硕士学位论文-GPRS网络数据自动核查系统的设计与实现.pdf

分类号 U D C 作者姓名： 指导教师： 申请学位级别： 学科专业名称：软件工程 论文提交日期：2 0 0 8 年1 2 月1 日论文答辩日期：2 0 0 8 年1 2 月2 8 日 学位授予日期：2 0 0 9 年1 月答懒蝴：赵林亮 评阅人：张斌、朱红宁 东北大学 2 0 0 8 年12 月 0l、J，fl ? 1 L B yZ h a n gX i a oM i n g S u p e r v i s o r ：P r o f e s s o rZ h o uF uC a i N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y D e c e m b e r2 0 0 8 l j 埔 S ，_ 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 = 也 思。 学位论文作者签名：纭臼荛鸥 日期：鹚2 - 、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年口一年函一年半口两年口 学位论文作者签名：徼哟 导师签名： 签字E t 期：力谬限I签字日期：卿 门 k 一 一 。 东北大学工程硕士学位论文 摘要 摘要 随着中国移动数据网络的持续高速发展，为了确保数据业务安全、稳定地运行， 必须保证数据网各系统、设备局数据的准确性。以往G P R S 网络数据核查使用人工 手动方式；常常准确率低、耗时长，需要消耗极大的人力进行这种繁琐的重复性工 作，不能满足中国移动数据管理的要求。因此，采用自动化手段核查G P R S 数据配 置势在必行。 本文在分析G P R S 网络数据自动核查的需求后，采用面向对象的开发方法，利 用C # 编程语言、微软n e t 仔a m e w o r k 2 0 环境以及G P R S 等相关技术，通过对防火 墙数据核查、D N S 数据核查、S G S N 数据核查、资料管理等功能的设计，完成了 G P R S 数据自动核查系统。G P R S 数据自动核查系统主要包括防火墙数据核查模块、 S G S N 数据核查模块、D N S 数据核查模块和资源管理模块等功能。其中防火墙数据 核查模块主要实现对防火墙G n 接口I P 地址、集团E 网业务接口l P 地址的数据配 置核查，同时，能够实现按照配置文件分组核查；S G S N 数据核查模块主要实现包 括华为、爱立信等六种类型S G S N 设备E 2 1 2 E 2 1 4 数据配置核查；D N S 设备数据 核查主要实现对路由区( R A U ) 配置文件、启动文件( n a m e d c o n f i g ) 、业务配置文 件的数据核查；资源管理模块主要实现了规则设定、模板管理、配置模扳等子模块， 能够在软件中管理使用的核查规则，管理在系统中调用的数掘模板，并能够为中国 移动汇总标准数据库提供模板文件。 该系统在中困移动G P R S 网络进行了应用，解决了以往G P R S 网络中各种设备 数据配置的标准化、准确性和完整性等方面存在的问题，能够满足中国移动数据检 查的需求 关键词：G P R S ；自动检查；配置核查；标准化；准确性 一 - 一 r 东北大学工程硕士学位论文A b s t r a c t T h e D e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o no ft h eS y s t e mf o rG P R S N e t w o r k C o n f i g u r a t i o nC h e c k i n g A bs t r a c t A sC h i n aM o b i l e Sc o n t i n u e dh i g h - s p e e dd a t an e t w o r kd e v e l o p m e n t ，i no r d e rt o e n s u r ed a t as e c u r i t y , s t a b i l i t ya n do p e r a t i o no ft h ed a t an e t w o r km u s te n s u r et h a ta l l s y s t e m s ，e q u i p m e n t ，t h ea c c u r a c yo ft h ed a t ab u r e a u I nt h ep a s tG P R Sn e t w o r kd a t at o v e n f yt h eu s eo fa r t i f i c i a lm a n u a l l y , o f t e nl o w a c c u r a