（通信与信息系统专业论文）铁路局资源占用与铁通清算系统的研究.pdf

中文摘要 摘要：随着十一五期间国家对铁路事业的大力支持和发展，我国的铁路运输业进 入了一个黄金期，业务量快速增长。同时，与之配套的铁路专网通信业务量也有 了迅速的增加。现有的铁路通信统计系统在清算业务的电子化管理中起到了积极 作用，但是存在着数据录入角色混乱、扩展性差、安全性低等问题。因此，高效 准确安全地实现铁路局资源占用的管理，完成铁道通信业务的清算工作，成为了 一个急需解决的现实问题。 在这样的背景下，本文通过对铁通公司铁道通信业务部门的职责功能进行详细 分析，仔细研究其实际业务流程，确定了具体的系统需求，并结合软件体系结 构、n e t 开发框架、x m l 、数据库等理论技术，提出了一套基于w e b 应用的系 统解决方案，实现铁通公司各级组织部门对铁道通信业务的集中统一管理。该系 统采用成熟的a s p n e t 开发框架，运行于基于互联网的铁通公司i p s e cv p n 网络 之上，采用用户多角色访问机制，保证了系统在硬件和软件层面上的安全性和可 扩展性。 本文对系统的体系结构进行了详细的规划和设计，按功能将其划分为系统管 理、资费管理、清算管理和资源占用管理四大模块，这些功能模块之间的逻辑联 系实际上就是铁通公司铁道通信业务部门实际业务流程的反映。并且运用工作流 和p e t r i 网理论对其中关键的清算工作流程进行建模，对各个模块所需的数据库表 进行了详细的设计和说明。在完成了整个系统的的设计之后，对系统中的一些关 键技术予以实现，如系统总体架构、用户登录、角色和权限、数据的核对、统计 等，允许用户以多种方式提交和录入业务数据，利用x m l 技术实现数据的备份和 恢复。特别地，给出了一个实现多个业务系统单点登录( s s o ) 的流程和具体代码。 本系统充分利用现代的计算机通信技术有效安全地管理铁路通信资源占用信 息，自动计算清算收入，生成用户定制的统计报表，提高了工作效率，为铁道通 信业务部门建立了一个良好的信息沟通与交流平台。 本文的研究方案在“铁道业务清算系统扩容及调度指挥平台的研发项目中得 以采纳，满足了铁通公司提出的项目需求。 关键词：铁路通信资源；铁通清算；a s p n e t ；x m l ；p e t r i 网；管理信息系统 分类号：1 1 p 3 1 9 a bs t r a c t a b s t r a c l ： d u r i n gt h ep e r i o do f ”1 lt hf i v e - y e a rp l a n a st h er a i l w a yb u s i n e s si ss t r o n g l y s u p p o r t e da n dd e v e l o p e db yt h ec o u n t r y , t h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o nb u s i n e s si n c h i n a h a se n t e r e dag o l d e np e r i o do fr a p i dg r o w t hi nt h ev o l u m eo fb u s i n e s s a tt h es a m et i m e ， t h eb u s i n e s sv o l u m eo ft h es u p p o r t i n gr m l w a yp r i v a t ec o m m u n i c a t i o nh a sa l s oi n c r e a s e d r a p i d l y t h ee x i s t i n gs t a t i s t i c ss y s t e mo fr a i l w a y c o m m u n i c a t i o ni nt h ee g o v e r n a n c eo f l i q u i d a t i o nb u s i n e s sh a sp l a y e dap o s i t i v er o l e ，b u tt h e r ea r ep r o b l e m ss u c ha sd a t ae n t r y r o l ec o n f u s i o n , p o o rs c a l a b i l i t y , l o ws e c u r i t ya n ds oo n t h e r e f o r e ，e f f i c i e n t ，a c c u r a t e a n ds a f em a n a g e m e n to fr a i l w a yb u r e a ur e s o u r c eo c c u p a n c ya n dt h ea c h i e v e m e n to f t h e r a i l w a yc o m m u n i c a t i o nb u s i n e s sl i q u i d a t i o nb e c o m e sap r a c t i c a lp r o b