（计算机应用技术专业论文）基于web+services的分布式应用系统研究.pdf

武汉理j 二大学硕士学位论文 中文摘要 随着我国市场经济的快速发展和市场机制的不断健全，企业间的竞争日趋 激烈，而竞争的核心是人才的竞争，拥有高素质的人才队伍是企业立于不败之地 的法宝，因此，人才的招聘工作显得尤为重要。近些年来，网络技术和计算机 技术飞速发展，各种招聘网站如雨后春笋般出现，越来越多的企业也通过互联网 进行招聘工作。首先因为网上投递的简历比较多，信息量大，可挑选余地大，招 聘效果好，应聘者素质较高。并且，网络招聘的优点是快捷，方便，费用低，打 破了时间和空间的限制，弥补了传统招聘会的不足。招聘网站所提供的一些服务 还可以帮助企业针对性的筛选简历，提高企业的工作效率。 本文以分布式系统为研究背景，结合“中国研究生人才网”的开发实例， 系统阐述了构建基于n e t 的分布式应用系统的设计开发方法，并针对原有网站 存在的弊端，对网站进行改进，将新的设计方法应用于网站。论文首先综述了分 布式应用程序体系结构的发展状况及分布式对象技术c o r b a 、d c o m 、e j b ；进而， 介绍了目前多层分布式应用的主流平台，即微软的n e t ；接着分析了c o r b a 、 d c o m 、e j b 的缺限，即这些技术在集成i n t e r n e t 上的数掘时会受到很多限制， 从而提出了一种使应用能够跨操作系统、编程语言和对象模型，进行互操作的 w e bs e r v i e e s 模式，同时对w e bs e r v i c e s 技术的体系架构、实现w e bs e r v i c e s 的关键技术，x b l l 、s o a p 、w s d l 、u d d i 进行了详细的介绍；最后，应用以上理论 的研究结果，在传统的分布式系统开发模式的基础上为“中国研究生人才网”设 计了一个基于w e bs e r v i c e s 的分布式系统开发模式，并以系统中的一个模块为 例，分析了“中国研究生人才网”的功能、设计了对数据库中的关键表、并基于 设计方案对系统予以具体实现。 此外，鉴于安全在w e b 应用中至关重要性，本文从管理安全性、操作系统、 i i s 、应用程序安全性几个方面阐述了此类网站系统的安全性设计。 关键字：分布式系统、分布式对象技术、n e t 框架、w e b 服务 亟堡堡三盔堂堡主堂堡笙苎 a b s t r a c t s w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h em a r k e te c o n o m ya n dt h ec o n t i n u o u s p e r f e c t i o no ft h em a r k e tm e c h a n i s m ，t h ec o m p e t i t i o n s b e t w e e ne n t e r p r i s e sa r e g r a d u a l l yb e c o m i n gs h a r p e r , a n dt h ec o r eo fc o m p e t i t i o ni st h et a l e n t e dp e r s o nw i t h h i g hq u a l i t y , s o t h ep o s s e s s i o no ft h e mi st h ek e yw h i c hm a k e st h ee n t e r p r i s e ss t a n d i na ni n d e f e c t i b l e p o s i t i o n ，s o t h et a l e n t e d p e r s o n se m p l o y m e n tw o r ks e e m s e s p e c i a l l yi m p o r t a n t i nr e c e n ty e a r s ，a st h en e t w o r kt e c h n o l o g ya n dt h ec o m p u t e r t e c h n o l o g yq u i c k l yd e v e l o p ，v a r i o u se m p l o y m e n tw e b s i t e se m e r g el i k eb a m b o o s h o o t sa f t e ras p r i n gr a i n ，a n dm o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e sa l s oc a r r yo nt h e e m p l o y m e n tw o r kt h r o u g hi n t e m e t f i r s t l y , b e c a u s eo nt h ei n t e r a c t ，t h e r ea r em a n y r e s u m e s 、ag r e a td e a lo fi n f o r m a t i o n 、aw i d er a n g eo fc h o o s i n g 、g