（计算机科学与技术专业论文）基于isa+server日志的intranet上网行为分析系统的研究.pdf

摘要 按照国内企事业单位网络化的需要，开发了基于i s as e r v e r 日志的i n t r a n e t 上网行 为分析系统，在浏览器服务器模式下，设计和实现了四层结构的上网行为分析系统的基 本功能。 应用w e b 技术，选用b s 结构、v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 3 开发平台及a s p n e t 等开 发技术完成系统开发；后台的数据库采用s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库系统进行设计和开发， 并且动态加入日志数据库：使用a d o n e t 中间件连接前台应用程序；用到了两个核心 算法：分页存储算法、字符串疋地址转换成整型数据算法。 基于i s as e r v e r 日志的i n t r a n e t 上网行为分析系统主要是企事业单位用来管理员工 的上网行为。主要实现了管理员登录、部门和员工管理、网络日志查询和1 s as e r v e r 整体运行情况分析等功能。 该系统具有运行稳定、操作简单、数据维护方便和安全性高等特点，并在以下两个 方面有独到之处：( 1 ) 基于b r o w e r s e r v e r 结构的上网行为分析系统，方便稳定；( 2 ) 四层的系统结构模式，适应实际应用中的各企事业单位，可随时调整。 关键词：软件工程，i s as e r v e r ，数据库，网络日志，v s n e t 2 0 0 3 ，s q ls e r v e r ，w e b a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h el a t t i c i n gn e e do ft h ed o m e s t i ce n t e r p r i s e s ，a l la n a l y z i n gs y s t e mf o r n e t w o r kb e h a v i o u r a li n f o r m a t i o no ft h ee m p l o y e e sb a s e do ni s as e r v e rl o gh a sb e e n d e v e l o p e d i nt h eb sm o d e , t h ee s s e n t i a lf u n c t i o n so ft h en e t w o r kb e h a v i o ro ff o u r - l a y e r s t r u c t u r e sh a v ea l s ob e e nd e s i g n e da n dc a r r i e do u t i ta d o p t e dt h es q ls e r v e r2 0 0 0t od e s i g n ei t sd a t a b a s e ，a n da d d e dl o g - d a t a b a s e d y n a m i c a l l y t h ea p p l i c a t i o np r o g r a mb e t w e e nt h ef r o n t - e n da n dt h eb a c k e n dw a sc o n n e c t e m b yt h ea d o n e tm i d d l e w a r e ；a n dt w oc o r ea r i t h m e t i cw a su e s e d ：p a g i n a t i o n - s t o r a g e a r i t h m e t i ca n dt h ea r i t h m e t i co fc o n v e r s i n gc h a r a c t e rs t r i n gi pa d d r e s st oi n t e g e rd a t a i tw a sa p p l i e dt om a n a g i n gt h ea n a l y s e sf o rn e t w o r kb e h a v i o u r a li n f o r m a t i o no ft h e e m p l o y e e sb yt h ee n t e r p r i s e s i tp r i m a r i l yr e a l i z e dt h el o g g i n go no ft h ea d m i n i s t r a t o r s ，t h e m a n a g e m e n to ft h ed e p a r t m e n t sa n dt h ee m p l o y e e ，t h eq u e r yo fn e t w o r kl o ga n dt h ea n a l y s i s f o r t h ew h o l er u n n i n gs t a t u so fl s as e r v e ra n ds oo n t h es