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可扩展的管理信息系统分布式计算平台研究 研究生姓名：顾夕骏导师姓名：李东教授 东南大学经济管理学院 摘要 对于管理信息系统的研究是企业管理理论的一个特殊分支，它是管理理论和 信息技术的结合。随着企业的发展，管理理论进行着不断的更新，出现了很多与 企业发展相适应的理论分支。相对于管理理论，作为管理信息系统另一支柱的信 息技术同样经历着不断的发展和变革，如何将研究和实践中管理理论和信息技术 很好的结合，成为管理信息系统理论和实践成功的关键。 在管理信息系统理论和实践的发展过程之中，经历了两个具有标志性的阶 段：一个阶段是以c s 结构为代表的集中式管理信息系统阶段，另一个阶段是以 分布式技术为代表的分布式管理信息系统阶段。在企业规模不断扩大、业务复杂 性不断增加的客观动力之下，传统的c s 系统已经不能够适应企业日益多样化的 需求，正在逐渐退出管理信息系统的舞台。目前的管理信息系统正经历着从c s 阶段向分布式阶段的平台迁移时期。如何将全新的信息技术应用于管理信息系 统，使得新技术平台之下的管理信息系统能够发挥更大的作用，是管理信息系统 平台迁移时需要考虑的核心因素。 本文总结和综合了管理信息系统理论和分布式信息技术，在此基础上提出了 一个适用于企业业务高度变化和扩展的分布式管理信息系统平台框架，并对其在 案例中的运用加以分析。此框架在实践中的应用解决了传统管理信息系统扩展性 不强的矛盾。 关键词：管理信息系统分布式系统平台 j a v aj 2 e e ar e s e a r c ho i lt h e a d a p t a b l em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m b a s e do nt h ed i s t r i b u t i v es y s t e mf r a m e w o r k b y ：g ux i - j u ns u p e r v i s e db y ：p r o f l id o n g s c h o o lo f e c o n o m y a n d m a n a g e m e n t ，s o u t h e a s t u n i v a b s t r a c t r e s e a r c ho n m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m i sa p a r t i c u l a r b r a n c ho f m a n a g e m e n tt h e o r y , w h i c hi sac o m b i n a t i o no fm a n a g e m e n tt h e o r ya n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y h o w t o m e r g et h e t w op a r t si sak e yt ot h es u c c e s so fe n t e r p r i s e i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n t h e r ea r et w os t a g e si nt h eh i s t o r yo fm i sd e v e l o p m e n t ，w h i c ha r ei n t e g r a t e d s y s t e m f r a m e w o r ks t a g ea n dd i s t r i b u t i v es y s t e mf r a m e w o r k a l o n gw i t h t h e i n c r e a s eo fb u s i n e s s s c a l ea n d c o m p l e x i t y , t h e t r a d i t i o n a l i n t e g r a t e ds y s t e m f r a m e w o r ki sb e i n gm o r ea n dm o r eu n a d a p t i v e t h em i s f r a m e w o r ki sn o w c h a n g i n g f r o mi n t e g r a t e ds y s t e mf r a m e w o r kt od i s t r i b u t i v es y s t e mf r a m e w o r k h o w t ou s e t h en e wd i s t r i b u t i v ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o ni s a ni m p o r t a n tf a c t o rt os u c c e s s b yt h ea n a l y s i s