c y , l o n gt i m e ，ag r e a th u m a nn e e d t oc o n s u m es u c ht e d i o u s r e p e t i t i v ew o r k a n dc a nn o tm e e tC h i n aM o b i l eD a t a M a n a g e m e n t A sar e s u l t ，a u t o m a t e dm e a n so fv e r i f i c a t i o nm u s tc o n f i g u r et h eG P R S d a t a B a s e do nt h ea n a l y s i so fG P R Sd a t an e t w o r k sa u t o m a t i c a l l yv 甜匆t h ed e m a n d ，t h e d e v e l o p m e n to fo b j e c t o r i e n t e dm e t h o d s ，t h eu s eo fC 撑p r o g r a m m i n gl a n g u a g e ， M i c r o s o f t N e tf r a m e w o r k 2 0 e n v i r o n m e n t ，a sw e l l a sG P R Sa n do t h e rr e l a t e d t e c h n o l o g y , d a t av e r i f i c a t i o nt h r o u g ht h ef i r e w a l l ，D N Sd a t av e r i f i c a t i o n ，S G S ND a t a v e r i f i c a t i o n ，d a t am a n a g e m e n tf u n c t i o n ss u c ha sd e s i g n ，c o m p l e t e dt h eG P R Sd a t a a u t o m a t i cv e r i f i c a t i o ns y s t e m G P R Sd a t av e r i f i c a t i o ns y s t e mi sm a i n l ya u t o m a t i cd a t a v e r i f i c a t i o nm o d u l e s ，i n c l u d i n gf i r e w a l l ，S G S Nd a t av e r i f i c a t i o nm o d u l e ，D N Sd a t a v e r i f i c a t i o nm o d u l ea n dr e s o u r c em a n a g e m e n tm o d u l e ，a n do t h e rf u n c t i o n s O n eo ft h e m a i nf i r e w a l ld a t av e r i f i c a t i o nm o d u l ef o rt h er e a l i z a t i o no ft h ef i r e w a l lG ni n t e r f a c eI P a d d r e s s ，o ft h eb u s i n e s so ft h eG r o u pEn e t w o r ki n t e r f a c eI Pa d d r e s sc o n f i g u r a t i o nd a t a v e r if i c a t i o n ，a tt h es a m et i m e , t h ep r o f i l eC a nb ea c h i e v e di na c c o r d a n c ew i t ht h e v e r i f i c a t i o nd i v i s i o n ；S G S Nd a t av e r i f i c a t i o nm o d u l e s ，i n c l u d i n gt h em a i na c h i e v e m e n t o fH u a w e i ，E r i c s s o n ，e t c S G S No ft h es i xt y p e so f e q u i p m e n tE 212 E 214c o n f i g u r a t i o n d a t av e r i f i c a t i o n ；D N Sd a t av e r i f i c a t i o ne q u i p m