y s t e mp o s s e s s e st h ec h a r a c t e r i s t i c ss u c ha ss t a b l e r u n n i n g ，s i m p l eo p e r a t i o n , c o n v e n i e n td a t a - m a i n t e n a n c ea n dh i g hs e c u r i t y e s p e c i a l l y , t h es y s t e mh a st w of e a t u r e s o r i g i n a l ya sf o l l o w s ：( 1 ) t h e a n a l y z i n gs y s t e mf o rn e t w o r ke l e m e n t sb a s e do nb s i s c o n v e n i e n ta n ds t a b l e ；( 2 ) t h ef o u r - l a y e rs t r u c t u r em o d eo ft h es y s t e mi ss u i tf o ra l lk i n d so f e n t e r p r i s e si np r a c t i c ea n dc a nb e e na d j u s t e da ta n ym o m e n t k e yw o r d s ：s o f t w a r ee n g i n e e r i n g ，i s as e r v e r ，d a t a b a s e ，n e t w o r kl o g ，v s n e t 2 0 0 3 ， s q ls e r v e r ，w e b 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：垒建豸力年f 月7 7 e l 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：叠进芎 口7 年r , q , 2 日 导师签名： 乡拿哩庞氮 c ) 7 年j 月少e l 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 项目背景 互联网飞速发展给企业带来了丰富的信息资源和种种便利，但也带来许多新的挑 战，企业不可避免地要面对互联网信息的庞杂性、多样性带来的尴尬局面，即员工可能 花大量的时间利用互联网进行与工作无关的事情，如网上聊天、网上交友、网上炒股等 等，严重影响工作效率、大大增加隐性管理成本。在营造更加人性化和数字化的工作文 化的同时，采取一定的技术手段来加强员工的自觉性，而又不至于引起反感，对企事业 管理员而言是十分必要和有益的。 本系统就是根据上面这种情况来做的b s 结构上网行为分析系统，能有效的对w e b 浏览，f t p 下载，电子邮件收发等网络行为进行监控。管理人员使用该系统能够随时了 解本单位的互联网使用状况，统计部门和个人某段时间内的互联网使用情况，且计算出 相应的流量和上网时间，如果需要计费的单位还能够简单计费。 经过调查，国内有类似的系统，如海天软件有限公司的海天上网行为管理系统、厦 门诚创科技有限公司的员工上网行为管理软件等，不过多为c s 结构的，对于管理员不 在岗时非常不方便，m i c r o s o f ti s as e r v e r 本身也可以做一些查询和统计等工作，但同样 对于网管来说有不便之处，做成b s 结构后的上网行为分析系统就很好的解决了该问题， 使得网管只要在有i n t e r n e t 的地方，就能进行监管该系统，非常人性化且紧跟时代的步 伐。b s 的系统也是今后的m i s 系统的一个主流趋势。 企事业单位一般都有其内部的局域网，且其服务器是安装m i c r o s o f ti s as e r v e r 作 为网关，该项目就是根据i s a 所产生的日志进行研究分析。这个项目分两期，第一期主 要做部门、员工管理、网络日志查询和i s as e r v e r 整体运行情况分析，第二期是网络 实时监控、查看邮件收发记录。本次由我单独完成第一期的工作。 1 2m i c r o s o f tf s as e r v e r 简介 m i c r o s o f ti s as e r v e r 是目前唯一在w i n d o w ss e r v e r 平台上同时具有防火墙与w e b 缓存的服务器软件。它是专为解决使用i n t e r n e t 企业安全的需求而设计，提供了多层次 的企业级防火墙，并结合m i c r o s o f ti s as e r v e r 专用的防毒软件，在企业的i n t e m e t 推 出的第一道关卡，保护网络资源，以避免病毒、黑客和未获授权的访问。同时加快公司 内部对内部与外部网络的访问速度，节省i n t e r a c t 网络带宽，并向用户提供更快的w e b 访问速度，同时对i n t e m e t 资源进行管理。 第一章绪论 i s as e r v e r 是一个可扩展的企业防火墙和w e b 缓存服务器，可与w i n d o w s 集成， 为互联网实现基于策略的安全、方便管理。