o o de f f e c t sa n dt h e j o bs e e k e r sw i t hg o o dq u a l i t y s e c o n d l y , t h ee m p l o y m e n tt h r o u g hi n t e m e th a v em o r e a d v a n t a g e st h a ta r es h o r t c u t 、c o n v e n i e n c e 、l o wp r i c e 、b r e a k i n gt h es p a c e - t i m el i m i t ， a n dm a k i n g u pt h es h o r t n e s so ft h et r a d i t i o n a le n 3 i p l o y m e n tm e e t i n g s s o m es e r v i c e s w h i c ht h ew e b s i t ep r o v i d e sc a h e l pt h ee n t e r p r i s e sf i l t e r i n gr e s u m e s s oa st o i m p r o v et h e i re f f i c i e n c y w i t ht h eb a c k g r o u n do fd i s t r i b u t e ds y s t e m ，t h i st h e s i ss y s t e m a t i c a l l ye l a b o r a t e s t h ed e s i g nm e t h o do f b u i l d i n g n e t - b a s e dd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o ns y s t e m ，c o m b i n i n g t h e c h i n e s eg r a d u a t es t u d e n tw e b s i t e ”i n f o r m a t i o ns y s t e m a i m e da tt h es h o r t a g eo f t h eo r i g i n a ls y s t e m ，t h et h e s i sa l s oi m p r o v e st h es y s t e ma n da p p l i e st h en e wd e s i g n m e t h o dt ot h es y s t e m t h et h e s i sf i r s t l ys u m m a r i z e st h ed e v e l o p m e n ts t a t u so ft h e d i s t r i b u t e ds y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dt h ed i s t r i b u t e do h j e c tt e c h n o l o g yc o r b a 、 d c o m 、e j b ；t h e n ，t h et h e s i si n t r o d u c e s t h ep r e s e n tm a i n s t r e a mp l a t f o r mo f m u l t i l a y e rd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n ，n a m e l ym i c r o s o f t s n e t ；m e a n w h i l e ，t h et h e s i s a n a l y s e st h es h o r t a g eo ft h ec o r b a 、d c o m 、e j b ，t h a ti s ，t h e s et e c h n o l o g i e sh a v e g r e a tr e s t r i c t si ni n t e g r a t i n gt h ed a t ao ni n t e m e t ，a n dt h e n ，t h ew e bs e r v i c e sw h i c ha r e r e f e r r e dm a k et h ea p p l i c a t i o nm u t u a l l yo p e r a t et h r o u g hd i f f e r e n to p e r a t i o ns y s t e m s 、 p r o g r a ml a n g u a g e s 、o b j e c tm o d e l s t h et h e s i sa l s oi n t r o d u c e st h ea r c h i t e c t u r eo fw e b s e r v i c e s a n de s s e n t i a lt e c h n o l o g y - x m l 、s o a p 、w