o nt h em a n a g e m e n tt h e o r ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , i tr a i s e sa m o d e lo nd i s t r i b u t i v ef r a m e w o r k t h a ti su s e f u li ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n t h em o d e lh a sb e e nu s e di nt h ea c t u a le n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o np r a c t i c e a n dh a sb e e nc o n f i r m e dt ob ea d a p t i v e t h r o u g ht h em o d e l ，t h ec o n f l i c tb e t w e e nt h e n e e do f f l e x i b i l i t yi nb u s i n e s sa n d t h er i g i d i t yo ft r a d i t i o n a lm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mi sr e s o l v e d k e yw o r d s ：m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ( m i s ) d i s t r i b u t i v es y s t e mf r a m e w o r k j a v aj 2 e e 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：导师签名：日 期： 查壹奎堂堡圭堂堡堡苎 可扩展的管理信息系统 分布式计算平台研究 第一章引言 管理信息化理论和实践活动是企业管理理论和实践的一个重要分支，其主 要领域是研究怎样将企业管理与信息技术进行结合，利用先进的信息技术对管 理进行辅助和补充的问题。 作为管理理论中的一个边缘学科，管理信息化会受到诸多因素的影响，其 中起决定作用的因素有两个：一个是企业管理理论和实践的发展，另一个是信 息技术的发展。 1 1 企业管理理论和实践的发展 企业的不断发展，企业规模的不断扩大、企业的地域性和业务复杂性不断 增加这些现代企业的特征都对先进的管理方法和管理工具的支持产生了很高的 要求，这些要求是企业管理理论和实践发展的最初原动力。 在企业产生的初期，企业规模很小、业务不复杂的时候，一般不需要管理 信息系统的支持，因为依靠人工完全能够很好的解决管理之中的所有问题。随 着企业的不断发展，企业规模和业务复杂性都逐渐增加，当完全人工的企业管 理方式不再能够适应企业需要的时候，人们就会想到引入新的管理方法和管理 手段，于是信息技术这一有着巨大潜力的新兴技术进入了管理学者们的视野。 利用信息技术处理一些重复性较高的管理工作，以此来提高管理的效率，这就 产生了最初的管理信息化。 在最初的管理信息系统产生的时候，系统的范围，不论从物理范围还是逻 辑范围，都只集中在企业的内部，这样的内部信息系统存在了相当长的一段时 间，它对于企业管理效率的提高起到了至关重要的作用。但是当人们发现企业 之间的数据交互在不断变得复杂和频繁，以至于通过单纯手工或者电话传真等 东南大学硕士学位论文 简单方式进行对信息的处理变得不再及时和有效的时候，又开始了对企业之间 的管理信息化手段的研究和实践，这些信息系统是在最初的企业内部信息系统 的基础之上建立的，它们利用专用网络进行连接，实现对于特定数据的传输和 共享。这类系统的造价十分昂贵，企业需要承担所有的信息共享带来的成本和 费用，并且这类系统的扩展性不高，很难随着业务的要求而进行及时有效的扩 展。 由于经济全球化进程的加速，跨国、跨地区的企业数量急剧增加，并且企 业的规模和业务范围也越来越大。于是不但在企业之间，即使在企业内部也由 于国际化的影响而对远程信息交互产生了巨大的需求，对相关理论和方法的研 究不断涌现，管理信息化理论所关注的重点也由企业内部信息化方法向全球信 息化方法偏移，力图为企业的全球化带来的管理全球化找到优化方法。在管理 信息化实践之中，绝大多数企业都根据自身的实际需要，提出了广域网信息访 问的需求，这就对于传统的管理信息化理论和方法提出了巨大的挑战。所有的 这一切，都是管理信息化最终走向分布式计算平台的客观动力。 1 2 信息技术的发展 信息技术的发展也是影响管理信息化理论和实践的决定性因素之一。最为 突出的信息化技术飞跃是国际互联网的产生，它已经成为联通全球的信息平台， 几乎所有的信息都是依靠国际互联网进行传播，它的产生从客观上讲也是对管 理信息全球化需求的一种刺激。 数据库技术的飞跃也对管理信息化理论和实践的发展具有重要意义。关系 型数据库模型的产生对于数据库技术的革命性意义影响着全世界数据用户的工 作模式。