i s as e r v e r 可提供两个紧密集成的模式：多 层防火墙和高性能w e b 缓存服务器。防火墙不但提供在数据包、电路和应用程序层的 筛选，还提供状态检查( 用以检查跨越防火墙的数据) 、控制访问策略以及通信的路由。 缓存可通过存储时常请求的w e b 内容，改善网络性能和用户的经验。i s as e r v e r 可增 强网络安全性，实施一致的i n t e r n e t 使用策略，加速i n t e m e t 访问，并最大限度地提高 各种规模公司的员工办公效率。 1 3 本文所做的主要工作 本文主要做了以下工作： ( 1 ) 分析了w e b 应用原理和技术，为动态网站系统分析和设计做好支撑性工作。 ( 2 ) 构建了基于w e b 的开发环境。这部分工作包括建立数据库服务器，即安装s q l s e r v e r 2 0 0 0 并对其进行配置；安装v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 3 ，对i i s 6 0 进行配置等。 ( 3 ) 对w e b 系统开发的结构模式进行了分析，主要对c s 结构和b s 结构进行了 研究。 ( 4 ) 对动态w e b 开发技术和开发工作进行了分析和比较。目前开发动态w e b 主 要有两种产品体系可供选择，一种是微软公司n e t 平台体系，一种是s u n 公司j 2 e e 平台体系。本系统的开发选择了微软公司n e t 平台体系。本文深入分析了。n e t 平台的 结构和技术，并对以上两种产品体系的技术应用进行了对比。 ( 5 ) 实现系统数据库的设计。按需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个 阶段的设计内容，完成数据库的设计任务。 ( 6 ) 利用v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 3 开发系统应用程序。实现部门管理、网络日志查 询和i s as e v e r 整体运行分析等所需的功能。 ( 7 ) 总结了系统的运行稳定、操作简单、数据维护方便和安全性高等优点，和系 统辅助功能不够完善等一些缺点。 2 长安大学硕士学位论文 第二章w e b 开发技术 随着i n t e m e t 的发展，w e b 应用开发技术不断更新，在应用需求的驱动下，基于 w e b 开发的i n t e m e t 应用已经成为主流的解决方案。下面，来谈谈w e b 原理与技术、 w e b 的体系结构及动态w e b 开发平台。 2 1w e b 原理与技术 w e b 是基于i n t e m e t 的一种应用和服务，i n t e r n e t 的实现是基于t c p i p 协议簇的实 现形成一种四层模型的t c p i p 网络体系结构。每一层只同相邻的上层和下层通信，因 此发送的数据向下通过每一层，接收的数据向上通过每一层。 t c p i p 模型的四层从上往下分别是：应用层，传输层，网络层，网络接口层。应用 层协议规定了应用程序使用互联网的细节。传输层主要为不同主机上的应用程序提供端 到端的可靠数据传输。网络层协议规定了包格式以及从源计算机通过路由器到目标计算 机的包转发机制。网络接口层规定了将数据组织成帧以及在网络中传输帧的机制。网络 接口层之下就是物理硬件。 其中，w e b 应用程序属于应用层范畴，属于应用层的协议主要有h t t p 、f t p 、s m t p 等，w e b 服务器与浏览器交互时以h t t p 协议作为数据传送基础。 w e b 的实现主要依赖于三个机制：一是资源定位机制，如切 也：二是通信机制， 如h 订p 协议；三是信息显示机制，如h t m l 1 1 。 2 1 1w e b 相关概念 w e b 工作过程就是通信，通信双方为客户机和服务器。客户机和服务器的概念具有 双重含义，一方面，客户机指发出访问请求并接受应答的应用程序，该应用程序习惯上 被称为浏览器，服务器指接收访问请求并传回应答的应用程序；另方面，在实际应用 中，客户机也指发出访问请求并接受应答的本地计算机，服务器也指接收访问请求并传 回应答的计算机。w e b 既可基于i n t e r n e t 这样的广域网，也可基于i n t r a n e t 这样的局域网。 浏览器以u r l ( u n i f o r mr e s o u r c el o c a t o r ，统一资源定位器) 的形式向服务器发出 w e b 页面请求，d n s ( 域名系统) 服务器将u r l 中的符号地址解析为p 地址中可直接 在浏览器中应用的p 地址。然后连接请求被发送到p 地址中指定的服务器的机器地址， 于是服务器与客户机之间建立起可靠的t c p 连接，应用程序使用这一连接发送和接受 数据，t c p 协议确保浏览器的请求和服务器的响应能正确地发送给对方， h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s g e rp r o t o c o l ，超文本传输协议) 协议则确保客户机和服务器能够正 3 第二章w e b 开发技术 确理解对方传送的数据，h t i p 协议定义了浏览器发送到服务器的请求消息格式和服务 器返回的应答消息格式，服务器根据u r l 所请求的路径和文件，提取或产生出所请求 的页面，并传送回客户机，浏览器接收到服务器传来的页面文件后对它解释并在屏幕上 显示出来。 