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第三章 电子政务网络基础设施,硬件与网络平台 软件系统 数据库管理系统,教学目的：网络基础设施是电子政务系统实施的基础平台。要求掌握电子政务系统的硬件平台与网络平台；了解数据存储备份的介质；理解电子政务系统的软件体系结构；了解数据库管理系统及其特点。 重点内容：电子政务系统的硬件平台与网络平台；电子政务系统的软件体系结构。 思考问题： 关键概念：存储备份、网络协议、操作系统、网络管理、数据库、数据库管理系统、数据库系统。,3.1 硬件与网络平台,1网络基础设施 网络基础设施是电子政务系统实施的基础平台。把服务器、存储设备等基础硬件设施由网络传输介质和网络设备连接起来，形成基础网络层。硬件设施配以相应的系统软件（如操作系统、网络管理系统等）构成网络系统层，向信息资源平台提供数据存储和管理所必须的基础设施。,（1）局域网（LAN） 局域网LAN（Local Area Network）是满足企业、学校或政府通讯需要的内部网络。 范围：一般在几公里以下； 线路：以无屏蔽双绞线UTP（Unshielded Twisted Pairs）为主，其中骨干部分用光纤作为链路； 传输方式：以无连接共享总线的电路交换为主，部分网络采用交换机以提高速率；,拓扑结构：分为以太网（Ethernet）、令牌总线（Token Bus）、令牌环网（Token Ring）和光纤分布数据接口FDDI（Fiber Distributed Data Interface）几种形式； 标准规范：以IEEE802（即ISO 8802）系列标准为主，由于AMT、无线网等技术的应用而有所扩充；在传输速率上，10Mbps、100Mbps、1000Mpbs、1Gbps、10Gbps的以太网已投入使用，100Gbps的以太网亦正在规划之中。,（2）广域网（WAN） 广域网概念：WAN（wide area network）是在一个广泛范围内建立的计算机通信网。广泛范围是指地理范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球。因此对通信的要求高、复杂性也高； 广域网连接：跨地区的数据通讯网络，大多使用电信运营商提供的公共数字链路作为信息传输平台。广域网可采用X.25、ISDN、帧中继、ATM、卫星链路、微波等方式连接。 分类：在逻辑功能上可分为资源子网（数据处理）与通信子网（数据传输）。,（3）虚拟专用网（VPN） VPN概念：VPN（Virtual Private Network）采用隧道（Tunnel）技术，在公网上建立相互独立、安全的多个虚拟专用网，连接分支机构、分布式网点及移动用户，是专用网络的延伸； 工作原理：基本工作机制是在通讯两端局域网的公网接口处均设立数据包封装和解包的VPN网关，以完成数据在公网上的安全传输； VPN的传输：目前，能够用于构建 VPN 的公共网络包括 DDN专线、帧中继、ATM 等； VPN的种类：根据网络连接方式，VPN分为远程访问虚拟专网、企业内部虚拟专网和企业外部网。,（4）城域网（MAN） 城域网概念：MAN（Metropolitan Area Network）是在一个城市范围内所建立的计算机通信网； 网络结构：从网络架构上来说属于局域网LAN的互联，是一组相互连接的局域网的集合；从组网方式来说一般由私网CPN（Customer Premise Network-用户驻地网）和公网（电信网）两部分组成；从距离上来说一般在2到150公里之间，小于2公里的一般为局域网，大于150公里以上的网络一般为广域网；,传输媒介：主要采用光缆，传输速率在100Mbps以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相联连，只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同； 与局域网的区别：功能上，城域网主要完成多种业务的本地分流和对长途骨干传输层的汇聚；网络层次上，城域网更关注骨干网建设；业务层次上，城域网全面承载数据、语音、视频等多种综合性业务，其骨干部分能满足带宽要求，并具有较好的服务质量，特别是在带宽的分配和多媒体业务的时延上应予以保障；接入方式上，分布式网点多以前置的方式接入； 与广域网的区别：容量不同；覆盖距离不同；支持的客户层信号不同；容量的成本不同。,（4）国际互联网（Internet） 概念：由各种不同类型和规模的独立运行的计算机网络组成的全球范围的计算机网络。其实质全球的计算机互相连接实现全球资讯共享； 组成：通过电话线、高速率专用线路、卫星、微波、光缆等通信线路将不同国家的大学、公司、科研机构、政府等组织的局域网、城域网、广域网连接起来； 应用：电子商务、互联网服务提供、互联网内容提供、搜索引擎、域名服务等；政府、企业、个人上网；网上聊天、网上会议、网络视频、BBS、E-mail、电子游戏等。,（5）接入网技术 接入网处于整个电信主干网的网络边缘，用户的各种业务通过接入网进入核心网。