AgentGrid: Načrtovanje večagentnih sistemov s pomočjo okolja grid

1. AgentGrid: Načrtovanje večagentnih sistemov s pomočjo okolja grid Marko Privošnik Fakulteta za računalništvo in informatiko Univerza v Ljubljani

2. Projekt Agentgrid • Naslov • AgentGrid: Načrtovanje večagentnih sistemov s pomočjo okolja GRID • Izvajalci • Fakulteta za računalništvo in informatiko • Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

3. Projekt Agentgrid • Vsebina • raziskava na področju načrtovanja kompleksnih sistemov • konkretno: kooperacija večagentnih sistemov • razvoj in implementacija potrebnih orodij • konkretno: okolje grid

4. Vsebina • Osnovni podatki o projektu AgentGrid • Kompleksni sistemi in raziskovalne priložnosti • AgentGrid in kompleksni sistemi • AgentGrid in grid • Zgradba okolja grid • Zaključek

5. Projekt Agentgrid • Osnovni podatki • Vrsta : CRP • Vrednost : 7.000.000 SIT • Trajanje : 2 leti (1. 10. 2004 – 30. 9. 2006) • Izvajalci : LGM (FRI) + (KGI) FGG • Info • marko.privosnik@fri.uni-lj.si • http://www.agentgrid.org • http://butter.fri.uni-lj.si/forum/index.php

6. Kompleksni sistemi • Primeri kompleksnih sistemov • računalniška inprometna omrežja, ekosistemi, finančni trgi, regulacijska omrežja v biologiji, ... • Problemi • razumevanje lastnosti kompleksnih sistemov, ki jih sestavlja veliko število med seboj povezanih heterogenih elementov (agentov) • načrtovanje sestavnih ali kontrolnih elementov kompleksnih sistemov na način, da bomo dosegli željeno globalno vedenje

7. Simulacija emergentnih pojavov v kompleksnih sistemih • Simulacija emergentnih pojavov je strateški cilj delovnega programa FP6/IST za leto 2005/2006 • Simulating Emergent Propertiesin Complex Systems • FET FP6-Call 5 • http://www.cordis.lu/ist/fet/co.htm#cs2005 • Cilji:“The objective is to develop scalable computational modeling and inference tools andscalable simulation techniques for complex systems with a high number of highlyinterconnected elements.”

8. AgentGrid : Kompleksni sistemi (1/2) • Okvir dela • razvoj metod in orodij za izgradnjo emergentnih lastnosti v kompleksnih večagentnih sistemih • Splošen cilj • postopek vzpostavitve uspešnih kooperativnih mehanizmov v reakcijskih večagentnih sistemih • Konkreten cilj • reševanje problema koordinacije sistema semaforiziranih križišč z evolucijskim računanjem

9. AgentGrid : Kompleksni sistemi (2/2) • Metoda: simulacija emergentnih pojavov + optimizacija emergentnih pojavov z evolucijskim računanjem • Velika računska zahtevnost • Potreba po hitrem računskem okolju • super računalnik • grid • ...

10. AgentGrid : Okolje grid • Zakaj razvoj lastnega okolja grid? • Globus in podobni so zapleteni • Condor in podobni so zaprti • Obstajali so zametki lastnega okolja grid • Zanimivo raziskovalno področje • decentralizirana okolja grid • okolja grid s prilagodljivo topologijo

11. Grid: Zahteve (1/2) • Enostavnost in prilagodljivost • enostavna namestitev • enostavna uporaba in vzdrževanje • splošna in razširljiva zasnova • Podpora heterogenim okoljem • Windows in Linux • Java in .NET agenti • izvajalne datoteke

12. Grid: Zahteve (2/2) • Topologija • centralizirana • lokalna okolja • zaprta okolja • hierarhična • posebne zahteve • decentralizirana • globalna okolja • odprta okolja • nezanesljiva in nepredvidljiva okolja distributor apl. vozlišče distrib. & izvaj. osnovno vozlišče izvajalec

13. Značilnosti okolja grid za izvajanje izračunov • Zamik med zahtevo in odgovorom je lahko zelo dolg • Komunikacija s sosednjimi vozlišči je asinhrona • Čas potreben za posamezen pogovor je odvisen od • hitrosti povezave • obremenjenosti sosednjih vozlišč • računske hitrosti sosednjih vozlišč • Varnostni vidik je kritičen • Redundanca zahtev je zaželjena

14. aplikacija inbox outbox osnovnovozlišče plast EC aplikacija okolje grid node manager cache neighborhood table vmesna plast executor aplikacija Zgradba vozlišč Aplikacijsko vozlišče Osnovno vozlišče

15. Povezovanje vozlišč • Vozlišča se povezujejo na podlagi tabele sosedov • vsebuje podatke o poznanih vozliščih • določa lokalno topologijo • Vsebina tabele sosedov je lahko • statična • primerna za kontrolirana in stabilna okolja • dinamična • primerna za velika in nekontrolirana okolja • odraža spremembe v okolju • omogoča prilagajanje vozlišča

16. Samoorganiziranost povezav med vozlišči • Samoorganiziranost je rezultat dveh procesov • razširjanje soseščine • dodajanje novih vozlišč • informacije o novih vozliščih dobimo od poznanih vozlišč • povprašamo naključno poznano sosednje vozlišče,ki nam vrne naključen izbor svojih sosedov • če so vrnjena vozlišča nepoznana, jih uvrstimo v tabelo sosedov • krčenje sosedščine • brisanje slabih vozlišč na osnovi • dosegljivosti • zanesljivosti • hitrosti (povezave in izvajanja)

17. Razpošiljanje nalog • Naloga je sestavljena iz vzporednih opravil in programskih agentov • Opravilo je sestavljeno iz podatkov in reference na agenta • Vozlišče dobi nalogo od soseda ali aplikacije (aplikativno vozlišče) • Vozlišče prejeto nalogo • razcepi na podnalogein razpošlje sosedom • izvede • kombinacija obeh • Razpošiljanje nalogje redundantno • Vozlišča predpomnijoagente

18. Trenutno stanje • Opravljeno delo • Analiza zahtev • Vmesna implementacija vozlišča • Preizkušanje delujočega sistema • zaprto okolje, 32 računalnikov • Windows in Linux • Izdelava vmesne plasti za evolucijsko računanje (GA) • Planirano delo • Končna implementacija vozlišča • Izvajanje raziskave • Končanje vrhnje programske plasti (jedro raziskave) • Preizkusi in analiza rezultatov

19. Zaključek • Projekt AgentGrid je dvodelen • raziskava kompleksnih sistemov • izdelava lastnega okolja grid • Osnovne značilnosti zasnovanega okolja grid so • enostavna uporaba • splošna zasnova • primernost za širšo uporabo • podpora za heterogena okolja • prilagodljiva topologija in samoorganiziranost