在w e b 应用中，涉及到h t t p 客户程序、w e b 浏览器、服务器端应用程序三种程 序。典型的h t t p 客户程序是w e b 浏览器，如i e 。w e b 服务器是连接客户程序与服务 器端应用程序的桥梁( 如微软的 i s ) ，w e b 服务器将客户程序的请求给服务器端应用程 序，再将服务器端应用程序生成的结果传送回客户程序【。服务器端应用程序主要由用 户开发，它接受w e b 服务器传递来的参数信息，并将处理结果返回给服务器，如图2 1 所示。 a d o h e r ， 殿务器端应用程序 吲纛喜 a s p n e t 页面 组 ij s p 页i $ l 件 一一，一j 烈借辟 r i 以雕基县 ll 图2 1 服务器端应用程序 2 1 2w e b 特性 w e b 是一种客户服务器体系的分布式超媒体系统。客户和服务器指作为通信双方 的两个应用程序，客户主动地请求通信，服务器被动地等待通信【2 】。在w e b 中，客户一 服务器体系表现为客户向服务器发送请求，服务器向客户返回应答。 w e b 是分布式的，主要特征：多处理单元，即分布式硬件+ 分布式控制。处理单元 的故障独立性，处理单元个体的故障不会导致整个系统的故障。硬件互连，资源共享。 w e b 中将文档以超媒体( h y p e r m e d i a ) 的形式组织起来，形成一种非线形的文档组 织，具体而言，信息被组织在一系列离散的结点中，结点信息可以是文本、图像、视频、 音频等多种文档格式的组合，结点之间通过链接联系起来，沿着链接可以从一个结点到 达另一个结点，从而形成一种有层次的网状的信息结构。 从客户的角度看，w e b 是w e b 页面的集合。w e b 页面一般采用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) 描述超媒体信息的文本格式文件，h t m l 使用标记将 信息组织成结构化的形式，这种形式是操作系统和应用平台无关的。客户端浏览器能够 4 长安大学硕士学位论文 按照h t m l 语法解析h t m l 文件，并将解析结果输出到可视化界面实现w e b 与用户的 交互。一种较新的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) 文档也可以描述 w e b 数据。h t m l 与x m l 的区别在于，h t m l 只能显示w e b 数据，但并不包含w e b 的逻辑结构信息；x m l 不仅能标记w e b 数据，而且可以通过标记展示出数据的层次结 构。 实际上，h t m l 是国际标准化组织制订的一种通用标记语言s g m l ( s t a n d a r d g e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ，标准通用标记语言) 的一个应用程序，x m l 是对s g m l 进行简化后形成的一个s g m l 子集。s g m l 和x m l 都是一种可用来定义其他语言的元 语言。w 3 c 组织已经采用x m l 对h t m l 进行了重新定义，形成了比h t m l 更为严密 的x h t m l 。但目前，h t m l 仍然是w e b 页面显示的主流规范。 2 1 3 静态w e b 与动态w e b 从不同的角度看待w e b ，可以有多种分类方式。从w e b 页面的生成时间的角度， 可把w e b 分成两种：静态w e b 页面与动态w e b 页面。 ( 1 ) 动静态w e b 概念 静态w e b 页面是在创建页面时就已经确定了全部内容，即在客户访问之前该页面 就已生成，并存储在服务器的文件系统中，浏览器访问静态w e b 页面时，服务器读取 该页面文件，并将其副本送回浏览器，浏览器解释并显示出该页面。过程如图2 2 所示。 赫善h 陶2 2 势番w e b 有两种产生动态w e b 页面的技术：服务器端动态w e b 页面和客户端动态w e b 页面。 服务器端动态w e b 页面是服务器接收到页面请求后，服务器端应用程序实时生成 所请求页面，并返回给客户。因此，不同客户在不同时刻访问服务器，可能得到不同的 w e b 页面，过程如图2 3 所示。 5 第二章w e b 开发技术 w 曲鞭务纂 i 2 霞纯拯夸吏= 体 3 ) 锹线搬朗露 ( d i w r l p 游求i洲 缓永狮陪纯强弱 缮飘露 髓2 3 殿貉器端动态w e b 客户端动态w e b 页面与服务器端动态页面的区别在于，采用客户端动态w e b 页面 技术的服务器端，不采用应用程序来实时生成w e b 页面，而是将指令或指令与h t m l 流的混合，返回给客户端浏览器，然后浏览器将返回的指令转换为h t m l 。当采用客户 端动态w e b 时，由客户端而不是服务器来解释代码，而是客户端代码可能不安全的， 并且通过浏览器可以查看到源代码。因此，服务器端动态w e b 具有明显的优势。如果 不加说明，本文所指的动态w e b 一般指服务器端动态w e b 。 ( 2 ) w e b 交互性 从客户的角度看，w e b 是一种交互式系统。w e b 交互性的双方分别是信息的生产者 和消费者。可以把w e b 交互性描述为两个层次：第一层次的反应，第二层次的反馈。 作为第一层次的反应，信息消费者可以选择信息生产者提供的信息，即控制信息集 合中的信息呈现顺序。用y 表示消费者当前看到的信息，用x 表示信息生产者提供的 信息集合，则反应可以表示为：y - x “x l ，x 2 x n 。 作为第二层次的反馈，信息生产者也参与到信息的生产，信息的内容是信息生产者 输入的函数。用y 表示消费者当前看到的信息，用x 表示信息消费者的输入，f 表示输 入到输出的映射关系，单向反馈可以表示为：y - - f ，如w e b 的查询功能就是这种情况。 某些情况下，反馈是双向的，w e b 交互性的双方为生产者和消费者，消费者的输入也是 生产者所提供信息的一种映射，如论坛网站。 2 2w e b 的体系结构 动态w e b 是基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的应用系统，都是基于“b s 和“c s ”的 两大主流模式，下面主要讨论一下这两种架构。 6 长安大学硕士学位论文 i用户界面层 l服务器 l数据处理 jl 1r i数据管理层 i 用户界面层( c l i e n t ) i 表示与部分业务逻辑 图2 4 两层体系结构 2 2 1 c s 结构 c s 结构，即c li e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构。此结构把数据库内容放在 远程的服务器上，而在客户机上安装相应软件。c s 软件一般采用两层结构，其分布结 构如图2 - 4 所示。它由两部分构成：前端是客户机，即用户界面( c l i e n t ) 结合了表示层 与业务逻辑层，接受用户的请求，并向数据库服务提出请求，通常是一个p c 机；后端 是服务器，即数据管理( s e r v e r ) 层将数据提交给客户端，客户端将数据进行计算并将结 果呈现给用户。还要提供完善的安全保护及对数据的完整性处理等操作，并允许多个客 户同时访问同一个数据库。在这种结构中，服务器的硬件必须具有足够的处理能力，才 能满足各客户的要求。 2 2 2 b s 结构及特点 b s 结构，即b r o w s e r s e w , e r ( 浏览器服务器) 结构，采用三层客户服务器结构，在数 据管理层( s e r v e r ) 和用户界面层( c l i e n t ) 增加了一层结构，称为中间件( m i d d l e w a r e ) ，使 整个体系结构成为三层。三层结构是伴随着中间件技术的成熟而兴起的，核心概念是利 用中间件将应用层分为表示层、业务逻辑层和数据存储层三个不同的处理层次，如图2 5 所示。客户显示层是为客户提供应用服务的图形界面，有助于用户理解和高效的定位应 用服务。业务逻辑层位于显示层和数据层之间，作为构造三层结构应用系统的基础平台， 专门为实现企业的业务逻辑提供了一个明确的层次，主要提供了以下功能：客户机与服 务器、服务器与服务器间的连接和通信；实现应用与数据库的高效连接。数据层是三层 模式中最底层，它用来定义、维护、访问和更新数据并管理和满足应用服务对数据的请 求。这种三层结构在层与层之间相互独立，任何一层的改变不会影响其它层的功能【5 】。 7 第二章w e b 开发技术 i用户界面层 客户机 i表示层：用于界面引导接受用户输入，并向 l应用服务器发送服务请求显示处理结果 fl | 中间苎 i应用服务器 i业务逻辑层：执行业务逻辑。向数据库发送请求 fl 数据管理层 致据库服务嚣 致据存储层t 执行数据逻辑，运行s q l 存储过程 圜2 - 5_ - - 层体系结构 b s 中间层的通信是基于i n t e r n e t 的需求而出现并发展的。它采用诸如t c p i p 、 h t t p 、s m t p 和h t m l 等i n t e r n e t 技术和标准，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务 器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。而其余 如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成、对数据库的访问和应用程序的执行等 工作全部由w e bs e r v e r 完成执行的结果是生成w e b 页面，该页面是由上一层定义的，它的 具体数据来自中间层处理的结果。随着w i n d o w s 将浏览器技术植入操作系统内部，这种 结构已成为当今应用软件的首选体系结构。显然b s 结构应用程序相对于传统的c s 结构 应用程序是一个非常大的进步。以下是b s 结构的特点： ( 1 ) 、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，b s 架构的 产品明显体现着更为方便的特性。对一个稍微大一点企事单位来说，系统管理人员如果 需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但b s 架构的 软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。 