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智能体系统的分层与逻辑组件

**智能体(Agent)**是一种自主运行的软件系统:用 LLM 推理目标、调用工具、执行多步操作,直到任务完成。流程是:_规划 → 行动 → 观察 → 调整 → 交付_。

**智能体(Agent)**是一种自主运行的软件系统:用 LLM 推理目标、调用工具、执行多步操作,直到任务完成。流程是:规划 → 行动 → 观察 → 调整 → 交付。

可以把它看作一种新型计算机:

传统计算机智能体
CPULLM
内存上下文窗口
外设工具
操作系统智能体 harness(运行框架)
应用程序智能体

LLM 在知识、语言和代码上超乎常人,但在持久记忆、幻觉和对抗性输入上很弱。系统的其余部分,就是为了弥补这些弱点。

技术栈(分层)​

现代 AI 系统技术栈

层内容记忆口诀
应用 / 用户任务及其所有者目标
智能体 / Harness规划 · 上下文 · 记忆 · 工具 · 子智能体操作系统
模型LLMCPU
推理服务系统批处理 · 调度 · 路由 · KV/前缀缓存调度器
运行时 / 内核CUDA · Triton · 集合通信驱动
硬件GPU · CPU · 内存 · 网络 · 存储机器
外部环境工具:网页 · 文件 · API · 人外部世界

分成两半:

  • 智能体(上半部分):决定做什么。
  • 服务系统 + 硬件(下半部分):决定多快、多省。

最大的收益来自两半的协同设计,例如 harness 保持提示词前缀稳定,服务层才能缓存它。

优化什么? 不是每秒 token 数。目标是:

最大化任务成功率,约束条件:延迟、成本、资源、可靠性、安全

衡量**每次成功任务的成本($/成功任务)**和端到端延迟,而不是 GPU 利用率。

逻辑组件(单个智能体内部)​

智能体逻辑组件

组件作用说明
LLM大脑一个或多个模型,各司其职
工作流控制流规划器拆分任务,执行器完成步骤
记忆记住什么会话轨迹 · 长期存储 · 内部 RAG
工具双手三类动作:读、写、执行
环境在哪里行动网页 · 计算机 · 特定领域 · 第三方服务 · 外部 RAG · 其他智能体
用户界面人如何与它交互文本、预览、可交互元素

循环:LLM 选择工具调用 → 环境返回观察结果 → 重复。

智能体与传统软件有两点不同:

  1. 它把 AI 模型与普通代码混合在一起。
  2. 它的工作流是运行时生成的,而不是事先写好的。

为什么智能体是系统问题​

普通 LLM 服务只有一跳:请求 → 推理 → 响应。智能体是一条链:推理 → 工具 → 推理 → 工具 → 检索 → 推理……。关键路径横跨 GPU、CPU、存储、网络和外部服务。

负载特征对应的系统问题
长轨迹状态与上下文管理
重复的前缀前缀缓存
工具依赖感知依赖的调度
工具延迟不定异步执行
多个智能体编排与通信
超大上下文内存层次与检索
分支推理推测执行
不同的模型路由
外部副作用安全与隔离
长时间任务检查点与容错

可观测性是一等公民:追踪变成嵌套的轨迹(会话 → 轮次 → 智能体步骤 → 模型请求 → 工具调用 → 结果 → 子智能体)。无法观测,就无法优化。

灵活性即风险​

SoK 论文从七个相互独立的维度刻画智能体。每个维度从最不灵活到最灵活,而每提升一级,能力和攻击面都随之增加。

维度最不灵活最灵活
输入可信度无外部数据任意外部数据
访问敏感度无敏感数据任意敏感数据
工作流简单聊天机器人由 LLM 动态定义
动作仅文本响应响应 + 检索 + 执行
记忆无跨会话持久
工具无任意工具
用户界面仅文本可交互的网页元素

三类攻击者:

  • 外部攻击者: 只能控制智能体会读取的内容,如网页或文档(间接提示词注入、工具投毒)。
  • 用户级攻击者: 直接与智能体对话(直接提示词注入)。
  • 内部攻击者: 恶意的开发者或工具提供方。

三条防御原则:

  • 纵深防御: 护栏、信息流控制、监控、人工审批和加固层层叠加。
  • 最小权限: 每个任务只给它需要的工具。
  • 完全仲裁: 对敏感资源的每次访问都要检查。

速记表​

  • 智能体 = LLM + 上下文 + 工具 + harness,一种新型计算机。
  • 上半部分做决策,下半部分做服务;要协同优化。
  • 组件:LLM、工作流、记忆、工具、环境、UI。
  • 工具只做三件事:读、写、执行。
  • 优化每次成功任务的成本,而不是每秒 token 数。
  • 越灵活,风险越大。坚持最小权限。

完整的设计实例见设计常驻智能体。

参考资料

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