由于关系型数据库非常适合商业数据的存储和查询，使得人们对超大 规模数据的保存和分析成为可能。目前各大厂商提供的商业数据库管理系统， 如o r a c l e 、d b 2 、i n f o r m i x 、s y b a s e 等等，都支持大规模数据存储和分析功能， 并且支持分布式计算功能。 最有，还有一种信息技术的发展对管理信息化理论和实践的发展起到了决 定性意义，这就是分布式计算技术。这是一种新兴的信息技术，它的出现就是 为了从技术上解决集中化计算的局限，使得信息能够分布于任何需要的地方。 2 一至堕查兰堡主兰垡笙茎 分布式计算技术的出现和发展使得分布式管理信息系统和数据的广域访问成为 了可能，这也大大的适应了企业发展的需要。 i 堕查兰堡主兰垡笙壅 第二章 企业计算平台的提出与发展 企业计算平台即企业管理信息系统的框架模式，随着信息技术的发展，企 业计算平台也经历了从集中式到分布式的发展。这种进步带来的优势，就是企 业管理信息系统的柔性和可扩展性得到极大的加强。 2 1 传统的集中式企业计算平台 传统的集中式企业计算平台结构( 即c s 结构) 如图2 1 所示。这种结构 将所有的企业逻辑放置于客户端，由客户端的机器执行应用程序，然后连接到 后端的数据库服务器中存取应用系统需要的资料。 图2 1c s 系统结构图 c s 结构很适合小型的m i s 系统。一般来说，应用系统的客户端数目在2 0 0 个用户之内并且是在同一个区域中，那么c s 结构是可以应付的。但是c s 结 构本身包含了一些问题。c s 结构的问题便在于c s 结构经常把应用系统的企 业逻辑编写在客户端的应用程序中，因此当应用系统需要改变时，所有在客户 端的应用程序都必须改变，这对于m i s 系统的维护来说成本是在太高了。虽然 有一些企业把系统逻辑改写在数据库中，但是这样的结构有更大的问题，因为 一查堕盔堂塑主兰焦望苎 如此一来不但应用系统都绑定在特定的数据库上，并且许多应用逻辑的程序代 码并不适合在数据库之中执行，因为使用大量计算的程序代码会严重的损害数 据库的运行效率。 2 2 分布式企业计算平台 2 2 1 分布式企业计算平台的系统目标 经济全球化以及信息技术的发展直接导致了企业在空间广度上的急剧膨 胀，企业业务的复杂性增加，不同时期、不同目的的企业管理信息系统在整合 和集成上存在着很大的问题，而问题的产生从根本上说是由于集中式计算平台 的自身缺陷所导致的。这种自身的缺陷是的分布式计算平台的出现成为必然， 其出现从根本上改变了原有计算平台结构刚性的缺点，是的高度可扩展的柔性 系统的实现成为可能，如图2 2 所示。 ，、 企业逻辑实现 于集中的物理 与逻辑实体 改进系统的困难 财务 分销 制造 图2 2集中式计算平台的缺陷 2 2 2 分布式企业计算平台概念 为了解决重复开发应用系统的成本以及增加应用系统的重复使用性，发挥 面向对象分析和设计的功能，于是引入了分布式结构，也就是导入了所谓的应 用程序服务器。应用程序服务器简单的说就是一个包含企业逻辑的应用程序， 东南大学硕士学位论文 软件开发人员以一种特定的组件形态，例如m i c r o s o f t 的c o m d c o m ，d o tn e t ， c o r b a 对象，或是e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 等封装企业的逻辑程序代码。这种经 过封装，能够执行特定企业功能的对象便称为“企业对象”，然后把这些企业对 象分发到应用程序服务器。当应用程序服务器包含了许多的企业对象之后，软 件开发人员就可以在开发企业应用程序的时候使用这些在应用程序服务器之中 的企业对象提供的服务。例如如果在应用程序服务器之中已经有了能够提供产 品信息的企业对象，那么当开发人员需要编写一个更新产品信息的m i s 应用程 序时，就可以直接使用在应用程序服务之中的产品企业对象。此外如果还需要 让i n t e r n e t i n t r a n e t 上潜在客户能够查询产品信息时，也可以使用c g i 或是 i s a p i 等技术存取在应用程序服务器之中的产品企业对象的服务来满足客户的 查询。而当企业决定改变产品处理的流程时，只需要修改应用程序服务器之中 的产品企业对象，那么m i s 应用程序以及使用浏览器的客户都可以立刻的使用 到最新的企业处理流程。 采用这种包含应用程序服务器的结构有许多好处，除了可以增加企业对象 的重复使用性之外，整个系统的开发和维护成本都立刻降低了下来。一个典型 的分布式应用系统的结构图如图2 3 所示。 图2 3分布式系统结构图 6 东南大学硕士学位论文 2 2 3 分布式企业计算平台使用的技术 目前分布式结构使用的核心大致上可以分为三种不同的工业标准，第一种 是m i c r o s o f t 制定的c o m d c o m 以及其后推出的d o tn e t ，第二种则是由7 0 0 多 个厂商共同提倡的c o r b a ，第三种是由s u n 公司制定的5 2 e e 标准。 当客户端应用程序在使用企业对象的服务时，这些分布式技术都会让应用 程序在调用企业对象时看起来像是这些企业对象就存在于本地的机器之中一 样，i t 人员不需要编写复杂的网络程序代码以便调用事实上是位于远程机器之 中的企业对象。