l e mn e e d i n ga n u r g e n ts o l u t i o n i nt h i sb a c k g r o u n dt h r o u g ht h ed e t a i l e da n a l y s i so ft h ef u n c t i o n a lr e s p o n s i b i l i t i e so f t i e t o n gr a i l w a yc o m m u n i c a t i o nb u s i n e s sd e p a r t m e n t s ，t h i sp a p e re x a m i n e st h ea c t u a l b u s i n e s sp r o c e s s e s ，i d e n t i f i e st h es p e c i f i cs y s t e mr e q u i r e m e n t s ，f i n a l l yp u t sf o r w a r da w e b - b a s e ds y s t e m s o l u t i o n c o m b i n g w i t ht h e t e c h n o l o g i e s o fs o f t w a r e a r c h i t e c t u r e ，n e tf r a m e w o r k ，x m la n dd a t a b a s et oa c h i e v eu n i f i e dm a n a g e m e n to f r a i l w a y c o m m u n i c a t i o nb u s i n e s sf o rt i e t o n gd e p a r t m e n t s t h es y s t e m u s e s s o p h i s t i c a t e da s p n e td e v e l o p m e n tf r a m e w o r k r u n so ni n t e m e t - b a s e di p s e c p n i n t h ec o m p a n y , a n du s e sm u l t i - u s e rr o l e - b a s e da c c e s sm e c h a n i s mt oe n s u r et h es e c u r i t y a n ds c a l a b i l i t yo ft h es y s t e ma tt h el e v e lo fh a r d w a r ea n ds o f t w a r e i nt h i sp a p e r , t h es y s t e ma r c h i t e c t u r ei sd e t a i l e d l yp l a n n e da n dd e s i g n e d ，d i v i d e d i n t of o u rm o d u l e so fs y s t e m m a n a g e m e n t ， e x p e n s e sm a n a g e m e n t ，l i q u i d a t i o n m a n a g e m e n ta n dr e s o u r c e so c c u p a n c ym a n a g e m e n ta c c o r d i n gt o t h ef u n c t i o n s ，t h e l o g i c a l l i n k sb e t w e e nw h i c ha c t u a l l yr e f l e c t st h eb u s i n e s sp r o c e s so ft h er a i l w a y c o m m u n i c a t i o nd e p a r t m e n t si nt i e t o n gc o m p a n y a n di tu s e sw o r k f l o wa n dp e t r in e t t h e o r yt om o d e lt h ek e yp r o c e s s e so ft h el i q u i d a t i o n , a n dd e t a i l e d l yd e s i g n sa n d d e s c r i b e st h ed a t a b a s et a b l e sr e q u i r e db ye a c hm o d u l e a r e rt h ec o m p l e t i o no ft h e d e s i g no ft h ew h o l es y s t e m ，t h i sp a p e ra c h i e v e san u m b e ro fk e yt e c h n o l o g i e s ，s u c ha s s y s t e ms t r u c t u r e , u s e rl o g i n ，r o l e sa n da u t h o r i t i e s ，d a t ac h e c k i n g , s t a t i s t i c sa n ds oo n , a l l o w i n gt h eu s e r st os u b m i ta n de n t e rb u s i n e s sd a t ai nm a n yw a y s , u s i n gx m l t e c h n o l o g yf o rd a t ab a c k u pa n dr e c o v e r y i np a r t i c u l a r , t h ef l o wa n ds p e c i f i cc o d eo f s s oa r eg w e n t h es y s t e mw h i c ht a k e sf u l la d v a n t a g eo fm o d e r nc o m p u t e ra n dc o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g ym a n a g e st h ei n f o r m a t i o no fr a i l w a yc o m m u n i c a t i o nr t 瞪3 0 u r c eo c c u p a n c y e f f e c t i v e l ya n ds a f e l y , c a l c u l a t e st h el i q u i d a t i o ni n c o m ea u t o m a t i c a l l y , a n dg e n e r a t e s c u s t o m i z e ds t a t i s t i c a lr e p o r t s ，i m p r o v i n gt h ew o r ke f f i c i e n c ya n de s t a b l i s h i n gag o o d p l a t f o r mf o rc o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ne x c h a n g ef o r t h er a i l w a yc o m m u n i c a t i o n b u s i n e s sd e p a r t m e n t s t h er e s e a r c hs o l u t i o ni nt h i sp a p e ri sa c c e p t e di nt h ep r o j e c to f ”r a i l w a yb u s i n e s s l i q u i d a t i o ns y s t e me x p a n s i o na n ds c h e d u l i n gc o m m a n d p l a t f o r mr e s e a r c h ”，m e e t i n g t h ep r o j e c tn e e d st i e t o n gp r o p o s e d k e y w o r d s ：r m l w a yc o m m u n i c a t i o nr e s o u r c e ；t i e t o n gl i q u i d a t i o n ；a s e n e t ； x m l ；p e t r in e t ；m i s c i a s s n o ：t p 3 1 9 v 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图2 8 图2 9 图2 1 0 图2 1 1 图 c s 结构4 b s 结捣。5 公共语言基础c l i 运作图7 三层架构1o n e t 中x m l 的相关对象1 4 p e t r i 网的表示18 工作流网的串行组件一2 0 工作流网的并行组件一2 0 工作流网的隐式或分支组件一2 1 工作流网的显式或分支组件2 1 工作流网的循环组件2 l 图4 1 铁通v p n 网络拓扑2 9 图4 2 系统功能模块一3 0 图4 3 系统管理模块3 0 图4 - 4 清算流程3 2 图夺5 清算工作流p e t r i 网模型3 3 图5 1用户登录流程一3 6 图5 2 单点登录一3 7 图5 3 数据提交录入流程3 9 图5 - 4 数据的提交处理4 0 图5 5 数据核对4 l 图5 - 6 数据的统计生成4 l 图5 7 数据恢复4 2 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 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己在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 躲蝴叫期：哆咖 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通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， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 导师虢刁z 7 导师签名： 签字日期卅年6 月f7 日lf “l 缅班 曲阳 _ 一 孙 年 签q7 糍讲 作 ，： 文 期 沦 日 位 字 学 签 致谢 首先，我要感谢我的导师刘云教授。