Capacity planning of mobile agent systems [Elektronische Ressource] : designing efficient intranet applications / von Corinna Flüs

Corinna Flues

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• Publié par: universitat_duisburg-essen
• Publié le: 01 janvier 2005
• Nombre de lectures: 61
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Capacity Planning of
Mobile Agent Systems
Designing Efficient Intranet Applications
Dissertation
zur Erlangung des Grades
Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)
vorgelegt dem Fachbereich 5,
Institut für Informatik und Wirtschaftsinformatik
der Universität Duisburg-Essen (Campus Essen)
von
Corinna Flüs, geboren in Letmathe
Datum der mündlichen Prüfung: 24. Februar 2005
Gutachter:
Prof. Dr. Bruno Müller-Clostermann
(Universität Duisburg-Essen)
Prof. Dr. Wilhelm R. Rossak
(Friedrich-Schiller-Universität Jena)To my parents, Katharina and Lothar FlüsAcknowledgements
I am going to write the following lines in my native language, German. The people I would like
to address all understand German, furthermore, it is easier for me to express my feelings and
gratefulness with my mother tongue.
Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftliche Mitarbeiterin in
der Arbeitsgruppe Systemmodellierung im Institut für Informatik und Wirtschaftsinformatik an
der Universität Duisburg-Essen. Das Gelingen dieser Arbeit haben ganz unterschiedliche, mir
allesamt liebe Menschen möglich gemacht, die mich in fachlicher wie auch privater Hinsicht
unterstützt haben.
Zuerst möchte ich meinem Doktorvater, Herrn Prof. Dr. Bruno Müller-Clostermann herzlich
danken. Ich habe ihm den größten eigenen Abschnitt im Vorwort versprochen - hier ist er nun.
Dieser eigene Abschnitt liegt nicht nur in der Tatsache begründet, dass er meine Arbeit betreut
hat. Er hat mir dabei große Entwicklungsfreiräume gelassen, mich aber stets auf den "rechten
Weg" zurückgebracht, wenn ich drohte, mich in der Vielfältigkeit des Themas zu verlieren oder
Gefahr lief, in eine Sackgasse zu geraten. Darüber hinaus schafft er in seiner Arbeitsgruppe ein
kollegiales, menschliches und produktives Arbeitsklima, in dem es Spaß macht zu arbeiten.
Schließlich hat er mir in für mich privat sehr schwierigen Zeiten alle eben möglichen Freiheiten
gewährt und mir mit großem Verständnis und Mitgefühl geholfen.
Herrn Prof. Dr. Wilhelm Rossak danke ich für die spontane Zusage, das Zweitgutachten für diese
Arbeit zu erstellen und für seine große Flexibilität und Unterstützung bei der zügigen Abwick-
lung des Promotionsverfahrens. Weiterhin danke ich ihm dafür, dass er es seinen Mitarbeitern an
der Friedrich-Schiller-Universität Jena ermöglichte, das Mobile-Agenten-System Tracy zu ent-
wickeln, was ein wichtiger Bestandteil meiner Arbeit geworden ist.
Ich danke Herrn Prof. Dr. Klaus Echtle für die spontane Übernahme des Vorsitzes der Prüfungs-
kommission und für seine wertvollen Tipps und Anregungen.
Lieben Dank auch an die Kollegen für die anregenden Diskussionen, das gegenseitige Bedauern
in Krisenzeiten und für jede Menge Spaß in einer sehr produktiven Zeit. Besonders hervorheben
möchte ich die Unterstützung durch Dr. Peter Braun von der Friedrich-Schiller-Universität Jena,
den "Vater" von Tracy, Milen Tilev, der diverse praktische Tools und Anwendungen implemen-
iAcknowledgements
tiert hat und Dr. Kay Wilhelm für den gefüllten Krisenzettel und dessen Abarbeitung ☺. Dank
auch an den Meister der englischen Sprache, Roland Kempter, für’s Korrekturlesen und an
Andreas Pillekeit für die Hilfe beim Kampf mit Photoshop.
Im privaten Bereich gilt mein herzlichster Dank meinen Eltern, die mir stets liebevoll zur Seite
standen und mich ermutigt haben, meine Ziele zu verfolgen. Sie haben meinen Sinn für das
Wesentliche im beruflichen wie im privaten Leben geschärft und mir stets den Rücken gestärkt.
Weiterhin gilt mein besonderer Dank meinem lieben Mann Dr. Jörg Hintelmann für die
fruchtbaren fachlichen Diskussionen sowie für seinen Beistand in schwierigen Zeiten. Insgesamt
herzlichen Dank an meine Familie für ihre Unterstützung. Schließlich möchte ich mich bei allen
Freunden, insbesondere bei Aloys von der Stein, für die lieb gemeinten Sticheleien bedanken und
für ihr Drängen auf die Fertigstellung dieser Arbeit.

ii Abstract
Mobile agents are a quite new and interesting paradigm for the implementation of distributed
systems. As with most distributed systems, mobile agent applications are usually developed and
installed without regarding performance aspects. Typically, methods and tools for capacity plan-
ning differ fundamentally from methods and tools for system development, thus system develop-
ers often avoid additional modelling and planning effort. This dissertation helps to solve this
problem by presenting an approach to easy integrate performance modelling into the develop-
ment process of mobile agent applications. Most mobile agent applications contain the same
basic scenarios, which include stationary agents with the role of servers and mobile agents as cli-
ents. Based on these scenarios, this dissertation describes a new modelling approach and a meth-
odology for capacity planning of mobile agent systems with an emphasis on intranet
applications.
The core idea of the new modelling approach is to directly integrate byte code of real agents in a
simulation environment. Thus, it is not necessary to describe agents’ behaviour on a high
abstraction level. Their behaviour results from their program code. To build performance models,
a system developer mainly has to specify the infrastructure of the mobile agent system and
parameters for time consumption. Moreover, this dissertation focuses on providing algorithms to
increase the efficiency of simulation models of mobile agent systems. As existing approaches are
not applicable to the presented modelling technique, new methods are developed which consider
special features of mobile agent systems and which regard the objectives of this dissertation. A
methodology for capacity planning of general heterogeneous IT systems is adjusted to mobile
agent systems according to the developed modelling techniques.
The modelling concepts and the methodology for capacity planning are first presented and
1
explained. They are implemented using the mobile agent platform Tracy and the simulation
2
package JavaDEMOS . Finally, the applicability of these approaches are demonstrated by a real-
istic case study.
1. Tracy has been developed at the Friedrich-Schiller-University of Jena by the research group of
Prof. Dr. Wilhelm Rossak.
2. JavaDEMOS has been developed at the University of Essen by the research group of Prof. Dr.
Bruno Müller-Clostermann.
iiiAbstract

iv Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Capacity Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.2 Mobile Agents for Intranet Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.3 Objectives and Contribution of this Dissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.4 Related Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.4.1 Performance Measurement and Benchmarking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.4.2 Performance Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.4.3 Performance Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.5 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2 Simulation of Mobile Agent Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Model Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
2.2 The Modelling Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
2.2.1 Requirements for Performance Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.2.2 The Modelling Paradigm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.3 Implementation of the Modelling Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
2.3.1 Tracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
2.3.2 JavaDEMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.4 JaDEMAS: A Simulation Environment for Tracy Agent Systems . . . . . . . . . . . . . . . . .14
2.4.1 Agent Servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
2.4.2 Communication Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
2.4.3 Agents . . . . . . . . . . . . . . . . .