这三种分布式技术都是在客户端机器之中以一个特别的对象来 仿真真正的远程企业对象的服务，而当客户端仿真对象被应用过程调用时，这 个方针对象再使用特定的通讯协议来真正调用远程企业对象的服务以满足客户 端程序的要求。 2 2 4 分布式企业计算平台的种类 分布式的结构种类繁多，不同的需求的应用系统会使用不同的分布式结构。 如果选择m i c r o s o f t 的c o m d c o m 或d o tn e t 平台，那么一个典型的分布式 应用系统结构如图2 4 所示。 图2 4c o m d c o m 和n e t 分布式平台结构图 如果选择目前流行的l i n u x 作为服务器来执行分布式系统的构建任务，那 东南大学硕士学位论文 么可以使用c o r b a 或是j 2 e e 平台。可以在开发的c o r b a 企业对象的基础上引入 j a v aw e b 服务器提供i n t e r n e t i n t r a n e t 服务，然后再客户端使用浏览器再结 合s e r v l e t 或是j s p 技术使用应用程序服务器之中的企业对象的服务来满足企 业的需要。一个典型的基于c o r b a 和j 2 e e 的分布式应用系统结构如图2 5 所示。 图2 5 c o r b a 和j 2 e e 的分布式平台结构图 2 3 基于j 2 e e 的企业信息计算平台 j a v a 已经成为最成熟、最常用的一种编程语言，用于建立企业级计算软件。 j 2 e e ( j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ，j a v a2 企业版) 是美国s u n 公司推出的 一种全新概念的模型，与传统的互联网应用程序模型相比有着不可比拟的优势。 当今许多企业都需要扩展他们的业务范围，降低自身经营成本，缩短他们和客户 之间的响应时间，这就需要存在一种简捷，快速的服务于企业，合作伙伴和雇员 之间。典型的说，提供这些服务的应用软件必须同企业的管理信息系统相结合， 并提供新的能向更为广阔的用户提供的服务。这些服务要具备以下的特点： 高可用性：来满足现在的全球商业环境 安全性：保护用户的隐私和企业数据的安全 可依赖性和可扩展性：保证商业交易的正确和迅捷 通常这些服务是由分布的应用程序组成的，包括前端数据端和后端数据源 东南大学硕士学位论文 以及它们之间的一层或几层，这些中间层提供了把商业功能和数据与m i s 相结 合的功能。这些中间层把客户端从复杂的商业逻辑中分离出来，利用成熟的 i n t e r n e t 技术使用户在管理上所花费的时间最小化。j 2 e e 正式降低了开发这种 中间层服务的成本和复杂程度，因而使得服务可以被快速的展开，并能够更轻 松的面对竞争中的压力。j 2 e e 通过定义一种标准的结构来实现它的优势，如下： 3 2 e ea p p l i e a t i o np r o g r a m m i n gm o d e l ，一种用于开发多层次，瘦型客 户用户程序的标准设计模型 j 2 e ep l a t f o r m ，一个标准的平台，用来整合j 2 e e 的应用程序，指定一 系列的接口和方法 j 2 e ec o m p a t i b i l i t yt e s ts u i t e ，一套兼容测试组件，用来检测产品 是否同7 2 e e 平台兼容 j 2 e er e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o n ，用来示范j 2 e e 的能力 图2 6j 2 e e 的层次模型 j 2 e e 平台分为四个层次：客户层、w e b 层、业务层及企业信息系统层( e i s ) 如图2 6 所示。 2 3 1 客户层 j 2 e e 应用可以是基于w e b 的，也可以是不基于w e b 的。在一个基于w e b 的 东南大学硕士学位论文 j 2 e e 应用中，用户的浏览器在客户层中运行，并从一个w e b 服务器上下载w e b 层中的静态h t m l 页面或由j s p 或s e r v l e t 生成的动态h t m l 页面。 在一个不基于f f e b 的7 2 e e 应用程序中，一个独立客户程序，或者不运行在 一个h t m l 页面中，而是运行在其它一些基于网络的系统( 比如手持设备或汽车 电话) 中的a p p l e t 程序，在客户层中运行，并在不经过w e b 层的情况下访问 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 。该不基于w e b 的客户层可能也包括一个j a v a b e a n s 类 来管理用户输入，并将该输入发送到在企业层中运行的e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 类来处理。根据j 2 e e 规范，j a v a b e a n s 类不被视为组件。 