e n tt oa c h i e v et h em a i nr o u t et ot h ea r e a ( g a u ) p r o f i l e ，s t a r tf i l e ( n a m e d c o n f i g ) ，t h eb u s i n e s sp r o f i l eo ft h ed a t av e r i f i c a t i o n ； r e s o u r c em a n a g e m e n tm o d u l eT h em a i na c h i e v e m e n to far u l es e t ，t e m p l a t em a n a g e m e n t ， c o n f i g u r a t i o nt e m p l a t e s ，s u c h a s s u b m o d u l e ，t h es o f t w a r ec a nb eu s e di nt h e m a n a g e m e n to f t h ev e r i f i c a t i o nr u l e s ，t h em a n a g e m e n to ft h es y s t e mc a l ld a t at e m p l a t e s ， a n dC h i n aM o b i l ei sa b l et oa g g r e g a t ed a t ap r o v i d e db yt h es t a n d a r dt e m p l a t ef i l e T h es y s t e mi nC h i n aM o b i l eG P R Sn e t w o r ka p p l i c a t i o n s ，i nt h ep a s tt or e s o l v et h e I I I 毒 一 东北大学工程硕士学位论文A b s w a c t G P R Sn e t w o r kc o n f i g u r a t i o nd a t ai nav a r i e t yo fe q u i p m e n ts t a n d a r d i z a t i o n ，a c c u r a c y a n di n t e g r i t yo ft h ee x i s t i n gp r o b l e m s ，s u c ha st om e e tC h i n a sd e m a n df o rm o b i l ed a t a c h e c k K e y w o r d s ：G P R S ；A u t o m a t i ci n s p e c t i o n ；C o n f i g u r a t i o nV e r i f i c a t i o n ；S t a n d a r d i z a t i o n ； A c c u r a c y I V 一 - 一 东北大学工程硕士学位论文目录 目录 声明I 摘要I I A b s t r a c t I I I 第l 章引言。1 1 1 项目背景1 1 2 项目意义1 1 3 论文章节安排4 第2 章开发方法及相关技术一5 2 1 面向对象的软件开发方法5 2 2C j f 语言6 2 3G P R S 网络技术简述9 2 3 1G P R S 的基本概念9 2 3 2G P R S 的特点1 0 2 4S G S N 的基本概念1 3 2 5D N S 的基本概念14 第3 章需求分析1 5 3 1 用例分析1 5 3 1 1 系统操作员用例1 5 3 1 2 系统管理员用例1 8 3 2 动态行为模型2 0 3 2 1 导入模板行为模型2 0 3 2 2 导入配置文件行为模型2 0 3 2 3 数据核查行为模型2 1 3 2 4 模板自身核查行为模型2 2 3 2 5 配置文件自身核查行为模型2 2 3 2 6 数据汇总行为模型2 3 3 2 7 数据导出行为模型2 4 3 2 8 模板文件管理行为模型2 5 3 2 9 配置文件管理行为模型2 5 3 2 1 0 在线更新行为模型2 6 V 一 东北大学工程硕士学位论文目录 3 3 系统开发环境2 7 第4 章系统设计2 8 4 1G P R S 数据自动核查系统结构设计2 8 4 2 功能模块设计一2 9 4 2 1 防火墙数据核查模块功能2 9 4 2 2S G S N 数据核查模块功能3 0 4 2 3D N S 数据核查模块功能3 2 4 2 4 资料管理模块功能3 4 4 3 数据存储设计3 5 第五章系统实现3 7 5 1 防火墙数据核查模块一3 7 5 1 1C I S C O 防火墙数据核查3 7 5 1 2N E T S C R E E N 防火墙数据核查。