论文标题：《Benefits of Agent-Oriented Transitioning from Monolithic To Service-Based Architectures》
作者信息：
- Daniel-Costel Bouleanu, University of Craiova, Romania; Polytechnic of Bari, Italy
- Marco Alfredo Loaiza Carrillo, Università della Calabria, Italy
- Costin Bădicǎ, University of Craiova, Romania
- Raffaele Gravina, Giancarlo Fortino, Università della Calabria, Italy
论文出处：2024年IEEE智能系统与应用创新国际会议(INISTA)
摘要
当前AI趋势的兴起促使组织转向AI驱动的解决方案。然而，现有应用普遍的单体性质常常阻碍了可扩展性，限制了通过基于代理的干预进行增强的潜力。本文旨在研究从单体应用向基于微服务的架构转变的策略，并探索在微服务环境中使用代理进行控制的利用。随后，借鉴现有文献和我们自己的见解，我们努力制定一个全面的战略，将原始的单体应用转变为智能控制的基于微服务的系统。我们以一个物联网用例结束，以说明这一战略的应用，并强调可以实现的优势。
第一节 引言
在分布式计算快速发展的背景下，从传统的单体架构向微服务的转变显著提高了企业应用的可扩展性和敏捷性。微服务是应用中的小型独立功能，通过远程过程调用进行通信。这种架构风格将单体应用分解为松散耦合的服务，使得开发、扩展和维护变得更加容易。值得注意的优点包括改进的可扩展性、可重用性、易于维护性，以及更新特定功能时不会影响整个应用的能力。然而，这种转变也显著增加了计算环境的复杂性，常常超出了人类管理员的管理极限。监控、部署和管理多个微服务的挑战，或者增加的微服务间通信可能引入延迟问题，特别是在复杂的服务链中。通过利用软件代理的能力，企业不仅可以增强微服务架构的鲁棒性和灵活性，还可以促进从单体到微服务架构在分布式计算环境中的平滑过渡。这种方法承诺在处理分散服务网络固有的复杂性方面取得重大进展。
第二节 从单体到基于微服务的应用 - 文献综述
微服务架构，受服务导向计算的驱动，通过小型独立服务通过轻量级机制通信，提高了可维护性和可扩展性。这种架构促进了自主性、容错性和持续集成，使得动态软件开发和部署成为可能。服务可以独立扩展和更新，确保了高效的资源利用和应用的弹性。编排平台自动化管理这些服务，促进了分布式系统中的高效操作。系统的特点包括服务分解、自主性、可扩展性、容错性、持续集成和编排。单体架构在可扩展性和可维护性方面面临挑战，特别是在需要全面重建的应用中。相比之下，微服务作为一种灵活的解决方案，解决了这些限制。
第三节 微服务应用中的代理
代理的多种属性可以对基于微服务的应用产生积极影响。正如在文献[9]中所指出的，作者将微服务与代理进行比较，并发现某些代理属性，如自主性、交互性、移动性、协作、协调和反应性，是微服务方法固有的。类似地，[10]比较了在单体和基于微服务的应用中使用代理的优缺点，强调了这些属性的优势，这些属性还可以包括学习和主动支持等智能特性。在[11]中，作者还揭示了微服务和移动代理之间的共同属性，强调了服务迁移和移动性。此外，[12]强调了微服务和多代理系统之间的相似特性，如弹性和松散耦合，引入了将微服务构建为多代理微服务（MAMS）的新方法。此外，[13]介绍了使用信念-欲望-意图（BDI）模型集成智能代理和微服务，以部署并确保系统的持续运行，这是软件代理文献中一个众所周知的概念。
第四节 从单体到基于服务系统的智能代理控制
随着现代应用中集成智能代理的文化转变，许多组织都在积极考虑进行这样的转变。然而，现有应用的普遍单体性质或设计不佳，可能通过代理得到最大程度的增强。代理具有更高程度的自主性、适应性、响应性和主动性，这些特性在单体应用中相当缺乏，但将显著提高架构质量。
第五节 物联网案例研究
应用的背景是一个室内定位系统，利用物联网设备，这些设备分为两大类：锚点和标签。锚点是固定在室内空间已知位置的静止无线电信标，作为确定位置的参考点。标签是需要定位的设备，并附着在物体上或由人员携带。通过让锚点和标签交换消息，并使用基于信号强度或定时的三角测量算法估计距离，系统计算标签在空间中的精确位置。这种设置允许在室内环境中准确实时跟踪物体，无缝集成到其他物联网系统中，并由于多个固定参考点而提供高精度定位。
第六节 结论
在这项工作中，我们介绍了使用代理从单体应用过渡到物联网应用的智能微服务基础架构的各种特性和优势。首先，我们简要回顾了文献，并分析了从单体到基于微服务的其他过渡方法，以及已经使用代理的现有微服务应用。通过结合这两种方法以及我们自己对问题的见解，我们建立了一个结构良好的策略，过渡到一个代理控制的微服务应用。作为概念验证，我们将一个单体物联网用例应用重新设计为微服务架构，然后利用多代理系统（MAS）展示了这种方法带来的优势。这种新架构允许系统管理的自动化水平提高，从而节省更多资源。我们认为，将代理集成到微服务架构中可以显著简化开发过程，增强系统响应性，并改善资源管理。这种集成最终导致更可持续、有效和自主的计算环境。作为未来的工作，我们计划完善这种方法，并包括机器学习技术以增强代理决策制定，开发一个用于实时微服务管理的健壮动态编排框架，并实现持续系统适应和改进的自主能力。这些方法论的发展将为进一步增强基于微服务的物联网应用的可扩展性、效率和响应性铺平道路。