为j 2 e e 平台编写的j a v a b e a n s 类有实例变量和用于访问实例变量中的数据 的“g e t 和s e t 方法”。以此种方式使用的j a v a b e a n s 类在设计和实现上通常 都是简单的，但是它们必须符合j a v a b e a n s 规范中列出的命名和设计约定。 2 3 2w e b 层 j 2 e ew e b 组件可以由j s p 页面、基于w e b 的a p p l e t s 以及显示h t m l 页面 的s e r v l e t 组成。 调用s e r v l e t 或者j s p 页面的h t m l 页面在应用程序组装时与w e b 组件打包 在一起。就像客户层一样，w e b 层可能包括一个j a v a b e a n s 类来管理用户输入， 并将输入发送到在业务层中运行的e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 类来处理。 运行在客户层的w e b 组件依赖容器来支持诸如客户请求和响应及 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 查询等。 2 3 3 业务层 作为解决或满足某个特定业务领域( 比如银行、零售或金融业 的需要的 逻辑的业务代码由运行在业务层的e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 来执行。一个 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 从客户程序处接收数据，对数据进行处理( 如果需要) ， 再将数据发送到企业信息系统层存储。一个e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 还从存储中 检索数据，并将数据送回客户程序。运行在业务层的e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 依 赖于容器来为诸如事务、生命期、状态管理、多线程及资源存储池提供通常都 非常复杂的系统级代码。 1 0 一一 查堕盔兰堡主堂堡望奎 业务层经常被称作e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 层。业务层和w e b 层一 起构成了3 层j 2 e e 应用的中间层，而其它两层是客户层和企业信息系统层。 2 3 4 企业信息系统层 企业信息系统层运行企业信息系统软件，这层包括企业基础设施系统，例 如企业资源计划( e r p ) 、大型机事务处理( m a i n f r a m et r a n s a c t i o np r o c e s s i n g ) 、 数据库系统及其他遗留信息系统( l e g a c yi n f o r m a t i o ns y s t e m s ) 。j 2 e e 应用 组件因为某种原因( 例如访问数据库) 可能需要访问企业信息系统。 从传统的c s 系统向分布式系统的迁移，是管理信息系统的发展趋势之一， 这一变化是企业管理实践的发展和变化提出的客观要求。在下面的篇幅中，将 对作为分布式技术的j 2 e e 技术做更加详细的阐述。 一一丕塑查堂堡主兰垡笙奎 第三章 j 2 e e 分布式计算平台基本组件和框架 3 1 j 2 e e 体系结构容器 j 2 e e 容器就是一个用于管理根据a p i 技术规范开发的应用程序组件以及提 供对j 2 e ea p i 访问的运行环境。 图3 1 显示了j 2 e e 的容器以及a p i ，这个体系结构显示了四个容器：个 w e b 容器，一个e j b 容器，一个a p p l e t 容器和一个应用程序客户容器。在四个 容器之中，w e b 容器和e j b 容器最为重要，它们提供了对于s e r v l e t 、j s p 以及 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 的支持。 图3 1j 2 e e 容器体系结构 在这种体系结构中，主要有两类客户： w e b 客户，只运行在w e b 浏览器中。 对于这类客户，用户界面是在服务器方以h t m l 或者x m l 的形势生成的，由 浏览器下载并且显示出来。这些客户使用h t t p 与w e b 容器通信。w e b 容器中的 应用程序组件包括j a v as e r v i e t 和j s p 网页。这些组件实现了w e b 客户要求的 功能，w e b 容器负责从w e b 客户接收这些请求，然后在应用程序组件的帮助下 生成响应消息。 e j b 客户，在e j b 容器中访问e j b 组件和应用程序。 e j b 客户有三种可能的类型。第类是应用程序客户它们是独立的应用程 东南大学硕士学位论文 序，使用i m i i i o p 协议访问e j b 组件。第二类是w e b 容器中的组件，也就是说 j a v as e r v l e t 和j s p 网页能够通过r m i i i o p 协议，以与应用程序客户相同的 方式访问e j b 组件。