4 0 5 1 3E U D E M O N 防火墙数据核查4 0 5 1 4 集团E 网数据核查4 0 5 1 5 分组数据核查4 1 5 2S G S N 数据核查模块4 1 5 2 1 华为S G S N 数据核查4 2 5 2 2 摩托罗拉S G S N 数据核查4 4 5 2 3 诺基哑S G S N 数据核查4 4 5 2 4 爱立信S G S N 数据核查4 5 5 2 5 阿尔卡特S G S N 数据核查4 5 5 3D N S 数据核查模块4 5 5 3 1R A U 数据核查4 5 5 3 2 业务数据核查4 7 5 3 3 配置数据核查4 9 5 4 资料管理模块5 0 5 4 1 规则设定5 0 5 4 2 模板管理5 2 5 4 - 3 配置模板5 2 5 4 4 在线更新5 2 第6 章结论5 4 V 1 东北大学工程硕士学位论文目录 参考文献5 5 致谢：5 7 V 1 1 一 一 东北大学工程硕士学位论文第1 章绪论 1 1 项目背景 第1 章引言 中国移动通信集团是国内唯一专注于移动通信业务发展的通信运营商，在中 国移动通信大发展的进程中，始终发挥着主导作用，并在国际移动通信领域占有 重要地位。经过十多年的网络建设和发展，中国移动通信集团已建成一个覆盖范 围广、通信质量高、业务品种丰富、服务水平一流的移动通信网络，网络规模和 客户规模均列全球第一。同时，中国移动通信集团不仅是一个财务稳健、能够产 生稳定现金流的盈利性公司，又是一个充满发展潜力、具有发展前景的持续成长 性公司。 自2 0 0 5 年始中国移动数据业务丌始持续性爆发式增长，随着G P R S 网络的不 断地扩建，网络维护的压力也越来越大，其中尤其重要的是数据配置的准确。确 保G P R S 网络数据配置的准确不仅能够保证网络运行的安全、稳定，也能为中国 移动高品质服务品牌形象带来正面影响【I 】。由于设备类型多、数据配置复杂、配置 方法缺乏标准等原因，以往中国移动G P R S 数据配置核查工作是通过手动核查方 式来完成，这样，维护人员在数据检查方面的工作量是与网络设备的数量成正比 的。但是，随之而来的问题是在网络建设高速发展的今天，网络设备的增多已经 是必然趋势，显然，使用人工方式进行数据检查已不能满足网络维护的要求。因 此，如何合理、有效、准确地核查数据已经成为目前中国移动必须解决的紧要问 题之，一。 1 2 项目意义 数据核查工作一直是中国移动R 常维护工作的重心，同时也是工作量最大、 步骤最为繁琐的工作，一方面数据核查需要的人力资源非常大，消耗的人工成本 也非常高；另一方面由于数据配置方法没有统一标准，数据核查工作一直采用人 工方式，数据核查结果受人工方式效率低、准确率差等因素的影响比较大，缺乏 说服力、权威性。 东北大学工程硕士学位论文 第1 章绪论 随着3 G 时代的到来，G P R S 网络作为2 G 时代的数据核心网势必将与3 G 时代的核心网合二为一。届时，G P R S 网络的重要性将进一步提高，作为所有 3 G 时代数据增值业务的承载网，G P R S 网络的安全性、稳定性也将提高到一个 新的高度，而保障网络平稳运行的基础就是数据配置的准确性。同时，3 G 的到 来必将引领无线互联网业务高速、大规模地发展，随着业务种类的迅猛增加， G P R S 数据配置也将越来越复杂，如果继续采用人工方法检查数据配置既不符合 中国移动网络发展的方向，也无法满足日益繁重的核查工作的需求。 为了改进数据核查工作的质量，在多次与中国移动G P R S 网络各设备提供 商进行技术探讨后，发现统一中国移动G P R S 网络各设备厂商的数据配置命令 来解决这个问题是无法实现的，那么如何解决哪? 经过长期的调研与分析，在 进一步研究G P R S 网络中各种类型设备的配置方法后细分各个省移动的需求的 前提下，经过与全国G P R S 网络维护的技术专家通过头脑风暴法分析，得出结 论：首先，需要分解现有设备数据配置命令分别得出各种设备配置中关键字段； 然后，通过全网性的规范来统一数据配置的关键字段的配置；最后，通过核查 系统实现数据配置与关键字段之间的匹配调用实现自动核查数据配置。 对不同省公司对G P R S 系统数据自动核查软件的不同需求分别提出了新的 解决方案，从而满足了由于原有的G P R S 系统数据自动核查软件不能满足不同 省的不同需求，导致许多核查方案无法实施，始终无法满足智能化、全面覆盖 的核查要求在此背景下，本项目组承担起分析、总结配置数据中涉及的关键字 段的工作，并确定需要全网统一进行规范的关键字段。同期，在全国G P R S 技 术专家的配合下，本项目组与中国移动集团公司共同负责制订了中国移动数 据网数据配置命名规范用以统一中国移动全网G P R S 数据配置中关键字段的 定义。同时，这也标志着中国移动G P R S 网络设备配置摆脱了缺少权威性统一 规范的历史。 