无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操 作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、 升级和共享。所以客户机越来越“瘦 ，而服务器越来越“胖是将来信息化发展的主 流方向( 客户端只实现图形用户界面，其余的部分在服务器上完成叫瘦客户端，胖服务 器端) 。今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人 力、物力、时间、费用的节省是显而易见的，惊人的。因此，维护和升级革命的方式是 “瘦客户机，“胖服务器。 ( 2 ) 成本降低，选择更多。大家都知道w i n d o w s 在桌面电脑上几乎一统天下，浏览 器成为了标准配置，但在服务器操作系统上w i n d o w s 并不是处于绝对的统治地位。现 在的趋势是凡使用b s 架构的应用管理软件，只需安装在l i n u x 服务器上即可，而且安 长安大学硕士学位论文 全性高。所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用那种操作系统都可以让大部分 人使用w i n d o w s 作为桌面操作系统电脑不受影响，这就使的最流行免费的l i n u x 操作系 统快速发展起来，l i n u x 除了操作系统是免费的以外，连数据库也是免费的，这种选择 非常盛行。 比如说很多人每天上“新浪”网，只要安装了浏览器就可以了，并不需要了解“新 浪的服务器用的是什么操作系统，而事实上大部分网站确实没有使用w i n d o w s 操作系 统，但用户的电脑本身安装的大部分是w i n d o w s 操作系统。 2 3 动态w e b 开发平台 2 3 1j 2 e e 平台 ( 1 ) j 2 e e 平台结构 j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司推出的并得到广泛支持的企业 级服务端开发规范，遵照这一规范，各软件厂商开发的相应支撑软件形成了一个系统性 的分布式开发支撑框架，即j 2 e e 平台，它将技术、模式、产品有机结合在一起。 跨平台支持：j 2 e e 的基础是j a v a2 平台标准版，继承了j a v a “一次编写，处处运 行纾的特性，不依赖于特定的操作系统和中间件，支持异构环境。 多层次基于组件的体系结构。把应用逻辑分成多个层次，典型的四层j 2 e e 体系结 构分为客户端层、w e b 层、业务逻辑层和企业信息系统层，如图2 - 6 所示。w e b 层和业 务逻辑层也被合称为j 2 e e 服务器。每个层次支持相应的服务器和组件，组件是定义功 能的软件单元，容器是组件的运行环境，组件在服务器的组件容器中运行( 如s e r v l e t 组件在s e r v l e t 容器上运行，e j b 组件在e j b 容器上运行) ，容器间通过相关的协议进行 通讯，实现组件间的相互调用。组件、容器的使用可以帮助提高开发效率和复用程度。 j 2 e e 是一个完整的体系，j s p 和s e r v l e t 提供w e b 层技术，e j b 提供业务层技术， 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 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 m s ( j a v a m e s s a g i n gs e r v i c e ) 、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 ) 等提供访问e j b 组件和企业信息 系统层的技术。e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 是j 2 e e 的核心部分。e j b 是一个定义服务 器组件系统的技术规范，因此也就提供了一个实施分布式开发的框架。e j b 规范定义了 e j b 容器之间的交互机制，e j - b 组件实现业务服务，e j b 容器则提供目录服务、安全、 资源管理、生命周期管理、容错管理等复杂任务的服务。e j b 容器运行在e j b 服务器中， e j b 服务器是支持e j b 结构的操作环境，e j b 规范定义了e j b 容器和e j b 服务器的标 准模型，各软件厂商可开发实现该模型的各种e j b 服务器产品【1 6 1 。 9 第二章w e b 开发技术 客户层) 客户端机器 w e b 业务 j 2 e e 服务器 丐翡斟数据库服务器 图2 - 6j 2 e e 的多层体系结构 ( 2 ) j s p 技术 j s p ( j a v as e r v e rp a g e ) 技术是j 2 e e 的一个重要组成部分，是一种服务器端动态w e b 页面开发技术。 j s p 是针对j a v as e r v l e t 改进而来。s e r v l e t 也是服务器端程序，由纯粹的j a v a 代码 构成，可根据客户端h t t p 请求输出相应h t m l 文本，但s e r v l e t 不能分离页面显示和 业务逻辑，不易开发和维护。