最后一类是另一种e j b ，运行在e j b 容器内部。这些都是 通过一个本地接口和标准j a v a 方法调用来通信的。 3 2 j 2 e e 的组件技术 在j 2 e e 中，最重要的元素就是通过使用组件或者应用程序级的可重用单元 来构建必要的业务逻辑。j 2 9 9 容器应用程序组件的运行环境，因此容器可以提 供许多服务以及通信基础设施，并最终生成应用程序组件。组件将在许多服务 方面与其容器产生关联，如存活期管理、线程管理和安全性。这就使得管理信 息系统开发人员能够将全部的注意力集中于提供准确的业务逻辑，而不需要过 多的关心底层的( 容器级) 细节问题。 j 2 e e 平台为组件提供了三种技术：w e b 组件、e j b 组件和x m l 。 3 2 1w e b 组件 w e b 组件是可以任何可以对一个h t t p 请求做出响应的组件。两个基本的组 件是s e r v l e t 和j s p 。一个典型的w e b 组件体系结构如图3 2 所示。 ；j j 岫栅【一、 产三穹i j l仰 i 】 雠；册h t p ； r 一j 、掣。l f l 一_ l l r 胁k f j l 一tjj 图3 2w e b 组件体系结构 s e r v l e t 是一种服务器方程序，允许应用程序逻辑嵌入到h t t p 请求一响应 过程中。s e r v l e t 提供了一种扩充w e b 服务器并使之能够在h t m l 、x m l 或者其 它w e b 语言中实现动态内容的功能。 j a v as e r v e rp a g e ( j s p ) 提供了一种在网页中嵌入组件的方式，并且允许 东南大学硕士学位论文 生成响应的网页最终发送给客户。j s p 网页可以包含h t m l 、j a v a 代码以及 j a v a g e a n s 组件。j s p 网页实际上是s e r v l e t 编程模型的个扩充。当用户请求 一个j s p 网页时，w e b 容器会把相应的j s p 网页编译成一个s e r v l e t ，接着此 w e b 容器调用这个s e r v l e t ，并且把得到的内容返回给w e b 浏览器。从j s p 网页 编译出s e r v l e t 之后，w e b 容器就可以简单的把这个s e r v l e t 返回而不再需要 每次都重新编译。因此，j s p 网页提供了一种功能强大的动态网页装配机制， 可以从j a v a 系统平台的许多有点中获益。 与纯j a v a 代码构成的s e r v l e t 相比，j s p 网页只是基于文本的文档，直到 w e b 容器把它们编译成相应的s e r v l e t 为止。这样在应用程序逻辑与表示逻辑 之间就有了清楚的分界。这种情况进而使得管理信息系统开发者能够集中注意 力于业务细节。 3 2 2e j b 组件 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 是用于开发安全、可扩展、事务型以及多用 户组件的一种分布式组件模型。e j b 是包含业务逻辑的可重用软件单元。通过 使用e j b ，管理信息系统开发者可以将程序逻辑和系统级的服务分开，从而将 注意力集中于具体的业务逻辑的分析和设计。e j b 具有三种形式，分别是会话 ( s e s s i o n ) b e a n 、实体( e n t i t y ) b e a n 和消息驱动( m e s s a g e d r i v e n ) b e a n 。 会话( s e s s i o n ) b e a n 本身有两种类型，一种是说明性会话( s t a t e f u l s e s s i o n ) b e a n ，是一种用于表示一个客户与系统交互的短暂对象，它执行客户 在应用程序中的请求，访问数据库等，当客户的操作完成以后，它将被删除( 也 就是它只存在于客户会话中) ，这方面的一个示例就是一个应用程序客户发送一 系列请求到一个应用程序，来执行一个业务处理。在这种情况下，说明性会话 b e a n 可以跟踪客户与应用程序之间的交互状态。另一种形式是无状态 ( s t a t e l e s s ) 会话b e a n ，不再客户请求之间维护状态信息。一般情况下，此 类会话b e a n 用于实现一种不要求客户状态的特定服务，例如一个简单的数据库 更新。 实体( e n t i t y ) b e a n 是一种持久性的对象，确定了数据存储的模型，也就 是说，它是一个数据的包装器。例如，关于一次购买定单的数据可以使用实体 1 4 东南大学硕士学位论文 b e a n 表示出一个综合的包含全部相关购买定单数据的视图。与可供任何客户使 用的会话b e a n 相比，实体b e a n 可以同时有许多客户访问，但是必须通过一个 主键来维护一个唯一的标识。实际上，在j 2 e e 容器结构中，可以选择由容器来 管理实体b e a n 的永久状态，或者在b e a n 自身中“手工”实现这点。 消息驱动( m e s s a g e d r i v e n ) b e a n 是一类特殊的e j b ，它并不是直接客户 调用的方式。