一种基于移动代理的应用无缝迁移方法技术

本发明专利技术公开了一种基于移动代理的应用无缝迁移方法，其步骤是：首先构建一个支持应用无缝迁移的中间件系统，配置用户个人信息，定义支持应用迁移的软件代理的结构和语义，根据应用的不同特点制定三类不同的迁移策略，给出迁移后的应用重配置方法。本发明专利技术能够克服现有技术应用难以迁移以及迁移效率较低等缺点，降低网络负载和迁移延迟，提高用户对普适计算环境下应用迁移服务的满意度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机应用领域，具体是。
技术介绍
普适计算模式具备计算密集性、网络密集性、资源密集性以及情境可感知性等一 系列特点，这种特点为应用的无缝迁移提供了良好的基础设施和环境。所谓“应用的无缝 迁移”是指用户所执行的应用能够随着用户在物理空间的移动在信息空间里发生相应的迁 移，与该应用执行相关的状态、属性、情境信息可以同时移动，并且能够适应新场景下可用 的计算资源，用户可以在新的位置继续以他所喜爱的方式执行自己之前运行的应用程序。 相比于其它迁移方式，普适计算模式下的无缝迁移提出了一些新的需求(1) “计算连续 性”，即迁移前后用户感觉不到应用的中断，而且用户的使用偏好仍然能在新的运行环境下 得到体现，即能够为用户维持一个熟悉的操作/工作空间。(2) “情境感知”的迁移驱动方 式，即充分利用环境中部署的传感器感知人的位置、行为等，推导出包括用户的移动等情境 的变化，无需用户的干预便可完成迁移的动作，实现用户干预的最小化。(3)资源的“无缝 整合”，即当应用迁移到新的环境中后，能够通过自适应的方式进行应用的重配置，以使用 新的可用资源。然而现有应用迁移的工作中多采用整体迁移的方式或仅考虑单向和多向迁 移两类，缺乏对应用自身特点、用户使用偏好、计算网络和计算设备等异构环境的考察，以 至于迁移的可行性和效率均较为低下。应用的多样性和计算环境的异构性使得单一的迁移粒度或迁移策略并不合适。首 先并非所有的应用都适合迁移，再者很多应用不具备可移植性，切换到异构的计算环境中 将不能运行，另外很多应用并不依赖于某一特定的软件，比如多媒体应用。因此采用单一的 迁移策略既不合适，也不经济，需要针对应用的特点采用不同的迁移策略。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术难以很好支持普适计算环境下应用 无缝迁移的缺点，提出了，利用移动代理的情境感 知、自适应、和可迁移特性，协助应用完成当前计算任务的状态、属性、情境信息等的迁移。为实现上述目的，本专利技术采用了以下步骤1)构建一个支持应用无缝迁移的中间件系统，该中间件系统基于OSGi框架构建， 包含物理层、设备访问层、服务层、代理层和应用层，其中代理层包含情境管理器、应用管理 器和管理代理，该中间件系统为每个用户定制一个用户代理，用户代理根据用户的个人信 息进行个性化配置；2)激活用户代理，根据用户对迁移方式的选择，生成相应的迁移代理，并激活该迁 移代理；3)迁移代理被激活后，通知情境管理器，并向情境管理器注册所关注的情境类型， 情境管理器将监控所注册的情境，特别是该用户的位置变化，并根据用户代理中预定义的3规则对用户的移动行为进行推理，同时将推理的结果实时发送给迁移代理；4)收到用户移动行为的推理结果后，迁移代理检查是否满足应用迁移条件，若满 足则通知应用管理器暂停应用计算任务，收集用户当前正在运行的一个或多个应用的状 态，将应用状态缓存；5)应用管理器根据应用类型选择迁移策略，根据应用的类型不同，分别转入以下 三个分支5a)第一分支，整体迁移应用状态保存在应用实例中，应用实例被完全序列化后 发送给迁移代理；5b)第二分支，片段迁移将应用的关键属性状态抽象成“快照”，将应用实例可以 序列化的对象序列化，将不可序列化的对象用占位符标出，并一起封装到迁移代理中；5c)第三分支，快照迁移将应用的高层运行状态抽象成“快照”发送给迁移代理；6)当用户到达新的位置或切换到新的设备后，情境管理器通知迁移代理迁移的目 标地址，迁移代理通知源地址的管理代理注销，离开源地址，执行迁移动作；7)迁移代理到达目标地址后，首先通知当地中间件的管理代理，管理代理对其进 行验证和授权，通过验证后迁移代理将向目标地址的情境管理器注册所关注的情境类型， 并和当地的应用管理器通信；8)应用管理器根据迁移策略恢复随着迁移代理一起迁移过来的应用状态，根据迁 移策略的不同转入以下三个分支8a)第一分支，整体迁移将迁移代理携带的序列化后的应用实例反序列化，恢复 应用状态；8b)第二分支，片段迁移和目标地址的计算资源进行动态链接后重配置，根据 “快照”生成新的应用实例，使得该实例的属性状态和迁移前保持一致；8c)第三分支，快照迁移在目标地址的计算环境中寻找能够执行用户原先任务 的应用程序，并用“快照”初始化相匹配的应用程序，使得该应用程序的初始状态和迁移前 的应用状态一致；9)用户在源地址暂停的应用计算任务在目标地址从暂停点恢复继续运行。上述步骤1)中的中间件系统的具体组成包含物理层、设备访问层、服务层、代理 层和应用层，其中物理层转化物理信号到计算机可读的形式并发向设备访问层，物理层包 括了各种各样的硬件设备，包括用于通讯的蓝牙、GPRS和WLAN设备，用于感应和控制的传 感器和激励器等设备，比如用于定位和感光的传感器，还有投影仪、打印机等设备。