刘老师严谨的治学态度、科学的工 作方法和高尚的人格魅力给了我极大的影响和帮助，没有她的悉心指导和宝贵意 见，我是无法完成本文的研究和撰写的。对于刘老师两年来的关心和指导，我表 示衷心的感谢。 张振江副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都 给予了我很大的关心和帮助。本文的完成也得益于他提出的指导性意见，在此向 张老师表示衷心的谢意。同时非常感谢实验室的贾凡老师，他认真为我审阅了全 文，提出了许多修改意见和改进建议，极大地帮助了我。 孟嗣仪副教授是我的班主任，在平常的学习和实验室日常工作中给予了我无 微不至的关心，给我的科研工作和论文提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的 感谢。 特别感谢“铁道业务清算系统扩容及调度指挥平台的研发 项目组，本论文 的研究课题正是基于此项目的工作内容，并参阅了其大量的项目文档。另外，要 非常感谢赵静波师兄和李娟师姐，他们对于此项目的深入理解和研究，提出的理 论和方法，让我受益匪浅。同时，我也要感谢李舒晨、程澄等实验室的同学，他 们在平时帮我解决了许多问题，给予了我莫大的帮助。 本文在撰写过程中参考了许多他人发表的文章和互联网上的资料，对于这些 我素未谋面的作者和提供者，我表示衷心的感谢。 最后，感谢我的家人，他们的理解和无私的支持使我能够在学校专心完成我 的学业。 1 引言 1 1研究背景与意义 中国铁通集团有限公司( c h i n a t i e t o n g ) 的前身是铁道通信信息有限责任公司， 成立于2 0 0 0 年1 2 月2 6 日，系国有大型基础电信运营企业。2 0 0 4 年1 月2 0 日， 经国务院批准，由铁道部移交国资委管理，更名为“中国铁通集团有限公司 。2 0 0 8 年5 月2 3 日，铁通并入中国移动通信集团公司，成为其全资子企业，仍保持相对 独立运营。 目前铁路新线建设和既有线路扩能改造中铁路专网通信配套部分的建设资 金，由铁道部统一筹集，建成后通信项目净资产以国家资本金注入的方式移交中 国铁通。铁通公司负有为铁路运输企业经营和维护铁路专用通信系统的完全责任， 并按年度收取通信服务费用。铁路通信运营部门与铁路企业已成为通信运营商与 客户的关系。 当今时代是计算机信息技术高度发展的时代，计算机的管理应用己经成为现 代化企业的标志之一。在企业管理信息系统中，计算机代替人力进行大规模地数 据采集、存储及处理，达到了以前仅凭人力所不可能获得的高效性和高可靠性。 铁通作为依托铁路成长起来的通信服务运营商，其铁路专网通信的清算收入在其 经营的业务中占据着非常重要的地位。为此建立一个高效有序的铁道通信业务部 门的管理系统，有利于实现信息利用的最大化和资源分配的合理化，提升各铁路 局和铁通公司的决策支持能力，推进企业发展。 在当前铁通己进入公网领域广泛参与竞争的形势下，实现铁路专网业务的信 息化管理，运用新技术、新方法并采用合理的系统结构来开发通信资源占用及清 算系统，可以有效帮助铁通在其它领域的业务发展，扩大业务自动化清算的应用 范围，提升其通信服务水平，促进业务的全面发展。 1 2国内外研究现状 目前，美国、俄罗斯以及欧洲其他一些国家的铁路都建立了基于计算机网络系 统的清算中心，处理运输、通信企业间乃至国际间的清算工作，实现了企业间收 入清算的现代化，维护了各企业的经济利益。国内其他行业，如民航、银行、邮 电、电力等行业系统也都相继建立了相应的清算机构和计算机清算系统。特别是 全国民航系统，设有专门为国内外航空公司之间、航空公司与机场、油料公司等 市场主体之间进行收入清算的中心。【l j 当前铁通公司铁道通信业务部门正在使用的铁路通信业务统计分析系统主要 用于铁道业务的清算和统计分析工作，在公司的铁路通信市场管理中发挥了积极 的作用。在过去的几年中，统计分析系统实现铁道业务清算统计的手工处理向电 子化处理的转变，改变了数据管理方式，提高了铁道通信业务部门的工作效率， 缩短了报表周期，加强了各个分公司之间的交流和互动。 而随着我国铁路通信需求和业务的不断增长，该系统已无法满足铁路通信市场 快速发展的新要求，如缺乏对铁道业务管理、服务、g s m r ( g l o b a ls y s t e mf o r m o b i l ec o m m u n i c a t i o n s r a i l w a y ，铁路专用g s m ) 、新业务拓展等方面的支持。 此外，当前的网络安全形势日益严峻，而该系统架构于公网之上，没有专门的安 全保障技术，数据面临着遭到恶意攻击等危险，存在着巨大的信息安全隐患。需 要对系统运行的网络结构进行调整，保证数据的安全传输。