接入网是用户与核心网之间的桥梁，电子政务系统同样需要用户以一定的方式接入网络系统。 拨号接入：仅需一条电话线、一个调制解调器、一台计算机即可接入，速率低、可靠性差； 综合业务数字网（ISDN）：从本地电话公司获取一条“单线服务”，可连接多个设备； 数字数据线路（DDN）：利用光纤数据通道连接，为用户提供高传输率、高质量、时延小的专用线路，支持数据、声音、图像等多种业务，可连接用户网络；,数字用户线路（xDSL）：通过在现有电信网络上使用高级调制技术，在用户和电信商之间形成高速网络连接，应用广泛。分为非对称数字用户线路（ADSL）、高速数字用户线路（HDSL）、超高速率数字用户线路（VDSL）等多种技术； 混合光纤电缆（HFC）：光纤和同轴电缆结合，光纤用于中央设备，同轴电缆用于连接个人用户； 光纤到用户（FTTC）：广泛用于城域网中； GSMGPRS接入：针对手持终端设备的接入方式，如手机、PDA、WAP等； CDMA接入：发射功率小、切换技术先进、投资少、带宽大。,2数据存储与备份 （1）存储备份 数据备份是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而将全系统或部分数据集合从应用主机的硬盘复制到其他的存储介质的过程。 数据备份包括拷贝和管理两方面，备份管理包括备份的可计划性，磁带机的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等。,（2）数据存储备份介质 磁盘阵列； 磁带库； 光盘塔、光盘库（自动换盘机）。,3.2 电子政务的软件平台,1网络协议 （1）网络协议概述 网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则，即通信协议的集合。它定义了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义，主要是对信息传输的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等作出规定，制定标准。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。,（2）ISO的OSI参考模型 OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,（3）TCP/IP协议族 TCP/IP协议是互联网上广泛使用的一种协议，它实际上是包含多个协议的协议族，可分为四层： 网络访问层：负责在线路上传输/接收帧； 网际层：进行路由选择，包括IP、ARP等； 传输层：负责管理计算机间的会话，包括TCP和UDP； 应用层：FTP、HTTP、DNS、TELNET等。,2操作系统 操作系统是计算机的信息资源管理工具，对信息的存储、处理、传输过程，以及相关的软硬件环境提供基础性的管理服务。操作系统为应用系统的技术开发提供了标准的接口，同时也为使用者提供了访问与操作界面，包括字符界面（CUI）和图形界面（GUI）两种形式，前者多作为服务器的操作系统界面，后者则常作为个人计算机的操作界面。操作系统的基本功能主要包括：,存储管理； 设备管理； 系统管理； 运行管理； 网络管理。,（2）几种主流网络操作系统 电子政务的发展离不开快速和安全的网络存储及数据仓库技术。电子政务提供的平台上有相当多的政府公文在流转，一个具备高速、可靠、安全等特点的操作系统是网络系统安全的基础。在电子政务系统的建设过程中，特别是涉密网络的建设过程中，必须加强以安全操作系统为基础的整体安全保障基础设施的建设。目前，最常见用作服务器的操作系统有： Windows Server 2003； UNIX； Linux。,3网络服务系统 （1）网络服务系统概述 网络服务系统即Web服务，是部署在Web上的对象或组件，代表政务、应用或系统功能的统一，可通过Web接入。,（2）Web服务的架构 Web 服务使用SOA（Service-Oriented Architecture）架构，即面向服务架构。是为了解决在Internet环境下业务集成的需要，通过连接能完成特定任务的独立功能实体实现的一种 软件系统架构。该架构由三个系统和三个基本操作组成。 三个系统：服务提供系统、服务请求系统和分布服务登记系统； 三个基本操作：发布、查找和绑定。,（3）Web Service的主要协议 简单对象访问协议SOAP（Simple Object Access Protocol）； 网络服务描述语言WSDL（Web Services Description Language）； 统一描述、发现和集成协议UDDI（Universal Description，Discovery and Integration）； 其他协议：WSIF（Web Service Invocation Framework），WSGW（Web Service GateWay），WSIL（Web Service Inspection Language），WSFL（Web Service Flow Language），BPEL（Business Process Execution Language）。