一種基于Agent的空管通信監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄭澤敏

（民航汕頭空管站，廣東 揭陽(yáng)516669）

0 引言

空中交通管理作為設(shè)備安全保障要求較高的行業(yè)，其在數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)交互上必須擁有多重方式，這使得空管通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控更加復(fù)雜。以目前汕頭空管站為例，其包含有華為FA16/FA36、思科企業(yè)核心交換機(jī)/ATM、甚至C波段以及Ku衛(wèi)星等多種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。這多樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控各有千秋，卻無(wú)法統(tǒng)一集中監(jiān)控，這對(duì)于空管一線技術(shù)保障而言，無(wú)疑是另一種效率瓶頸。本文通過(guò)引入Agent技術(shù)，借助其智能性、學(xué)習(xí)性以及社會(huì)性等特征開(kāi)發(fā)一套能夠多重適用于空管現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件。該監(jiān)控軟件將具備動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)能力，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

1 總體設(shè)計(jì)

Agent是一種能在特定環(huán)境下靈活主動(dòng)地完成某個(gè)特定任務(wù)的實(shí)體，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用其實(shí)現(xiàn)上，其具有良好的主動(dòng)性、學(xué)習(xí)性和交互性。因此將其引入多樣化、更新速度較快的空管通信設(shè)備具有一定的意義。以此同時(shí)，系統(tǒng)必須采用多Agent進(jìn)行同個(gè)通信設(shè)備網(wǎng)的監(jiān)控。所謂的多Agent指的是由多個(gè)Agent組成的有效集合，在該集合內(nèi)部Agent之間的活動(dòng)及工作是相對(duì)獨(dú)立的，互相通過(guò)合作、協(xié)商及交互完成集合任務(wù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，系統(tǒng)必須遵守一定的規(guī)則實(shí)現(xiàn)多個(gè)Agent之間任務(wù)的劃分、資源分配以及數(shù)據(jù)的交互。

1.1 單個(gè)Agent的設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)交互

在系統(tǒng)中，Agent必須以其他Agent協(xié)作，以此來(lái)完成集合賦予的任務(wù)，并遵守一定的規(guī)則。其中可以通過(guò)邏輯推理進(jìn)行問(wèn)題定義庫(kù)，根據(jù)其他Agent及運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行推理計(jì)算，完成集合任務(wù)并實(shí)現(xiàn)由知識(shí)處理提進(jìn)行處理生成自我知識(shí)。

在數(shù)據(jù)交互的實(shí)現(xiàn)機(jī)制上，以汕頭空管內(nèi)部OA系統(tǒng)網(wǎng)為例進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。首先，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控Agent啟動(dòng)后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址分析，如果確定網(wǎng)址是一個(gè)不允許訪問(wèn)的狀態(tài)網(wǎng)址則Agent可立即將其屏蔽；其次，控制Agent將啟動(dòng)網(wǎng)頁(yè)分析，集合任務(wù)執(zhí)行將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控Agent，網(wǎng)絡(luò)分析Agent完成網(wǎng)絡(luò)分析并將結(jié)果交予決策Agent；最后決策Agent將決策結(jié)果通知網(wǎng)絡(luò)Agent并作出自我知識(shí)存儲(chǔ)。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)必須同時(shí)考慮后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的配備以及數(shù)據(jù)的反饋（例如實(shí)時(shí)信息的監(jiān)控，考慮聲光告警）。

1.2 多個(gè)Agent的設(shè)計(jì)以及分類(lèi)

對(duì)于集成化要求來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)因盡可能考慮到各種情況以及后續(xù)相應(yīng)的擴(kuò)展。針對(duì)空管系統(tǒng)通信設(shè)備而言（包括接入設(shè)備、交換設(shè)備以及路由設(shè)備）。實(shí)現(xiàn)上，對(duì)于多Agent設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)大概有一下分類(lèi)及軟件功能設(shè)計(jì)：

（1）設(shè)備選項(xiàng)Agent：它將通過(guò)預(yù)先建立的知識(shí)庫(kù)（包括華為設(shè)備知識(shí)庫(kù)、思科設(shè)備知識(shí)庫(kù)，H3C設(shè)備知識(shí)庫(kù)）等進(jìn)行自我檢測(cè)及適用實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的無(wú)縫多功能監(jiān)控接入；