同时，铁道通信业务 部门组织机构较为复杂，设备配备和员工水平参差不齐，造成数据录入时的角色 比较混乱。另外还存在着费用清算项目不规范，清算的基础数据缺乏或过时等问 题。 因此，有必要对原有系统进行全面升级和功能完善，建立完整、准确、统一的 清算系统及数据库，提供与铁路通信相关的清算信息，开发一套符合铁道通信业 务管理新需求的高效有序的铁路局资源占用与铁通清算系统。 1 3本文的主要工作和结构 本文针对铁通公司铁道通信业务部门的清算工作，根据其实际业务需求，以 b s 结构、a s e n e t 和x m l 技术为基础，运用工作流和p e t r i 网理论，对系统的 功能模块和数据库进行了分析和设计，提出了一套解决方案，并对系统中关键技 术的实现方法做出了说明。 本文的研究基于清算工作实际流程，旨在精简繁冗的具体操作，实现对铁路专 用通信各种业务系统中各项资源占用的管理和统计，汇集总业务量，自动进行资 费清算，减少人力消耗及运算错误，确保数据的准确和安全，使铁道通信业务的 信息管理更加合理和有效。 本文的组织结构如下： 第1 章引言。描述了本研究课题的背景和意义，针对现状进行了分析，提出 本文所要完成的主要工作内容和目标。 第2 章系统开发的相关理论和技术。本章介绍了软件系统体系中广泛采用的 2 两种结构及其优缺点，对系统设计方案中所用的n e tf r a m e w o r k 及其w e b 应用的 a s p n e t 框架做了基本说明，又介绍了n e t 中进行数据传输所广泛使用的x m l 技术，对目前流行的数据库也进行了说明和选择，最后阐述了工作流和p e t r i 网的 一般理论，用于系统中关键的清算工作流程的建模。 第3 章系统功能需求分析。本章对系统管理和铁通铁道通信业务部门的清算 方式和需求进行分析，说明本系统所要完成的各项功能。 第4 章系统设计。本章在前面系统功能需求分析的基础上，提出了系统组网 方式、总体结构和各功能模块的具体设计方案，基于p e t r i 网理论对清算工作流进 行了建模和设计，并对各模块所用的数据库表进行了详细设计和说明。 第5 章系统中关键技术的实现。本章针对系统总体架构、用户登录、角色和 权限、数据的提交录入、核对、统计、恢复等各个关键技术的实现方法做了详细 直观的说明。 第6 章总结。本章总结了本文研究工作的过程和结果，以及建成使用后可以 实现的效果，并对系统的进一步完善提出了设想。 3 2 系统开发的相关理论和技术 2 1软件系统体系结构 随着软件系统规模和复杂程度的不断增大，软件系统体系结构日益成为影响 软件系统性能的重要因素。对于规模较大的企业级应用而言，软件系统体系结构 不仅会影响到系统设计和开发的进度，也会直接影响到系统的后续发展潜力，甚 至会决定整个系统开发的成败。 。 2 1 1c s 结构 c s ( c l i e n t s e r v e r ) 结构，即客户栅服务器结构，其中，s e r v e r ( 服务器) 是 网络的核心，而c l i e n t ( 客户机) 是网络的基础。c l i e n t 和s o r e r 常常分别处在两 台计算机上，c l i e n t 程序的任务是将用户的要求提交给s e r v e r 程序，再将s e r v e r 程序返回的结果以特定的形式显示给用户；s e r v e r 程序的任务是接收客户程序提出 的服务请求，进行相应的处理，再将结果返回给客户程序。这样可以充分利用两 端硬件环境的优势，将任务合理地分配到c l i e n t 端和s e r v e r 端来实现，降低了系 统的通讯开销。 服务器 客户机 s e r v e r c l i e n t 数据库管理 系统 图2 1c i s 结构 f i g 2 1 c ss t r u c t u r e c s 结构能充分发挥客户端p c 的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再 提交给服务器，从而使客户端响应速度快。c s 的优势有： ( 1 ) 应用服务器运行数据负荷较轻。最简单的c s 体系结构的数据库应用由 两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。一旦服务器程序被启动，就 随时等待响应客户程序发来的请求：客户应用程序运行在用户自己的电脑上，当 需要对数据库中的数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并 向其发出请求，服务器程序根据预定的规则做出应答，送回结果。这样就减轻了 应用服务器的数据运行负荷。 4 ( 2 ) 数据的储存管理功能较为透明。在数据库应用中，数据的储存管理功能， 是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的。对于工作在前台程序上的最终 用户，数据库是“透明”的，他们无须过问背后的过程，就可以完成自己的一切工作。 c s 的缺点主要有以下几个： ( 1 ) 随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越来越普及，这需要我 们的系统具有扩展性。