,4网络管理 指对网络运行状态进行检测与控制，使其能有效、可靠、安全、经济地提供服务。管理方式包括人机集中管理、网络自主管理以及管理网管理等。对于大型网络，甚至需要建立网络管理呼叫中心。 （1）网络管理的功能 配置管理； 故障管理； 性能管理； 安全管理； 计费管理。,（2）网络管理协议 网络管理协议定义了网络管理的框架、方式、方法和有关标准，是对多厂家网络设备互联的大型网络进行管理的基础，包括多种类型： 公关管理信息协议CMIP（Common Management Information Protocol）。 SNMP协议，也称作SNMPv1。 TCP公共管理信息协议CMOT（CMIP Over TCP）。 局域网个人管理协议LMMP。,（3）网络管理工具 对大型网络的管理，需要借助于功能强大、使用方便、支持多种网络设备、网管协议的软件系统工具，才能对网络进行充分、完备和有序的管理。下面是几种常用的网络管理工具： HP OpenView IBM Tivoli SunNet Manager（SNM）。 Cabletron SPECTRUM。 Cisco Works2000。,3.3 数据库管理系统,1数据库管理系统综述 （1）数据库管理系统的定义 数据库（DataBase，简称DB）：所谓数据库是指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享；,数据库管理系统DBMS：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它能够解决如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和维护数据等问题。它还提供一套数据描述语言和数据操纵语言以实现对数据库系统的各种控制。它构成整个数据库系统运行的核心； 数据库系统DBS：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成；,数据库分类：按照所采用的数据模型，可分为关系数据库、层次数据库和网状数据库，其中目前起主导地位的是关系型数据库。随着面向对象技术的发展，目前又推出了所谓的对象数据库等新概念。按功能规模，可分为小型数据库和企业级数据库。,（2）数据库管理系统的结构 DBMS是数据库系统的一个重要组成部分，一般由以下几个模块组成： 数据定义模块； 数据操纵模块； 数据库例行管理程序。,2小型数据库 小型数据库指为单用户服务或支持用户数量较少的数据库管理系统，一般用于单用户的桌面应用程序或C/S架构中的客户端软件，主要包括如下产品： Microsoft公司的Access与Foxpro； Sybase公司的SQL Anywhere； MySQL AB公司的MySQL； IBM公司的DB2（UDB SE、UDB PE、UDB WE，分别为卫星版、个人版、工作组版，适用于移动用户、个人用户和工作组用户）及Informix Standard Engine（SE）和Cloudscape。,3企业级数据库 （1）企业级数据库概述 企业级数据库是为企业的全部或部分应用提供数据存储和访问服务的大型数据库服务系统。企业数据库一般具备以下较通用的功能： 多用户功能； 客户端功能； 管理工具； 较强的并发控制功能； 较强的完整性控制；,完备的存储管理机制； 可编程的服务功能； 其它功能：是否具有丰富的存储对象、完善的备份及恢复机制和数据仓库功能的支持也是企业级数据库应该具备的特性。,（2）Oracle数据库 甲骨文公司的Oracle是一个功能强大、横跨多种软硬件平台、带有丰富开发工具与套件的数据库管理系统，在数据库研发、推广及销售领域一直保持着领先的地位。目前最新版为Oracle10g。 （3）DB2数据库 DB2是IBM公司的关系数据库管理系统，最早的产品足DB2 for MVS/ESA，当前最新的版本是DB2UDB 8.1，它在几乎所有的硬件平台及操作系统平台上均有相应的版本，是一个名符其实的通用型RDBMS。,（4）Sybase数据库 Sybase数据库是赛贝斯(Sybase)公司的产品，目前最新版本为Sybase12.5，数据库服务器端的产品被命名为Adaptive Server Enterprise(简称ASE)。Sybase是一个面向联机事务处理、具有高性能、高可靠性的功能强大的关系型数据库管理系统。Sybase数据库的多库、多设备、多用户、多线索等特点极大地丰富和增强了数据库的功能，是一个复杂的、多功能的、跨平台的数据库管理系统。,（5）SQL Server数据库 SQL Server是Microsoft公司的关系数据库产品，目前最新版为SQL Server 2005，也只能运行在Windows操作系统平台上。SQL Server 2005 基于 SQL Serve