设备访 问层集成了物理层的多种设备，以OSGi模块的形式提供对外可访问的操作接口，成为服务 层中的服务。设备访问层的目的是支持新设备的热插拔，在需要时下载和安装设备驱动，以 及自动发现和附加已有设备到中间件系统中。代理层是中间件的核心层，代理容器运行在 OSGi框架中，代理容器中运行着多个代理。系统将为每一个用户分配一个可以定制的用户 代理，它将负责响应用户的需求和感知用户的情境，捕获用户的任务，迁移代理则负责迁移 应用的状态。情境管理器通过对来自于物理环境的情境信息和来自于用户的情境信息进行 融合、分类和推理，应用管理器负责应用状态的缓存和恢复，管理代理负责维护本地的用户 代理和迁移代理。系统服务提供一些可插拔的服务或类库。应用层则可以通过代理层提供 的服务和类库，在应用管理器的协助下实现应用的重配置。4上述步骤3)中“LOCATION”为情境管理器中默认关注的情境类型。本专利技术使用移动代理技术完成应用程序中当前计算任务随着用户位置的改变和 所使用计算设备的切换的迁移，针对不同的计算任务采用不同的迁移策略，使用用户复合 能力/偏好设置协议对用户信息进行个性化配置，建立一套描述当前计算任务快照的本 体，并基于OSGi技术实现一种支持应用迁移的开放式中间件系统。本专利技术并不限制普适计算环境中用于感知用户位置、所持设备等情境信息的传感 器类型，可以使用Crickit，RFID，GPS等方式获取用户位置的原始数据，只需将它们提供的 原始数据封装成中间件系统中的OSGi模块，从而为中间件代理层的用户代理、迁移代理等 提供情境感知服务。新出现的传感器类型也可以很方便地通过模块的形式集成到中间件系 统中。本专利技术提出的三种迁移策略，可以很好地覆盖各类应用，解决现有工作中应用迁 移受限的缺点。选择合适的迁移策略，不仅可以节约迁移所需时间，而且可以节省带宽，降 低迁移失败几率。此外，本专利技术中所采用的迁移代理注册和注销方式，可以很好地保护平台 的安全性，而对用户代理可以进一步采用加密方式，保障用户的隐私权。附图说明图1为迁移的流程图。图2为迁移代理的生命周期。图3为中间件体系结构。图4为应用快照本体。图5为代理的元数据格式。图6为“解码”服务的查找片断示例。具体实施例方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。1.运行环境中间件系统使用JDK1. 4. 2及以上版本基于OS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动代理的应用无缝迁移方法，其特征在于以下步骤：１）构建一个支持应用无缝迁移的中间件系统，该中间件系统基于ＯＳＧｉ框架构建，包含物理层、设备访问层、服务层、代理层和应用层，其中代理层包含情境管理器、应用管理器和管理代理，该中间件系统为每个用户定制一个用户代理，用户代理根据用户的个人信息进行个性化配置；２）激活用户代理，根据用户对迁移方式的选择，生成相应的迁移代理，并激活该迁移代理；３）迁移代理被激活后，通知情境管理器，并向情境管理器注册所关注的情境类型，情境管理器将监控所注册的情境，特别是该用户的位置变化，并根据用户代理中预定义的规则对用户的移动行为进行推理，同时将推理的结果实时发送给迁移代理；４）收到用户移动行为的推理结果后，迁移代理检查是否满足应用迁移条件，若满足则通知应用管理器暂停应用计算任务，收集用户当前正在运行的一个或多个应用的状态，将应用状态缓存；５）应用管理器根据应用类型选择迁移策略，根据应用的类型不同，分别转入以下三个分支：５ａ）第一分支，整体迁移：应用状态保存在应用实例中，应用实例被完全序列化后发送给迁移代理；５ｂ）第二分支，片段迁移：将应用的关键属性状态抽象成“快照”，将应用实例可以序列化的对象序列化，将不可序列化的对象用占位符标出，并一起封装到迁移代理中；５ｃ）第三分支，快照迁移：将应用的高层运行状态抽象成“快照”发送给迁移代理；６）当用户到达新的位置或切换到新的设备后，情境管理器通知迁移代理迁移的目标地址，迁移代理通知源地址的管理代理注销，离开源地址，执行迁移动作；７）迁移代理到达目标地址后，首先通知当地中间件的管理代理，管理代理对其进行验证和授权，通过验证后迁移代理将向目标地址的情境管理器注册所关注的情境类型，并和当地的应用管理器通信；８）应用管理器根据迁移策略恢复随着迁移代理一起迁移过来的应用状态，根据迁移策略的不同转入以下三个分支：８ａ）第一分支，整体迁移：将迁移代理携带的序列化后的应用实例反序列化，恢复应用状态；８ｂ）第二分支，片段迁移：和目标地址的计算资源进行动态链接后重配置，根据“快照”生成新的应用实例，使得该实例的属性状态和迁移前保持一致；８ｃ）第三分支，快照迁移：在目标地址的计算环境中寻找能够执行用户原先任务的应用程序，并用“快照”初始化相匹配的应用程序，使得该应用程序的初始状态和迁移前的应用状态一致；９）用户在源地址暂停的应用计算任务在目标地址从暂停点恢复继续运...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余萍，吕建，曹建农，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]