因此，如何实现准确核查G P R S 网络数据配置就是本项目的唯一目标。本 系统J 下是在这种情况下开始设计开发的。从为建立统一数据配置标准角度出发， 在系统设计中采用关键字段定制、命令格式分析等方法为软件提供了准确的算 法；从服务维护人员角度出发，在系统开发中详细分析了各级维护人员的具体 东北大学工程硕士学位论文第1 章绪论 需求，通过个性化需求开发，有效地降低数据检查维护工作量。 在本系统投入实际生产维护工作后将带来了以下积极影响： 首先，通过G P R S 数据自动核查系统降低了维护工作对核查人员技术门槛 的要求，解决了以往数据配置核查必须由专业的技术人员来完成的情况。现在， 通过简单的培训或阅读使用说明后，即可让一般工作人员使用本系统来进行 G P R S 数据核查工作。 其次，G P R S 数据自动核查系统实现对防火墙、S G S N 、D N S 等设备的数据 配置核查，这有效地降低了只常维护的工作量。由于以往中国移动G P R S 网络 与外部其它运营商的数据核心网是时时联通的，为了确保漫游业务的正常运行， 数据变更非常频繁，这也导致日常维护工作量非常巨大。中国移动在数据制作 过程中要求一人制作二人复查，通过自动核查手段就降低了这部分工作为维护 人员带来的工作压力【2 】。 第三，G P R S 数据自动核查系统能够完成对包括华为、爱立信、诺基亚西门 子等多家设备提供商的多种型号的设备配置核查工作。由于现网G P R S 设备种 类繁多，导致数据核查人员必须对各种设备数据配置都要熟悉明了，而自动核 查系统的出现就解决了这一问题。 第四，G P R S 数据自动核查系统能够准确地核查配置文件中所有符合配置规 范要求的数据，这极大地提高了G P R S 网络数据配置的准确性。以往由于数据 配置行数非常之多，通常都在六千条以上，在每次数据检查中只能采用抽查的 方法，这就导致检查的结果带有一定的片面性，而本系统能够全面、有效地核 查所有配置数据，这也为G P R S 网络安全运行带来有利的基础。 第五，G P R S 数据自动核查系统为全网数据核查带来统一标准。由于使用本 系统的基础是采用统一的数据配置方法，这就使得检查结果的具有唯一性、权 威性，避免以往由于配置方法不同导致的检查结果得不到统一的结沦。 最后，G P R S 数据自动核查系统的出现为同常数据维护工作带来灵活的检查 方式。以往由于数据量巨大，在检查时只能尽量采用集中方式，并且无法经常 性检查，而本系统的出现使得检查数据变得简单，这就为同常定制检查频度、 检查方式变得更加多样。 东北大学工程硕士学位论文第1 章绪论 1 3 论文章节安排 论文共分六章，以下简述每章内容： 第一章，介绍本项目的背景与意义，明确本项目的目标和文档的结构。 第二章，介绍系统开发中涉及的一些相关技术。 第三章，通过需求分析建立系统使用的动态行为模型。 第四章，具体讲解系统的功能设计及业务流程设计，其中包括防火墙计、 S G S N 、D N S 数据核查功能设计和资料管理功能设计等。 第五章，介绍系统功能结构及各功能子模块的实现。 第六章，结论，总体概括了在本系统开发完成后测试情况以及存在的不足之 处，并对未来技术发展与系统演进进行预测。 4 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 第2 章开发方法及相关技术 本章主要对G P R S 数据自动核查系统在设计过程中主要应用的开发方法和实 现技术进行了描述。 2 1 面向对象的软件开发方法 随着O O P ( 面向对象编程) 向O O D ( 面向对象设计) 和O O A ( 面向对象分 析) 的发展，最终形成面向对象的软件开发方法O M T ( O b j S y s t e m tM o d e l l i n g T S y s t e m h n i q u e ) 【3 1 。 结构化分析和设计方法虽然有许多优点，并在软件开发历史上产生了重要影 响，但也存在许多明显的缺点，用这种方法所开发的系统的可维护性、稳定性、 可修改性和重用性比较差。而面向对象方法在某种程度上克服了传统结构化方法 的缺陷，减少了结构化方法需求与实现之间存在巨大的语义断层。 面向对象方法以客观世界中的实体为基础将客观实体的属性和操作封装成对 象，对象之间通过传递消息互相联系，以模拟现实中不同事物彼此之间的联系【6 】。 面向对象方法的分析、设计、实现的结果能直接映射到系统具体的实体上，分析、 设计、实现一个系统的过程与认识这个问题的过程一致，符合人们对客观世界的 认识规律，所以丌发的系统相对稳定。其次，面向对象方法具有继承和封装的特 点来支持软件复用，并易于扩充【4 1 。 ( 1 ) 自底向上的归纳 O M T 的第一步是从问题的陈述入手，构造系统模型。