消息驱动b e a n 的目的在于处理通过j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) 收到的消息。消息驱动b e a n 通过提供一种在e j b 容器内部处理消息的方式来实 现j m s 的异步属性。当应用程序客户或者一个应用程序通过j m s 发送一条消息 的时候，容器调用适当的消息驱动b e a n 来处理这些消息。 3 2 3x m l x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 影响着我们如何查 看、处理、传输和管理数据。 ( m l 是一种自说明性语言，通过它，我们可以发 送数据以及元数据。在目前的分布式计算平台中，x m l 用于表示应用程序内部 以及跨应用程序的业务数据。 x m l 的优势之一是共享词汇表，它们都是使用相同的基本语法、解析器以 及其它工具。共享的x m l 词汇表提供了更方便的搜索文档和数据库方式，以及 一种在许多不同组织和计算机应用程序之间交互信息的途径。 ) ( m l 的转换机制是的开发人员能够把一个x m l 文档根据一组规则从一种形 式映射到另一种形式。x m l 转换用于在相似的x m l 词汇表之间翻译，以及把x m l 文档翻译成其它基于文本的文件格式。这是企业中数据表示的标准方式。 尽管x m l 数据模型本身是层次结构的，但是数据库基本上都是关系型的， 因此生成一种缺射比较困难，但是它却是提供了一种把现有数据集成到新体系 中的机制。许多数据库厂商都在自己的引擎e p j n x t 对x m l 的本地支持，因为 开发人员需要在x m l 和数据库之间实现接口。 复杂的分布式应用经常利用不同的服务器软件，它们分不在许多计算技术 中。x m l 提供了一个抽象层，以便集成这些不相似的系统。x m l 可以从一个服务 器上获得、管理，然后以一种能够理解请求的方式传递给另一个服务器。 东南太学硕士学位论文 3 3 j 2 e e 的服务技术 正如前文所说，应用程序组件技术能够是的管理信息系统开发人员集中于 企业逻辑和业务逻辑的开发，容器会为我们管理绝大多数的组件。同时j 2 e e 也 提供了不同的服务技术，是的开发者能够自由的调用这些服务，实现更加广泛 的目的。 j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，j a v a 数据库连接) j d b c 提供了连接到关系型数据库的能力，是的能够从一个j d b c 兼容的数 据库进行事务查询、检索和数据管理。并且，j 2 e e 向核心j d b ca p i 提供了一 个扩充，以提供更高级的功能，如连接缓冲池和分布式事务。 j t a ( j a v at r a n s a c t i o na p i ，j a v a 事务a p i 和服务) j t a 是一种分布式的处理事务的方式。 j n d i ( j a v an a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ，j a v a 命名和目录接口) j n d ia p i 提供了在不同的目录资源上执行标准操作的方式，包括两个部分： 首先，它提供了在l d a p 、n o v e ld i r e c t o r ys e r v i c e s 或者n e t s c a p ed i r e c t o r y s e r v i c e s 等目录服务资源上的访问方法；其次，j 2 e e 应用程序可以利用j n d i 查看用于生成e j b 、j d b c 等的接口。 j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ，j a v a 消息服务) 在企业环境中，不同的分布式组件可能不会总是彼此持续接触，因此需要 有种机制进行异步数据发送。j m s 通过使用面向消息的中间件提供了这种发 送和接收的功能。 j a y a s l a i l j a v a m a i l 是一个a p i ，可以作为发送和接收电子邮件的抽象工具。j a v a m a i l 支持使用最广的i n t e r n e t 邮件协议，如i m a p 4 、p o p 3 和s m t p 。 j c a ( j a v ac o n n e c t o ra r c h i t e c t u r e ，j a v a 连接器结构) j c a 是一种j 2 e e 应用程序，可以用于访问许多老式应用程序的标准方式， 可别是s a pr 3 和p e o p l e s o f t 这样的e r p 系统。j c a 技术规范定义了一个简单 的结构，在此j 2 e e 应用程序服务器和老式系统可以合作建立“即插即用”的组 件，是的新型管理信息系统的开发人员不需要直到底层细节就可以访问老式系 统。 