这种方式远程访问需要专门的技术，同时要对系统进行专 门的设计来处理分布式的数据。 ( 2 ) 客户端需要安装专用的客户端软件。首先涉及到安装的工作量，其次任 何一台电脑出问题，如病毒、硬件损坏，都需要进行安装或维护。另外，系统软 件升级时，每一台客户机都需要安装，其维护和升级成本较高。 ( 3 ) 传统的c s 结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软 件，由于产品的更新换代十分快，其高代价和低效率已经不适应工作的需要。 2 1 2b s 结构 b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构即浏览器服务器结构，是对c s 结构的一种改进。 随着i n t e m e t 和w w w 的流行，以往的c s 已无法满足当前信息互联和共享的新 要求，于是就出现了b s 结构。 在这种结构下，用户工作界面是通过w w w 浏览器来实现，极少部分事务逻 辑在前端( b r o w s e r ) 实现，主要事务逻辑在应用服务器端( s e r v e r ) 实现，w e b 服务器又通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务 器中，这样形成所谓三层结构。 客户机 数据库 k 应用卜 服务器 ，、 浏览器服务器 数据库管理 b r o w s e r 系统 图2 - 2b s 结构 f i g 2 - 2 b ss t r u c t u r e 相比于c s 结构，b s 结构存在着页面响应速度低、功能个性化实现较弱、服 务器负担加重等缺点，但它具备着很多显著的优势： ( 1 ) 客户端除了w w w 浏览器，一般无须任何用户程序，只需从w e b 服务 器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由w e b 5 服务器交给数据库服务器来解释执行，之后结果返回给w e b 服务器，w e b 服务器 又返回给用户。这样做大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成 本和工作量，降低了用户的总体成本。 ( 2 ) 具有分布性特点。任何时间、任何地点、任何系统，只要可以使用浏览 器上网，就可以使用b s 系统的终端，进行查询、浏览等业务处理。 ( 3 ) 维护和升级方式简单。目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，c s 系统的各部分模块中有一部分改变，就要关联到其它模块的变动，使系统升级成 本比较大。b s 与c s 相比，其客户端大大简化，开发、维护等几乎所有工作都集 中在服务器端，当企业对网络应用进行升级时，只需更新服务器端的软件就可以， 减轻了异地用户系统维护与升级的成本。当客户端的软件系统升级比较频繁时， b s 结构的优势就更加明显。 ( 4 ) 业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。 以目前的技术看，局域网建立b s 结构的网络应用，并通过i n t e r n e t i n t r a n e t 模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发， 能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式( 比如l a n ，w a n ， i n t e r n e t i n t r a n e t 等) 访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访 问权限，服务器数据库也很安全。特别是在j a v a 、c 撑这样的跨平台语言出现之后， b s 架构管理软件更是方便、速度快、效果优。 2 2n e tf r a m e w o r k n e tf r a m e w o r k 是由微软开发的一个致力于敏捷软件开发、快速应用开发、 平台无关性和网络透明化的软件开发平台。n e t 是微软为了下一个十年对服务器 和桌上型软件工程而迈出的第一步。n e t 包含许多有助于i n t e m e t 和i n t r a n e t 应用 迅捷开发的技术。 n e t f r a m e w o r k 是以一种采用系统虚拟机运行的编程平台，以c l r ( c o m m o n l a n g u a g er t m t i m e ，通用语言运行时) 为基础，支持多种语言( c 群、v b n e t 、c 抖、 p y t h o n 等) 的开发。 n e t 也为编程界面提供了新功能和开发工具。这些革新使得程序设计员可以 同时进行w i n d o w s 应用软件和网络应用软件以及元件和服务( w e bs e r v i c e ) 的开 发。n e t 提供了一个新的反射性的且面向对象程序设计的编程界面。n e t 设计得 足够通用化从而使许多不同高级语言都得以被汇集。 