从真实系统导出类的体 系，即对象模型包括类的属性，与子类、父类的继承关系，以及类之问的关联。 在Y o u r d o n 方法中构造系统模型是最困难的一步，因为自顶向下的“顶”是 一个空中楼阁，缺乏坚实的基础，而且功能分解有相当大的任意性，因此需要丌 发人员有丰富的软件丌发经验。而在O M T 中这一工作可由一般开发人员较快地完 成。在对象模型建立后，很容易在这一基础上再导出动态模型和功能模型。这三 个模型一起构成要求解的系统模型f 5 1 。 ( 2 ) 自顶向下的分解 系统模型建立后的工作就是分解。与Y o u r d o n 方法按功能分解不同，在O M T 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 中通常按服务( S e r v i c e ) 来分解。服务是具有共同目标的相关功能的集合，如I O 处理、图形处理等。这一步的分解通常很明确，而这些子系统的进一步分解因有 较具体的系统模型为依据，也相对容易。所以O M T 也具有自顶向下方法的优点， 即能有效地控制模块的复杂性，同时避免了Y o u r d o n 方法中功能分解的困难和不 确定性【6 】。 ( 3 ) O M T 的基础是对象模型 每个对象类由数据结构( 属性) 和操作( 行为) 组成，有关的所有数据结构 ( 包括输入、输出数据结构) 都成了软件开发的依据。因此J a c k s o n 方法和P A M 中输入、输出数据结构与整个系统之间的鸿沟在O M T 中不再存在。O M T 不仅具 有J a c k s o n 方法和P A M 的优点，而且可以应用于大型系统。更重要的是，在J a c k s o n 方法和P A M 方法中，当它们的出发点一输入、输出数据结构( 即系统的边界) 发 生变化时，整个软件必须推倒重来。但在O M T 中系统边界的改变只是增加或减少 一些对象而己，整个系统改动极d , t 7 1 。 ( 4 ) 需求分析彻底 需求分析不彻底足软件失败的主要原因之一。O M T 彻底解决了这一问题。因 为需求分析过程已与系统模型的形成过程一致，开发人员与用户的讨论是从用户 熟悉的具体实例( 实体) 开始的。开发人员必须搞清现实系统才能导出系统模型， 这就使用户与开发人员之问有了共同的语言，避免了传统需求分析中可能产生的 种种问题。【8 】 ( 5 ) 可维护性大大改善 在O O 语言中，子类不仅可以继承父类的属性和行为，而且也可以重载父类 的某个行为( 虚函数) 。利用这一特点，我们可以方便地进行功能修改：引入某类 的一个子类，对要修改的一些行为( 即虚函数或虚方法) 进行重载，也就是对它 们重新定义。由于不再在原来的程序模块中引入修改，所以彻底解决了软件的可 修改性，从而也彻底解决了软件的可维护性。O O 技术还提高了软件的可靠性和健 壮性。 2 2C 语言 C # 是微软公司专门为n e t 量身打造的编程语言，是一种全新的语言，他 与N E T 有着密不可分的关系，C # 就是N E T 框架所提供的类型，C # 本身并无库 类，而是直接使用N E T 框架所提供的库类；同时，它的类型安全检查，结构优化 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 异常处理，也是交给c l r 处理的。因此，C # 是最适合N E T 开发的编程语言【9 1 。 c # 是一种面向对象的编程语言，它不但有着C + + 的强大功能，语法也和C + + 基本相同，并且还包含了大量的代码和面向对象的特性；根据微软公司公布 的信息，C # 语言将在保持C C + + 灵活性的特点上，为程序员带来高效的开发方式， 它不仅能用与w e b 网站服务程序，而且还能开发强大的系统工具。总体来说，它 具有以下特性。 ( 1 ) 简洁的语法 C 撑的代码在N E T 框架提供的“可操纵”环境下运行，不允许直接地内存操作。 它所带来的最大的特色是没有了指针。c 撑只支持一个“”，对于我们来说，现在 需要理解的一切仅仅是名字的嵌套而已。C 撑用真J 下的关键字换掉了那些把活动模 板库( A c t i v eT e m p l a t eL i b r a r y , A L T ) 和C O M 搞得乱糟糟的伪关键字，如O L E C O L O R 、B O O L 、V A R I A N TB O O L 、D I S P I DX X X X X 等等。每种C 群操作符在N E T 类库中都有了新名字【引。 ( 2 ) 精心地面向对象设计 C 捍具有面向对象的语言所应有的一切特性：封装、继承与多态性，这并不出 奇。然而，通过精心地面向对象设计，从高级商业对象到系统级应用，C 群建造广 泛组件的绝对选择【1 。 在C ；的类型系统中，每种类型都可以看作一个对象。