s d l 、u d d ii nd e t a i l f i n a l l y , a p p l y i n gt h ea b o v et h e o r y , t h et h e s i sd e s i g n san e wm e t h o db a s e do nw e bs e r v i c e s f o rt h e “c h i n e s eg r a d u a t es t u d e n tw e b s i t e ”o nt h eb a s i co ft h et r a d i t i o n a lm e t h o do f 亟堡垄王奎兰堡主兰垡堡奎 d i s t r i b u t e ds y s t e m n et h e s i sa l s oa n a l y s e st h ef u n c t i o no f “c h i n e s eg r a d u a t es t u d e n t w e b s i t e ”，d e s i g n st h ek e yt a b l e so fd a t a b a s e ，a n dm a k e st h ea p p l i c a t i o ns y s t e mc o m e t r e e s e c u r i t yi sv e r yi m p o r t a n ti nw e ba p p l i c a t i o n ，s ot h et h e s i sl a s t l yi n t r o d u c e st h e s e c u i em e t h o df r o mt h e s ea s p e c t so fm a n a g e m e n t 、o p e r a t i o ns y s t e m 、i i s 、a p p l i c a t i o n s y s t e m k e y w o r d s ：d i s t r i b u t e ds y s t e m 、d i s t r i b u t e do b j e c tt e c h n o l o g y 、n e tf r a m e w o r k 、 w c bs e r v i c e s 1 1 1 此页若属实请申请人及导师签名。 独创性声明 本人声明，所呈交的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。据我所知，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， 也不包含为获得武汉理工大学或其它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已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：冱魃日期主! ! ：2 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生签名：邀导师签名 注：请将此声明装订在论文的目录前。 飘2 竺厶王。f 武汉理t 大学硕士学位论文 1 1 课题研究背景 第一章绪论 1 1 1 企业应用系统平台的开发状况 对于一个企业来说，应用系统的开发需要解决如下问题：一方面，大型 企业的各个组成部分分散在不同的地点或地域，为此企业应用系统面对的可能 是一个异构的分布式环境，所以，所设计的系统必须能解决语言差异，平台差 异，协议差异，数据差异的问题，有效地与已有系统集成。另一方面，应用系 统作为一个提供信息服务的软件平台，必须具有高可用性、可靠性、安全性、 可扩展性，并且能够及时快速的对新技术做出反应，将企业的解决方案配置在 最高、最新的科技手段上，以创造更多的机会吸引新客户、提高老客户的忠诚 度，从而确保企业自身的优势。这些要求再加上复杂多变的用户需求和不断伸 缩的交付时间，使得企业系统的开发难度也逐步加大，以前的开发平台和开发 环境与技术，不论是从开发技术上还是从开发模式上，都越来越无法满足飞速 发展的i n t e r n e t 时代所需的基于w e b 的应用程序和w e b 服务。开发商和广大 程序员一直在努力推动和殷切期待一个成熟、标准的企业平台来简化和规范企 业系统的开发和部署。就是在这种环境下，微软推出n e t ，以其作为一个理想 化的未来互联网环境，支持下一代i n t e r n e t 的可编程结构。 1 1 2 企业应用系统体系结构的发展动态 企业应用体系结构已经经历了巨大的发展。第一代是集中式的大型机应 用，在2 0 世纪9 0 年代，几乎所有的企业应用系统采纳二层c s 分布式体系结 构，后来发展到采用了中间件和分布式对象技术的三层多层c s 模式”1 。 在分布式对象技术出现以后，i n t e r n e t 技术的飞速发展又使企业对数据 共享和深层次的要求越来越迫切。不但需要集成分布在网络中多个数据库服务 器上的数据，而且需要访问分布在网络上的电子邮件、h t m l 文档、电子表格 以及其它非数据库资源。要集成的不仅包括企业局域网的数据，而且包括处于 i n t e r n e t 环境下的企业外部的相关数据”1 。