6 图2 - 3 公共语言基础c l i 运作图 f i g 2 - 3 o v e r v i e wo ft h ec o m m o nl a n g u a g ei n f r a s t r u c t u r e n e t 的初级组成是c l i ( c o m m o n l a n g u a g ei n f i a s t r u c t u r e ，公共语言基础) 和 c l r 。c l i 是一套运作环境说明，包括一般系统、基础类库和与机器无关的中间代 码，全称为通用中问语言( c o m m o ni n t e r m e d i a t el a n g u a g e ，c i l ) 。c l r 则是确认 操作密码符合c l i 的平台。在c i l 运行前，c l r 必须将指令及时编译转换成原始 机器码。 5 1 所有c i l 都可经由n e t 自我表述。c l r 检查元数据以确保正确的方法被调用。 元数据通常是由语言编译器生成的，但开发人员也可以通过使用客户属性创建他 们自己的元数据。 如果一种语言实现生成了c l i ，它也可以通过使用c l r 被调用，这样它就可 以与任何其他n e t 语言生成的数据相交互。c l r 也被设计为操作系统无关性。 当一个汇编体被加载时，c l r 运行各种各样的测试。其中的两个测试是确认 与核查。在确认的时候，c l r 检查汇编体是否包含有效的元数据和c i l ，并且检 查内部表的正确性。核查则不那么精确。核查机制检查代码是否会运行一些“不 安全的操作。核查所使用的算法非常保守，导致有时一些“安全 的代码也通 不过核查。不安全的代码只有在汇编体拥有“跳过核查许可的情况下才会被运 7 行，通常这意味着代码是安装在本机上的。 通过n e t ，可以用s o a p ( s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议) 和不同的w e bs e r v i c e s 进行交互。 2 3a s p n e t a s p n e t 是由微软在n e tf r a m e w o r k 中所提供的，开发w e b 应用程序的类库， 封装在s y s t e m w 曲d 1 1 文件中，显露出s y s t e m w e b 命名空问，并提供a s p n e t 网 页处理、扩充以及m 通道的应用程序与通信处理等工作，以及w e bs e r v i c e 的 基础架构。a s p n e t 是a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e ，动态服务器页面) 技术的后继 者，但它的发展性比a s p 技术要强大许多。 a s e n e t 可以运行在安装了n e tf r a m e w o r k 的i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o n s e r v i c e s ，因特网信息服务) 服务器上，若要在非微软的平台上运行，则需要使用 m o n o 平台。a s p n e t 在2 0 版本已经定型，在n e tf r a m e w o r k3 5 上则加上了许 多功能，像是a s p n e ta j a x 、a s e n e tm v cf r a m e w o r k 、a s e n e td y n a m i cd a t a 与m i c r o s o f ts i l v e r l i g h t 的服务器控件等。 2 3 1a s e n e t 的技术优势 a s p n e t 提供了许多比现在的w e b 开发模式更加强大的优势。 7 1 执行效率大幅提高 a s p n e t 是把基于通用语言的程序在服务器上运行。不像以前的a s p 即时解 释程序，而是将程序在服务器端首次运行时进行编译，这样的执行效果，要比一 条一条的解释强很多。 世界级的工具支持 a s e n e t 构架是可以用微软公司最新的产品v i s u a ls t u d i o n e t 开发环境进行 开发，实现w y s i w y g ( w h a ty o us e ei sw h a ty o ug e t ，所见即为所得) 的编辑。 这些仅是a s p n e t 强大化软件支持的一小部分。 强大性和适应性 因为a s p n e t 是基于通用语言的编译运行的程序，所以它的强大性和适应性， 可以使它运行在w e b 应用软件开发者的几乎全部的平台上。通用语言的基本库、 消息机制、数据接口的处理都能无缝地整合到a s p n e t 的w e b 应用中。a s p n e t 同时也是语言独立化的，所以，可以选择一种最适合的语言来编写程序，或者把 程序用很多种语言来写，现在已经支持的有c 撑、v b 、j s e r i p t 。将来，这样的多种 程序语言协同工作的能力会保护现在的基于c o m + 开发的程序，能够完整地移植 向a sp n e t 。 简单性和易学性 a s p n e t 使运行一些很平常的任务，如表单的提交、客户端的身份验证、分布 系统和网站配置变得非常简单。