C 撑提供了一个叫做装箱 ( b o x i n g ) 与拆箱( u n b o x i n g ) 的机制来完成这种操作，而不给使用者带来麻烦，这在 以后的章节中将进行更为详细的介绍。 C 撑只允许单继承，即一个类不会有多个基类，从而避免了类型定义的混乱。 在后面的学习中你很快会发现，C j f i 中没有了全局函数，没有了全局变量，也没有 了全局常数。一切的一切，都必须封装在一个类之中。你的代码将具有更好的可 读性，并且减少了发生命名冲突的可能【12 1 。 整个C 的类模型是建立在N E T 虚拟对象系统( V i s u a lO b j S y s t e m tS y s t e m ，V O S ) 的基础之上，其对象模型是N E T 基础架构的一部分，而不再是其本身的组成部分。 在下面将会谈到，这样做的另一个好处是兼容性【5 1 。 借助于从V B 中得来的丰富的R A D 经验，C 撑具备了良好的丌发环境。结合自 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 身强大的面向对象功能，C 挣使得开发人员的生产效率得到极大的提高。对于公司 而言，软件开发周期的缩短将能使它们更好应付网络经济的竞争。在功能与效率 的杠杆上人们终于找到了支点 1 3 】。 ( 3 ) 与W e b 的紧密结合 N E T 中新的应用程序开发模型意味着越来越多的解决方案需要与W e b 标准相 统一，例如超文本标记语言( H y p e r t e x tM a r k u pL a n g u a g e ，H T M L ) 和X M L 。由于历史 的原因，现存的一些开发工具不能与W 曲紧密地结合。S O A P 的使用使得C 撑克服 了这一缺陷，大规模深层次的分布式开发从此成为可制1 4 】。 由于有了W e b 服务框架的帮助，对程序员来说，网络服务看起来就象是C 群 的本地对象。程序员们能够利用他们已有的面向对象的知识与技巧开发W e b 服务。 仅需要使用简单的C 拌语言结构，C 组件将能够方便地为W e b 服务，并允许它们通 过I n t e m e t 被运行在任何操作系统上的任何语言所调用。举个例子，X M L 已经成 为网络中数据结构传递的标准，为了提高效率，C 舟允许直接将X M L 数据映射成为 结构。这样就可以有效的处理各种数据【1 5 】。 ( 4 ) 安全性与错误处理能力 完整的安全性与错误处理语言的安全性与错误处理能力，是衡量一种语言是 否优秀的重要依据。任何人都会犯错误，即使是最熟练的程序员也不例外：忘记 变量的初始化，对不属于自己管理范围的内存空间进行修改等等。这些错误常常 产生难以预见的后果。一旦这样的软件被投入使用，寻找与改F 这些简单错误的 代价将会是让人无法承受的。C 撑的先进设计思想可以消除软件开发中的许多常见 错误，并提供了包括类型安全在内的完整的安全性能。为了减少开发中的错误， C j f i 会帮助开发者通过更少的代码完成相同的功能，这不但减轻了编程人员的工作 量，同时更有效地避免了错误的发型1 6 】。 N E T 运行库提供了代码访问安全特性，它允诌：管理员和用户根据代码的l D 来配置安全等级。在缺省情况下，从I n t e m e t 和I n t r a n e t 下载的代码都不允许访问 任何本地文件和资源。比方说，一个在网络上的共享目录中运行的程序，如果它 要访问本地的一些资源，那么异常将被触发，它将会无情地被异常扔出去，若拷 贝到本地硬盘上运行则一切正常。内存管理巾的垃圾收集机制减轻了开发人员对 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 内存管理的负担。N E T 平台提供的垃圾收集器( G a r b a g eC o l l S y s t c m t i o n ，G C ) 将负责 资源的释放与对象撤销时的内存清理工作f 1 7 1 。 变量是类型安全的。C 撑中不能使用未初始化的变量，对象的成员变量由编译 器负责将其置为零，当局部变量未经初始化而被使用时，编译器将做出提醒；C 桴 不支持不安全的指向，不能将整数指向引用类型，例如对象，当进行下行指向时， C 撑将自动验证指向的有效性；C 群中提供了边界检查与溢出检查功能。 ( 5 ) 版本处理技术 C 撑提供内置的版本支持来减少开发费用，使用C 群将会使开发人员更加轻易地 开发和维护各种商业用户【18 1 。 升级软件系统中的组件( 模块) 是一件容易产生错误的工作。在代码修改过 程中可能对现存的软件产生影响，很有可能导致程序的崩溃。为了帮助开发人员 处理这些问题，C 撑在语言中内置了版本控制功能。例如：函数重载必须被显式声 明，而不会象在C + + 或j a v a 中经常发生的那样不经意地被进行，这可以防止代码 级错误和保留版本化的特性。另一个相关的特性是接口和接口继承的支持。