1 6 东南大学硕士学位论文 j a a s ( j a v aa u t h e n t i c a t i o na n da u t h o r i z a t i o ns e r v i c e ，j a v a 验证 和授权服务) j a a s 提供了一种根据谁在执行代码来授予许可权的方式。j a a s 利用了验证 模型的一种可插入结构，以便于开发人员根据不同的验证实现来采用模型，如 p k i ( 公共密钥系统) 。 3 4 j 2 e e 的通信技术 j 2 e e 的通信技术为应用程序的不同组件和服务提供彼此通信的机制，如果 这些技术没有一种良好的通信机制，那么分布式应用程序的效率就会很低。 h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ，超文本传输协议) h t t p 是一种通用的、无状态的应用程序级协议，出了简单的超文本功能以 外还有许多应用。它工作于一种请求响应机制上。客户以请求方法的形式向服 务器发送一个请求，后面有u r i ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r ，同一资源标 识符) 、协议版本号、一个类似于m i m e 的消息包含着请求修饰符、客户信息以 及正文内容，这些信息都通过一条与服务器的连接发送出去。 t c p i p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c o l ，传输 控制协议与网际互联协议) t c p 和i p 实际上是两个分离的协议。i p 是一种负责保证通信双方在因特网 上能够接收到数据的协议。t c p 是跟踪分组并且保证数据按照当初拆分时的顺 序重新装配的协议，并且保证不出差错。因此，t c p 和i p 结合起来可以在因特 网上传输数据。 s s l ( s e c u r i t y s o c k e tl a y e r ，安全套接层) s s l 用于对客户和服务器之间的信息流进行加密和解密。这样也提供了一 种供双方彼此验证的方法。安全h t t p ( h t t p s ) 通常会使用不同的端口号( 默 认为4 4 3 ) ，以此与普通未加密的h t t p 区分开。 r m i 远程方法调用( r m i ) 是分布式对象应用程序中的一种主要机制。它允许我 们使用接口来定义远程对象。我们可以接着调用这些远程对象上的方法，就像 它们在本地一样。 一 奎堕查兰要主兰竺兰塞 3 2 e e 平台是一个比较成熟的分布式系统平台，基于以上阐述的相应技术， 可以构建适合绝大多数类型企业需要的分布式企业管理信息系统。 东南大学硕士学位论文 第四章分布式计算平台的安全性研究 4 1 分布式计算平台系统的层次体系模型 分布式计算平台的系统可以分解为一个层次体系模型，由下而上共有五个 层次，依次为物理层、传输层、数据层、表示层和应用层，不同的层次在系统 运行中有不同的分工。具体的系统层次如图4 1 所示。 用户 应用层 表示层 数据层 传输层 物理层 图4 1分布式计算平台系统层次 物理层 物理层包含了分布式计算平台系统中的所有硬件和基础设备，它是分布式 计算平台以实体形式存在的部分。 传输层 传输层包含了分布式计算平台中与数据传输有关的各种软件协议、规则、 传输安全控制机制，它是分布式计算平台进行工作的软件基础。 数据层 数据层包含了分布式计算平台中所有的数据( 包括各种信息、规则和对象 化的数据资源) ，它是分布式计算平台工作的客体。 表示层 1 9 东南大学硕士学位论文 表示层包含了分布式计算平台的实现机制和各种行为方式，它是分布式计 算平台区别于其它软件系统的内在因素。 应用层 应用层包含了分布式计算平台的外部应用和扩展，它是分布式计算平台的 外在表现形式。 通过对分布式计算平台的层次分解，可以更有针对性将不同的要求进行实 现，提出更具针对性的解决方案，同时可以使不同领域的研究人员研究的目的 性更加明确，提高系统设计的标准化程度，简化系统的设计和实施。 4 2 分布式计算平台系统安全的层次性 分布式计算平台的系统安全问题也可以与分布式计算平台层次模型加以对 应。在分布式计算平台的系统安全模型中，可以粗略的分为三个层次：基础安 全层、数据安全层和访问安全层。 基础安全层又可以分为两个安全部分：系统环境安全层和传输安全层。 系统环境安全层，它与分布式计算平台层次模型的物理层、传输层和部 分数据层相对应，运用于这个层面的安全技术主要关注系统硬件和基础 性软件平台的安全性。 传输安全层，它也是与分布式计算平台层次模型的物理层和传输层相对 应，运用于这个层次的安全技术主要关注分布式计算平台传输过程中的 安全性。 数据安全层，它与分布式计算平台层次模型中的数据层相对应，运用于 该层次的安全技术主要关注分布式计算平台系统在信息存储过程中的 安全性。 访问安全层，它与分布式计算平台层次模型中的表示层和应用层相对 应，运用于该层次的安全技术主要关注分布式计算平台的用户行为对分 布式计算平台系统安全性的影响。 由于分布式计算平台往往是在计算机操作系统和数据库管理系统平台之上 的一种应用，较低层次的安全技术必须与相应的操作系统和数据库管理系统相 联系，因此在分布式计算平台的安全层次模型中，只有访问安全层的技术可以 东南大学硕士学位论文 不必考