然而c o r b a 、d c o m 和j a v a r m i 这些 分布式对象技术在集成i n t e r n e t 上的数据时会受到很多限制，这就导致了w e b 武汉理工大学硕士学位论文 服务模式的出现。w e b 服务基于开放的 n t e r n e t 标准，使用基于x m l 的消息 处理作为基本的数据通讯方式，采用的规范s o a p 、u d d i 、w s d l 消除了使用不 同组件模型、操作系统和编程语言的系统之间存在的差异，使得w e b 服务能够 与跨企业、跨因特网与其它兼容的组件进行互操作。w e b 服务的出现，意味着 软件体系结构发展到了w e b 服务模式时代，这是以w e b 服务为中心的分布式系 统模式。 在构建w e b 服务模式的技术中，微软的n e t 技术又处于领先地位。n e t 是微软于2 0 0 0 年6 月发布了名为m i c r o s o f t n e t 的下一代软件和服务战略， 将开发和w e b 环境整合到一起，所有的n e t 语言都编译为通用的字节码，所 有开发人员都可以用他想要的任何语言编程，并且与使用其他n e t 语言的开 发人员分享他的工作成果。n e t 还提供了类似于j a v a 的运行时，所以可以 安全有效地执行n e t 代码。此外，n e t 语言生成适用于w e b 的x m l ，所以，n e t 组件可以在i n t e r n e t 上通信，其存储单元是完全透明的”1 。 1 2 课题的提出及意义 在竞争激烈的国际、国内市场中，人才资源无疑发挥着举足轻重的地位， 各公司、企业都把高层次人才的召集看成是企业发展的战略目标。 我国的人才招聘方式主要是采用地方招聘会的形式，这种方式受到地域 和时间的限制，往往是“就地取材”，不利于企业的长久发展，为此人才的信 息化建设迫在眉睫，势在必行。近年来，随着信息技术和网络技术的发展和普 及，各种网上招聘系统也如雨后春笋般的出现在互联网上，弥补了传统招聘方 式的不足。网络招聘以其招聘范围广，信息量大，可挑选余地大，应聘人员素 质高，招聘效果好，费用低获得了越来越多的公司认可。企业通过互联网发布 招聘信息，求职者通过互联网，及时的上传简历资料，这种方式为企业获得所 需人才提供了最简捷，而又有效的手段。 据统计，1 9 9 8 年1 月，财富5 0 0 强中有1 7 积极在互联网上招聘，仅 仅一年后，这个数字上升到4 5 ；1 9 9 8 年，美国公司用于网上招聘的开支由 1 9 9 8 年的1 0 5 亿美元上升到1 9 9 9 年的1 2 亿美元；到了2 0 0 4 年t c l 的人才 招聘中9 0 是通过因特网。思科系统( c i s c o ) 这家年收入1 0 0 亿美元的网络 公司6 6 的人是通过互联网雇来的，8 1 的简历是通过互联网收到的；深圳 华为等大型中国企业也将网络招聘作为主要渠道。2 0 0 4 年中国网上招聘研究 2 武汉理工大学硕士学位论文 报告显示，2 0 0 4 年中国网上招聘行业收入5 5 亿元，到2 0 0 6 年将达1 6 9 亿元。这些数字无疑表明着网络招聘作为一种新型的人员招聘模式，可以称得 上是一次求职的革命，已成为一个潜力巨大，增长迅速的市场。 本人的课题来源于“中国研究生人才网”，简称“中研网”，是在教育部 学生司的指导下，由教育部直属高校联合建设的国内首家研究生人才招聘与求 职信息服务平台。在对“中国研究生人才网”数月的调研、实习中，了解了招 聘网站的运行情况，并对客户在实际运行中所反映出的问题进行分析研究，认 为该系统基本解决了在信息发布和网上求职等功能，但是随着访问流量的指数 级增加，系统的众多弊端，如速度慢、安全级别低；一些系统模块只针对某一 特定应用，如双选会信息系统等，这样数据之间造成了信息孤岛，冗余度大， 不利于系统之间数据的交换，协同工作效率差，而且采用的技术不适合部署在 不同的操作系统上；更重要的是整个招聘系统部署在教育部的服务器上，各地 的用户看到的是同样的乔面，但是随着业务的扩张，大连、上海、武汉等各办 事处也要刨建自己个性化的招聘平台界面，而现在的招聘系统难以满足企业发 展的特色化需求。 本课题旨在在n e t 平台上，以w e b 服务为基础，重新设计新的模式，并 创建具有良好的跨平台性，可扩展性，可移植性的网上招聘系统，满足社会对 高层次人才的需求。这些研究可以推广应用于企业、电子商务等领域，可以更 好的服务于社会，带来显著的经济效益和社会效益。 1 3 论文的内容组织 本文共由五章组成，每章的内容如下： 第一章绪论 对论文的背景知识从企业应用系统平台的开发状况和企业应用系统体系 结构的发展动态入手，作一整体性介绍。接着对课题的提出和意义及论文欲完 成的工作进行阐述。 第二章分布式应用系统概述 介绍了分布式体系结构的发展现状和趋势：首先分析了早期的集中式体 系结构的弊端，随后介绍了应用系统如何从二层c s 模式的分布式结构演变为 现在的多层结构，接着讲述了基于w e b 的分布式体系结构，最后介绍了分布式 应用系统采用的技术一一分布式对象技术。 3 武汉理丁大学硕士学位论文 第三章n e t 平台及其相关技术介绍 介绍了n e t 定义、开发平台及其特点、n e t 框架、w e bs e r v i c e s ，并重 点介绍了构建w e b 服务的标准协议族x m l 、w s d l 、u d d i 、s o a p 。 