir weiter, indem wir auf Aspekte der Implementierung des Modells eingehen. Abschließend evaluieren wir die Effektivität der vorgestellten Techniken an einer Reihe von größeren Anwendungen aus der Praxis. Weiter zeigen wir, daß die Implementierung der Sprache kompetitiv ist mit den schnellsten Emulatoren für statisch getypte funktionale Sprachen.This thesis presents the design, implementation and evaluation of a virtual machine for the core language of Oz, which we call L. We present L for didactic reasons as an extension of a sublanguage of SML. The most important differences between L and SML are: logic variables, threads, synchronization and dynamic typing. Starting from an informal description of the dynamic semantics in terms of a graph model, we develop step by step on various levels of abstraction a virtual machine for L. We begin with a simple basic model. We then propose several optimizations of this model. Afterwards we keep refining our approach by addressing specific aspects of the implementation of the model. Finally we evaluate the effectiveness of the techniques using a set of larger real world applications. Further we show, that the implementation of the language is competitive with the fastest emulators for statically typed functional languages

Design, Implementierung und Evaluierung einer virtuellen Maschine für Oz

Diese Arbeit beschreibt Design, Implementierung und Evaluierung einer virtuellen Maschine für die Kernsprache von Oz, die wir mit L bezeichnen. Wir stellen L aus didaktischen Gründen als Erweiterung einer Teilsprache von SML dar. Die wichtigsten Unterschiede von L zu SML sind: logische Variablen, Threads, Synchronisation und dynamische Typisierung. Ausgehend von einer informellen Beschreibung der dynamischen Semantik über ein Graphenmodell entwickeln wir daraus schrittweise auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen eine virtuelle Maschine für L. Wir beschreiben zunächst ein einfaches Grundmodell. Darauf aufbauend diskutieren wir verschiedene Optimierungen. Schließlich verfeinern wir weiter, indem wir auf Aspekte der Implementierung des Modells eingehen. Abschließend evaluieren wir die Effektivität der vorgestellten Techniken an einer Reihe von größeren Anwendungen aus der Praxis. Weiter zeigen wir, daß die Implementierung der Sprache kompetitiv ist mit den schnellsten Emulatoren für statisch getypte funktionale Sprachen.This thesis presents the design, implementation and evaluation of a virtual machine for the core language of Oz, which we call L. We present L for didactic reasons as an extension of a sublanguage of SML. The most important differences between L and SML are: logic variables, threads, synchronization and dynamic typing. Starting from an informal description of the dynamic semantics in terms of a graph model, we develop step by step on various levels of abstraction a virtual machine for L. We begin with a simple basic model. We then propose several optimizations of this model. Afterwards we keep refining our approach by addressing specific aspects of the implementation of the model. Finally we evaluate the effectiveness of the techniques using a set of larger real world applications. Further we show, that the implementation of the language is competitive with the fastest emulators for statically typed functional languages