这些 特性可以保证复杂的软件可以被方便地开发和升级【1 9 1 。 ( 6 ) 灵活性和兼容性 在简化语法的同时，C j f j 并没有失去灵活性。尽管它不是一种无限制语言，比 如：它不能用来开发硬件驱动程序，在默认的状态下没有指针等等，但是，在学 习过程中你将发现，它仍然是那样的灵巧。 如果需要，C 允许你将某些类或者类的某些方法声明为非安全的。这样一来， 你将能够使用指针、结构和静态数组，并且调用这些非安全代码不会带来任何其 它的问题。此外，它还提供了一个另外的东西( 这样的称呼多少有些不敬) 来模 拟指针的功能一d e l e g a t e s ，代表。再举一个例子：C 不支持类的多继承，但是通过 对接口的继承，你将获得这一功能【2 0 1 。 2 3G P R S 网络技术简述 2 3 1G P R S 的基本概念 G P R S 是通用分组无线业务( G e n e r a lP a c k e tR a d i oS e r v i c e ) 的简称，它是G S M O 东北大学工程硕士学位论文第2 章开发方法及相关技术 移动电话用户可用的一种移动数据业务。它也经常被人们称成“2 5 G “ ，也就是说 这项技术位于第二代( 2 G ) 和第三代( 3 G ) 移动通讯技术之间。它通过利用G S M 网络中未使用的T D M A 信道，提供中速的数据传递。G P R S 突破了G S M 网只能提 供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部 分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速 率却相当可观。G P R S ( G e n e r a lP a c k e tR a d i oS e r v i c e ) 是一种以全球手机系统( G S M ) 为基础的数据传输技术，可说是G S M 的延续。G P R S 和以往连续在频道传输的方 式不同，是以封包( P a c k e t ) 式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料 单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便剖2 。 G P R S 的传输速率可提升至5 6 甚至11 4 K b p s 。而且，因为不再需要现行无线 应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可 联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上( V R N ) 的使用 者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接2 2 1 。 2 3 2G P R S 的特点 2 3 2 1 应用上的特点 目前，用手机上网还显得有些不尽人意。因此，全面的解决方法G P R S 也就 这样应运而生了，这项全新技术可以令您在任何时间、任何地点都能快速方便地 实现连接，同时费用又很合理。简单地说：速度上去了，内容丰富了，应用增加 了，而费用却更加合理【2 3 1 。 ( 1 ) 高速数据传输 速度1 0 倍于G S M ，更可满足您的理想需求，还可以稳定地传送大容量的高 质量音频与视频文件，可谓不一般的巨大进步。 ( 2 ) 永远在线 由于建立新的连接几乎无需任何时间( U p 无需为每次数据的访问建立呼叫连 接) ，因而您随时都可与网络保持联系，举个例子，若无G P R S 的支持，当您证在 网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情况下您不得不断线后接通来电，通话 完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说，的确是件非常令人恼火的事。而有了 一1 0 东北大学工程硕士学位论文 1 1 1 。1 。1 。1 。_ _ - 。一 第2 章开发方法及相关技术 G P R S ，您就能轻而易举地解决这个冲列2 4 1 。 ( 3 ) 仅按数据流量计费 即根据客户传输的数据量( 如：网上下载信息时) 来计费，而不是按上网时 间计费也就是说，只要不进行数据传输，哪怕客户一直“在线”，也无需付费。做 个“打电话”的比方，在使用G S M + W A P 手机上网时，就好比电话接通便开始计费； 而使用G P R S + W A P 上网则要合理得多，就像电话接通并不收费，只有对话时才计 算费用。总之，它真正体现了少用少付费的原则。 2 3 2 2 技术上的特点 数据实现分组发送和接受，按流量计费；5 6 - - 1 1 5 K b p s 的传输速度2 5 1