第四章系统设计与实现 在传统的分布式系统开发模式的基础上为“中国研究生人才网”设计了 新的基于w e bs e r v i c e s 的开发模式。分析了系统的功能，并对数据库中的关 键表进行设计，进而借助w e bs e r v i c e s 的开发模式实现系统。 第五章系统安全性研究 在w e b 应用中，安全性设计至关重要。本章从管理安全、操作系统、i i s 、 应用程序安全几个方面介绍了中研网系统的安全设计。 4 武汉理工人学硕士学位论文 第二章分布式应用系统概述 9 0 年代后期，信息产业出现了分布式应用技术，应用程序可以分布在不 同的系统平台上，通过分布式技术实现异构平台间对象的相互通信。在信息技 术高速发展的今天，企业间的竞争越演越烈，随着规模的不断扩大和业务的不 断更新，企业迫切需要完整的分布式解决方案，用于管理复杂的处于异构环境 下的应用程序，实现不同硬件设备、软件系统、数据库系统之间的完整集成。 2 1 分布式系统的基本概念d 1 分布式系统是一个对用户看起来像集中的单机系统，然而是由多个相互 连接的处理资源组成的计算系统，它们在整个系统的控制下可合作执行一个共 同的任务，最少依赖于集中的程序、数据和硬件。这些处理资源可以是物理上 相邻的，也可以是地理上分散的。 现在对这一定义进行说明： ( 1 ) 系统是由多个处理器或计算机系统组成的。 ( 2 ) 这些计算资源可以是物理上相邻的，由机器内部总线或开关连接的 处理器，通过共享主存进行通信；这些计算资源也可以是在地理上分开的、由 计算机通信网络( 远程网或局域网) 连接的计算机系统，使用报文( m e s s a g e ) 进行通信。 ( 3 ) 这些资源组成一个整体，对用户是透明的，即用户使用任何资源时 都不必知道这些资源在哪里。 ( 4 ) 一个程序可分散到各个计算资源上运行。各个计算机系统地位平等， 除了受全系统的操作系统控制外，不存在主从控制和集中控制环节。 采用分布式系统的优点： ( 1 ) 支持固有的分布式应用 分布式系统与许多应用场合相适应，如 银行、铁路、商业等本来就分散而又必须协调的行业。 ( 2 ) 性能成本 分布式系统的并行性降低了处理的瓶颈，提供了全 面改进的性能。即分布式系统提供了更好的性价比。 ( 3 ) 资源共享和可伸缩性 能有效的支持不同位置的用户对信息和资 源( 硬件和软件) 的共享。分布式系统能容易地扩大以包括更多的资源( 硬件 和软件) 。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 4 ) 灵活性和可扩展性分布式系统可以增量扩展，并能方便地修改 或扩展系统以适应变化的环境而无需中断其运行。 ( 5 ) 实用性和容错性依靠存储单元和处理单元的多重性，分布式系 统具有在系统出现故障的情况下继续运行的潜力。 2 2 分布式体系结构的发展现状和趋势 2 2 1 早期的计算机结构n 1 在早期，计算机界使用的是体积庞大、费用昂贵、主要用于数值运算的 大型机。大型机管理和控制应用程序的所有方面，包括业务处理、数据管理和 屏幕显示。用户通过“哑终端”( 通常只有一个屏幕、一个键盘和一根主机连 接线) 与主机的应用程序进行交互。终端没有处理能力，凡事都需要依靠主机 来做，包括终端显示。这种终端主机模式的结构的主要优点是：部署的花费 很少。因为整个应用程序( 包括表示逻辑) 都包含在一台机器中，更新和安装 新版本都是快速且容易的。而且，一旦进行了更新，所有的使用者都能立即使 用到被改善的新应用程序。但它也受到很多问题的影响：主机中进行全部的处 理，包括数据访问、业务逻辑和表示逻辑，这使得主机的负载相当重：专用的 特性使得它们非常难于集成其他平台上的其他应用程序；用户界面是基于字符 的简单屏幕，在许多情况下，需要对使用者进行几周的培训才能使其熟练使用 用户界面。 2 2 2c l s 结构及其发展阻1 2 2 2 1 两层客户机服务器体系结构 随着硬件越来越便宜，为用户提供个人计算机变得切实可行，这些个人 计算机便代替了j 亚终端。早期的p c 具有足够的能力处理所有或者至少是大部 分的负载。最重要的是，这些p c 能够为用户提供图形用户界面，它比贬终端 中基于文本的界面更加直观。客户机服务器模型的所有形式都尝试利用p c 的计算能力。换句话说，部分负载被分布到p c 上。这样就消除了大型主机上 的处理循环，同时为用户提供了一个方便操作、更具美感和直观的界面。 6 武汉理工大学硕士学位论文 早期的客户机服务器系统是两层的。在这个体系结构中，处理被分散在 两台机器上：客户机和服务器。客户机一般执行表示逻辑和业务逻辑，而服务 器则提供对数据的访问。服务器通常专用于运行一个关系型数据库管理系统， 例如o r a c l e 或s q ls e r v e r 的服务器。在客户端上，快速高效的开发工具为开 发应用程序的用户接口大开方便之门，从而公司可以为自己的雇员创建自定义 的应用程序。客户机n 务器计算模式在构造多服务器应用系统时成为很好的 方式，可以为今天的企业解决方案带来很好的效益。 ( 1 ) 客户机服务器模式提高了投资效率，用户不但能够从自己桌面上 的p c 访问和操纵大型计算机上数据库中的数据。同时，使用p c 和工作站可以 提供过去大型机才具有的计算机能力，且只有大型机价格的几分之一。 ( 2 ) 客户机服务器模式使得处理和被处理的数据更加接近( 客户机服 务器结构是一个种分布式处理) 。所以，网络开销和响应时间极大降低，从而 减少对网络带宽和成本的需求。 ( 3 ) 客户机服务器模式改变了由“哑”终端提供的单调的单色屏幕用 户界面，而代之以支持具艺术性的图形用户界面的p c 。g u i 具有丰富的可视化 界面表示技术、易学易用，而且具有很好的一致性。用户在培训和教育方面的 投资得以充分利用。 ( 4 ) 客户机服务器模式支持和倡导标准化和开放系统。客户机和服务 器都可以在不同的硬件和软件平台上运行，使用户从专有的体系结构中解放出 来。价格低廉，易于组合的体系结构，解决了可根据应用需要而进行系统伸缩 问题。 ( 5 ) 客户机服务器模式能使多个用户共享硬件资源，如打印机、扫描 仪、传真机等。显而易见，共享贵重的硬件比为每个用户购买相同硬件设备省 钱。 但是，这种模式并不是十全十美的，其不足之处在于：当客户端数目激 增时，服务器端的性能会因为负载过重而大大衰减；它在客户机上将业务逻辑 和表示逻辑混合在一起，这为维护带来难以想象的难度；对业务逻辑和表示逻 辑的更新必须被部署到整个用户群，这包括数以于计的雇员计算机。除了部署 应用程序的更新，同时也必须考虑数据库驱动程序、网络堆栈和其他第三方组 件的更新。一般而言，部署是一项消耗大量时间和金钱的工作；客户机不可能 共享诸如数据库连接等稀有资源。因为它需要花费几秒的时间来建立数据库连 接，于是两层体系结构的客户机一般会提前打开连接，并且会在会话的持续时 7 武汉理t 大学硕七学位论文 间内将一直保持该连接。所以一个允许2 0 个并发连接的数据库只能为2 0 个客 户机应用程序服务，即使其中许多应用程序置闲。在这种情况下，最好的做法 是在逻辑上将业务层与表示层和数据层区分开。这就促使应用程序向多层分布 式转变。 2 2 2 2 三层多层分布式体系结构 从两层结构到三层结构或者多层结构的演变是个很自然的过程。三层多 层分布式体系结构借助于中间件的产生。中间件是位于操作系统和应用软件之 间的通用服务，它的主要作用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与 网络协议的异构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同平台上。同时中间 件在负载平衡、连接管理和调度方面起了很大的作用，使企业级应用的性能得 到大幅提升，满足了关键业务的需求。 在这种模式下，客户层( 也称为表示层) 只提供应用的用户界面，它根 据用户的操作调用相应的业务逻辑，而并不直接访问后台数据库。业务逻辑是 三层应用系统的关键所在，它负责处理所有用户的请求，并且把处理结果返回 给表示层。开发人员可以将业务逻辑放在中间层服务器上，而不是客户端，从 而将应用的业务逻辑与用户界面隔离开。这意味着如果需要修改应用程序代 码，则可以只在中间层服务器上修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。 从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化 了企业系统的开发、更新和升级工作，极大增加了系统应用的伸缩性和灵活性。 服务器层仍然提供数据库支持。多层应用服务技术允许分割应用程序，本地计 算机上无须安装一整套数据库客户工具，就可以在另一台机器上存取数据。 同时它允许对业务规则和进程进行集中管理，并在整个网络上分发、实现进程 负载的动态调节。 在3 层模型上添加其他额外的层次( 例如w e b 服务器层) 就构成n 层开 发环境。n 层架构具有如下优点： 客户机不包含业务逻辑，这就使部署和维护工作更加容易，因为更新业 务逻辑只需要对应用服务器进行操作，假如业务逻辑层是最易发生变化的层 次，那么这个优点将更加显著。 客户机与数据库细节相分离。应用服务器能够与几个不同的数据源协同 工作，并且只对客户机提供单一的访问点。 n 层编程促进了应用层的严格划分，并使各层间通过定义好的接口进行 8 武汉理工大学硕士学位论文 通信。 n 层应用程序能够水平伸缩。 应用服务器能将稀有的企业资源放入缓冲池中，这样可以在多个客户机 上共享它们。 虽然具有这些重要的优势，但n 层应用程序有一个关键性的缺点：它们 的实现非常困难。此外，在关键点上设计不好将会削弱n 层应用程序的作用， 而且它的性能和伸缩都不比它所取代的两层应用更有优势。同时，数据库连接 管理、线程池、安全性和事务监控等，这些方面的问题会出现在n 层的实现中。 所以在很短的时间后，软件提供商就提供了能够解决这些问题的，并且允许开 发人员集中于业务问题而不是基础结构的软件产品。在这个市场上，微软尤其 强大，它提供了诸如c o m 、d c o m 、m r s 、c o m + 等技术，以及最近的n e t 技术。 2 2 3 基于w e b 的分布式体系结构“岫 万维网w w w 是计算机领域在2 0 世纪9 0 年代一项最突出的贡献，极大地 推动了网络和分布式系统的普及应用。w 唧也简称w e b 。w e b 是目前最重要的 基于文档的分布式系统。这种模式使原来占用资源很多的应用程序客户端( 称 作肥客户) 转变成占用资源较少的瘦客户，也使得瘦客户可以在浏览器中运行。 