如a s e n e t 页面构架允许建立自己的用户分界面， 使其不同于常见的v b l i k e 界面。另外，通用语言简化开发使把代码结合成软件 更为简单。 高效可管理性 a s e n e t 使用一种字符基础的、分级的配置系统，使你服务器环境和应用程序 的设置更加简单。因为配置信息都保存在简单文本中，新的设置有可能都不需要 启动本地的管理员工具就可以实现。这使a s p n e t 的基于应用的开发更加具体和 快捷。一个a s e n e t 的应用程序在一台服务器系统的安装只需要简单的拷贝一些 必须的文件，不需要系统的重新启动。 多处理器环境的可靠性 a s e n e t 已经被专门设计成为一种可以用于多处理器的开发工具，它在多处理 器的环境下用特殊的无缝连接技术，将很大的提高运行速度。 自定义性和可扩展性 a s e n e t 设计时考虑了让网站开发人员可以在代码中自己定义”p l u g - i n ”的模 块。这与原来的包含关系不同，a s e n e t 可以加入自己定义的控件组件。 安全性 基于w i n d o w s 认证技术和应用程序配置，可以确保原程序是绝对安全的。 2 3 2三层架构 分层式开发是一种常用的开发模式，在这种模式中，各层实现了程序的一个逻 辑功能。在a s p n e t 开发中，通常分为三层：表示层、业务层和数据层，从代码 的角度来看，它们是分开的。嗍 表现层 表现层用于用户接口的展示，以及用业务层的类和对象来驱动这些接口。 在a s p n e t 中，该层包括a s p x 页面、用户控制、服务器控制以及某些与安全 相关的类和对象。 业务层 业务层用于访问数据层，从数据层取数据、修改数据以及删除数据，并将结果 返回给表现层。 9 通常该层被划分成两个子层：业务逻辑层( b u s i n e s sl o g i cl a y e r ，b l l ) 和数 据访问层( d a t a a c c e s sl a y e r s ，d a l ) 。业务逻辑层在数据访问层之上，也就是说 b l l 调用d a l 的类和对象，d a l 访问数据并将其转给b l l 。 在a s p n e t 中，d a l 可以用s q l c l i e n t 或o l e d b 从s q ls e r v e r 或o r a c l e 等数 据库读取数据、更新数据及删除数据，并把取得的数据通过d a t a s e t 或d a t a r e a d e r 的形式给b l l ，b l l 处理数据给表现层。有的时候，例如直接把d a t a s e t 或 d a t a r e a d e l 送给表现层的时候，b l l 是一个透明层。 数据层 数据层是数据库或者数据源。典型应用是关系型数据库，可以是m y s q l ，s q l s e r v e r 或o r a c l e 数据库，甚至也可以是x m l 。 卑f ： i ， 磊r 1 馨 表现层 ； | | 甏趁巍；。曼笼2 z 。，誓o j ；：聋囊，| 。貔妻弱凌岁 十 俨篇一m 一y 鸭哟”一”一匀 ? t 奠 i 业 业务逻辑层b l l 窖 ， ! 务 j ri 1 7 层 妻 数据访问层d a l 麓 叠 荔 i ： ji 一秀 蜴， i 嚣易镕蕊# 岔虢：旋五参蛰参渤 魄蹴妒世置毋。；翻鲁：“彳细蛐二氇 1r 数据层 图2 _ 4 三层架构 f i g 2 - 4 3 - l a y e rs t r u c t u r e 采用三层架构这种模式具有很多的优点：1 8 】 代码结构更加清晰和灵活。开发人员可以只关注整个结构中的其中某一 层，每一层都可以在仅仅更改很少量的代码后，就能放到物理上不同的服 务器上使用。 l o 更好的可维护性。可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现，程序 员之间的分工明确，各层之间只需要知道调用接口就可以了，而不需要知 道是如何实现的。 更加独立的功能模块。每层做些什么其它层是完全看不到的，更改、更新 某层，都不再需要重新编译或者更改全部的代码。 有利于程序开发的标准化。 更好的对分布式应用程序的支持。 2 4x m l x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ) 且p 可扩展标记语言，它与h t m l ( h y p e r t e x t m a r k - u pl a n g u a g e ，超文本标记语言) 一样，都是s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e d m a r k u pl a n g u a g e ，标准通用标记语言) 。x m l 与h t m l 的设计区别是：x m l 是 用来存储数据的，重在数据本身；而h t m l 是用来定义数据的，重在数据的显示 模式。x m l 是i n t e m e t 环境中跨平台的，依赖于内容的技术，是当前处理结构化 文档信息的有力工具。 x m l 是一种以简单文本格式存储数据的方式，这意味着它可以被任何计算机 读取。x m l 使用一系列简单的标记描述数据