（2）通信服務(wù)Agent：主要負(fù)責(zé)在B/S模式下，數(shù)據(jù)客戶端以及服務(wù)器端之間的通信；

（3）數(shù)據(jù)服務(wù)Agent：主要為其他Agent提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)的解析，在實(shí)際軟件設(shè)計(jì)上體現(xiàn)為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)與前端軟件的互相配合；

（4）客戶端監(jiān)視Agent：在設(shè)計(jì)上，B/S模式的設(shè)計(jì)要求監(jiān)控系統(tǒng)必須部署于某一局域網(wǎng)，這使得客戶端的監(jiān)視成為軟件監(jiān)控的一部分；

（5）遠(yuǎn)程監(jiān)控Agent：主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我維護(hù)部分功能；

（6）決策Agent：對(duì)于系統(tǒng)而言實(shí)現(xiàn)信息的判斷以及決策，協(xié)作其他Agent完成集合任務(wù)，如上所述；

（7）分析Agent：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信息的分析及解析，其與決策Agent聯(lián)系最為密切；

（8）控制Agent：整個(gè)系統(tǒng)的核心，將實(shí)現(xiàn)控制以及協(xié)調(diào)作用，可以解決系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)Agent的工作沖突問(wèn)題、數(shù)據(jù)交互問(wèn)題等。在軟件設(shè)計(jì)上，其是代碼實(shí)現(xiàn)的主要模塊。

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)可能由于后續(xù)的更新以及監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備型號(hào)的更換變得實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜。因此在Agent設(shè)計(jì)上，一方面系統(tǒng)考慮Agent設(shè)計(jì)的獨(dú)立性不變；另一方面提供后續(xù)維護(hù)擴(kuò)展接口，對(duì)后續(xù)Agent的增加設(shè)計(jì)提供維護(hù)操作路徑。

2 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在軟件設(shè)計(jì)上系統(tǒng)采用了VISUAL2010設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其中較為重點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)為知識(shí)庫(kù)的學(xué)習(xí)以及COM可重用庫(kù)的調(diào)用。

在知識(shí)庫(kù)的學(xué)習(xí)上，系統(tǒng)必須考慮多種通信設(shè)備配置文件的讀取及解析，在設(shè)計(jì)上可以參考文獻(xiàn)[2]采用的正則表達(dá)式處理方式，通過(guò)字符串的正則表達(dá)式匹配，系統(tǒng)可以快捷實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)庫(kù)相關(guān)文件的讀取及解析為軟件的后續(xù)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具體實(shí)現(xiàn)此處不再贅述。

微軟提供了COM組件，通過(guò)COM組件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Agent的設(shè)計(jì)。在C#上可以通過(guò)以下代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)其的創(chuàng)建（接口、函數(shù)以及類(lèi)的編寫(xiě)）：

編寫(xiě)導(dǎo)出接口

創(chuàng)建接口函數(shù)如下:

創(chuàng)建具體類(lèi)：

{//函數(shù)編寫(xiě)}

也就是說(shuō)對(duì)于COM組件，可以通過(guò)對(duì)其進(jìn)行函數(shù)及類(lèi)的修改實(shí)現(xiàn)對(duì)不同Agent的定制。編寫(xiě)完畢后可以在VBScript進(jìn)程測(cè)試如下：

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提出一種基于Agent的空管通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)C#設(shè)計(jì)，并采用B/S模式進(jìn)行部署，能夠?qū)δ壳爸髁骺展芡ㄐ旁O(shè)備進(jìn)行有效地集中監(jiān)控。監(jiān)控實(shí)現(xiàn)比以往單一設(shè)備監(jiān)控更具魯棒性和可維護(hù)性。這為空管其他設(shè)備監(jiān)控提供一種參考。

［1］王靜宇,譚躍生,張曉琳.基于Agent的網(wǎng)格資源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2006(S1).

［2］曾培彬,高升秋.基于Web信息處理的機(jī)位信息融合設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào),2014(05).