从技术角度看，w e b 是由成千上万的h t t p 服务器和客户组成的分布式系统， 这些服务器和客户就是通常所说的w e b 服务器和w e b 浏览器。为此这种基于 w e b 的c s 计算结构，又称为b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构。服务器维护以文 件形式存储的文档的集合，接受获取文档的请求并将之传送给客户，或者接受 存储新文档的请求，对文档进行更新。而浏览器则为用户提供访问和展示这些 文档的界面。文档从服务器读取，被传输到浏览器并显示在界面上。对用户而 言，文档的位置是透明的。w e b 的本质是一种基于超文本传输协议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 0 1 ) 的客户服务器类型的应用。w e b 服务器 是一种相对简单的客户服务器协议：客户发送一个请求给服务器，然后等待 服务器响应。h t t p 的一个重要特性是：它是无状态的，即没有打开连接的概 念，也不需要服务器维护其客户的信息。h t t p 是基于t c p 协议的。客户发送 请求给服务器，将建立一个客户到服务器的t c p 连接，通过该连接发送请求给 服务器也可以接收响应。使用t c p 作为底层协议，h t t p 不需要关心请求和响 应丢失的问题，如果发生故障，如连接断开或超时，仅仅需要报错而已。 9 武汉理工大学硕士学位论文 b s 结构通常分为三层，第一层为w e b 浏览器，称为表示层：第二层为 w e b 服务器及相关的业务逻辑( b u s i n e s sl o g i c ) 处理软件，通常称为业务逻 辑层：第三层为数据库系统和企业信息服务，称为数据服务层。如图2 1 ： w e b 浏览器 客户机 ( 表示层) w e b 服务器 业务逻辑处理 中间层服务器 ( 业务逻辑层) 数据库系统 企业信息服务 数据库服务器 ( 数据服务层) 图2 - i 典型的b s 计算结构 ( 1 ) b s 结构实现了软件的集中管理，由于不需要在客户机端安装配置软 件，大大降低了软件维护的成本，并提高了软件的可扩充性； ( 2 ) 由于采用了浏览器统一的界面，给世界各地的用户带来相同的用户 体验，易学易用，操作性强； ( 3 ) 与j a v a 和脚本技术结合，可以实现跨操作系统平台的分布式应用。 因此，在很多应用领域，b s 结构有着广泛的应用前景。 2 3 分布式结构所采用的技术m 1 9 0 年代出现的分布式对象技术为网络计算平台上软件的开发提供了强有 力的解决方案。应该说，分布对象技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象 的技术。目前，分布式对象技术已经成为建立服务应用框架和软件构件的核心 技术，在开发大型分布式应用系统中表现出强大的生命力，逐渐形成了3 种具 有代表性的主流技术，即m i c r o s o f t 的c 0 m d c 叫技术、s u n 公司的j a v a 技术 和o m g 的c o r b a 技术。分布式对象往往又被称为组件( c o m p o n e n t ) ，组件是一 些独立的代码的封装体，在分布计算的环境下可以是一个简单的对象，但大多 数情况下是一组相关的对象复合体，它们可以位置透明、语言独立和平台独立 地互相发送消息，实现请求服务。通过组件可以很方便地模拟现实世界，且通 过接口可以很好地隐藏内部实现和分布的细节。基于对象的分布式系统已成为 构建分布式系统的一种主要模式。 分布式对象组件技术与传统的砸向对象技术的本质区别： 传统的面向对象技术有两个基本的特点：封装性和继承性，通常其强调 武汉理工夫学硕士学位论文 的是代码复用，对象往往仅存在于一个程序中，程序的外界并不可能感知和访 问这些对象。而分布式对象技术提供了一个标准的组件框架，能使不同的厂家 的软件通过不同的地址空间、网络和操作系统互相交互访问。该组件可以分布 在网络的任何位置。组件的具体实现、位置及所依附的操作系统对客户来说都 是透明的。例如，通过简单地组装或扩展已有的构件就可以建立一个客户机 服务器结构的信息系统。分布式对象的组件技术的目标就是为软件用户及开发 者提供一种应用级的即插即用的互操作性，就象现在使用集成块和扩展板一 样。这是分布式对象技术和传统的面向对象技术的最大的不同点。 c o r b a 是c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 的简称，即通用 对象请求代理结构，严格说来，c o r b a 是一种规范而非分布式系统。此规范由 对象管理组o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，o m g ) 制定的，其目的是制定标 准以实现在不同的网络和计算机环境下独立开发的应用软件的互用性，保证组 件的可重用性，可移植性和互操作性。 2 3 1 1c o r b a 的体系结构 图2 2c o r b a 体系结构 应用对象( a p p i c a t i o no b j e c t )一些业务对象和应用系统，是由 c o r b a 底层支持的最顶层用户，有领域对象和非标准的专用对象。 公共设施( c o m m o nf a c i l i t i e s ) 定义了可直接为业务对象所使用的 水平和垂直应用框架。水平公共设施( h o r i z o n t a lc o m m o nf a c ilit y ) 包括用 户界面、信息管理、系统管理和任务管理等通用服务；垂直公共设施( v e r t i c a l c o m m o nf a c i l i t y ) 则提供面向诸如金融、健康、制造、零售等特定领域的服 务和框架。 公共对象服务( c o m m o no b j e c ts e r v i c e s ) 定义了系统级的对象框架， 以扩充对象总线功能。 武汉理工大学硕士学位论文 最底层是对象请求代理o r b ，规定了分布对象的定义( 接口) 和语言映射， 实现对象间的通讯和互操作，是分布对象系统中的“软总线”；在o r b 之上定 义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字服务、事务( 交易) 服务、安 全服务等各种各样的服务；最上层的公共设施则定义了组件框架，提供可直接 为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。 c o r b a 使用远程对象模型，即对象的实现驻留在服务器地址空间。c o r b a 的对象和服务是通过接口定义语言i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 描述的。接口是客户在对象上可能请求的方法操作集合。它提供了精确的语 法用于表达方法和参数。接口说明可以只用i d l 语言给出，但是在c o r b a 中， 必须提供一个严格的规则用于将i d l 描述的接口说明转换成所使用的程序设 计语言，c o r b a 当前提供i d l 到c 、c h 、j a v a 、s m a l l t a l ka d a 和c o b o l 等语 言的映射规则。 2 3 1 2 互联网交互代理协议：l l o p i i o p ( 互联网交互代理协议) 是c o r b a 在w w w 上最重要的应用，它是定 义在t c p i p 上的必须的通信协议，负责不同对象在分布式网络环境下工作时 的协调工作。在全面服务的企业内部网中，这就显得非常重要。i i o p 将构建 一个基于分布式对象的平台，将相互依赖的公司间的应用服务程序连接在一 起，从而企业应用可以跨越单个公司的边界，使得任务临界的信息和资源对客 户和合作伙伴有效，内部网将变成一个外部网。 总之，c o r b a 的特点是大而全，互操作性和开放性非常好。目前c o r b a 的 最新版本是2 3 。c o r 队3 0 也已基本完成，增加了有关i n t e r n e t 集成和o o s 控制等内容。c o r b a 作为一个透明的中介分布式对象标准，只要遵循c o r b a 标 准的分布式对象不管在何种平台上，用什么语言编写，都可以执行，而这 一切也正是得益于o r b 能与平台以及开发环境分离的关键性设计。也是由于 o r b 对象与平台分离，因此只要用户端与服务器都装有o r b ，像w i n d o w s 平台 上的用户端程序，也可以调用u n i x 服务器上的对象。 c o r b a 的缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢，c o b r a 规 范从1 0 升级到2 0 所花的时问非常短，而再往上的版本的发布就相对十分缓 慢了。而且由于其开放产生了兼容性的问题，使得标准难以实现，导致在o r b 之间缺乏互用性，并且由于c o r b a 并不集成在操作系统中，因此增加了软件部 署的成本。 武汉理t 大学硕士学位论文 2 3 2d c o m 铷 d c o m 是分布式组件对象模型( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 。 d c o m 是由c o m 发展而来，在开放性软件d e c 远程过程调用协议的基础上开发 的，它可支持各种通信协议，实现了异种网络协议下的组件互相通信。a c t i v e x 是建立在d c o m 模型上的一个轻量级版本，在速度与网络通信方面作了优化， 它使程序设计者可以仓4 建通用的高层次的可重用对象，通过i n t e r n e t 网络进 行传递与分发。 c o m 的设计目标是为支持组件的动态激活和交互。c o m 中的每个组件是一 个可执行代码。可以包含在一个动态连接库中，也可以在一段可执行程序中。 基本的c o m 模型能够将一些逻辑元素看作是独立的。同时使得灵活的二进制组 件适应不同的配置和不同的机器，c o m 被认为是a c t i v e x 的核心技术，任何支 持c o m 组件的软件工具自动地支持d c 叫。d c o m 是c o m 的无缝扩展，因为d c o m 已经为开发人员处理了底层网络协议的所有细节。所以，开发人员就可以把重 点放在应用的业务逻辑上，而不必再为底层的处理细节费时费力。d c o m 的优 点之一就是有很多工具可以用来创建c o m 和d c 叫组件：c + 十工具、r a i d 工具、 大量己被建立、商品化