j s p 支持在h t m i x m l 标记中混合使用j a v a 代码，j s p 可与j 2 e e 分层的体系结构思想保持一致，支持表示与逻辑的分离，j s p 负责页面显示， s e r v l e t 程序、j a v a b e a n s 组件、e j b 组件完成业务功能。 当客户端浏览器请求j s p 页面时，如果首次请求，服务器调用j s p 引擎将所请求的 j s p 页面转换成s e r v l e t 程序，然后被编译成一种类文件( c l a s s ) ，s e r v l e t 类文件驻留在 服务器内存，这以后由内存中s e r v l e t 类处理对相应j s p 页面的请求，这样以后调用该 页面时间很快。s e r v l e t 类是一种字节码，由操作系统上的j a v a 虚拟机( j a v av i r t u a l m a c h i n ej v m ) 解释执行，转换为h t m l ，h t m l 数据流被返回给客户端，服务器端源代 码对客户端是不可见的。另外，j s p 程序在部署到服务器之前也可先经过预编译，转换 成s e r v l e t 类文件，这样可以加快服务器上j s p 页面对请求的响应。 因为j a v a 的编译代码是一种字节代码，可以在大多数操作系统上运行而不需要重新 编译，在运行时由操作系统上的j a v a 虚拟机来解释执行，这样，j s p 页面经过一次编译 即可在不同平台上运行，从而实现了跨操作平台。 1 0 长安大学硕士学位论文 2 3 ，2n e t 框架 ( 1 ) n e tf r a m e w o r k 简介 m i c r o s o f t n e t 给开发人员带来了一种全新的开发框架一。n e t 框架( n e t f r a m e w o r k ) 。在n e tf r a m e w o r k 发布之前，程序是以w i n 3 2a p i 及c o m 对象为接口， a s p 网页则是以a s p ，d l l 所提供的对象为接口，但n e tf r a m e w o r k 发布之后，不管是 程序还是网页都是以n e t f r a m e w o r k 所提供的类库为接口，如图2 。7 所示。 图2 - 7 n e tf r a m e w o r k 发布前后程序接口的比较 n e t 开发平台使得开发人员创建运行在i i sw e b 服务器上的应用程序更容易，同 时创建稳定、可靠而又安全的w i n d o w s 桌面应用程序也更快捷。n e t 框架包含了在 操作系统上进行软件开发的所有层。它是微软或其他平台上的显示技术、组件技术和数 据技术实现高度集成。n e t 框架主要由以下四部分构成： c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，通用语言运行环境) f c l ( f r a m ew o r kc l a s sl i b r a r y ，框架类库) c l s ( c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n ，公用语言规范) v i s u a ls t u d i o n e t 详细的，n e t 框架体系结构如图2 - 8 所示。从图中我们可以直观地了解n e t 框架 的主要组成部分：通用语言运行环境( c u 己) 和一组公用层次类库。所有在n e t 开发 平台上创建的应用程序运行都需要运行这两个核心块。 第二章w e b 开发技术 回圈回国 c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i 训 l 图2 8 n e t 框架体系结构 ( 1 ) 公共语言运行库的功能 公共语言运行库管理内存、线程执行、代码执行、代码安全验证、编译以及其他系 统服务。这些功能是在公共语言运行库上运行的托管代码所固有的。 至于安全性，取决于包括托管组件的来源在内的一些因素，托管组件被赋予不同程度的 信任。这意味着即使在同一活动应用程序中，托管组件既可能能够执行文件访问操作、 注册表访问操作或其它须小心使用的功能，也可能不能够执行这些功能。 运行库强制实施代码访问安全。例如，用户可以相信嵌入在w e b 页中的可执行文 件能够在屏幕上播放动画或唱歌，但不能访问他们的个人数据、文件系统或网络。这样， 运行库的安全性功能就使通过i n t e r n e t 部署的合法软件有特别丰富的功能。 运行库还通过实现称为通用类型系统( c t s ) 的严格验证和代码验证基础结构来加 强代码可靠性。c t s 确保所有托管代码都是可以自我描述的。各种m i c r o s o f t 和第三方 语言编译器生成符合c t s 的托管代码。这意味着托管代码可在严格实施类型保真和类 型安全的同时使用其他托管类型和实例。 此外，运行库的托管环境还消除了许多常见的软件问题。例如，运行库自动处理对 象布局管理对对象的引用，在不再使用它们时将它们释放。这种自动内存管理解决了两 个最常见的应用程序错误：内存泄露和无效内存引用。 运行库还提高了开发人员的工作效率。例如，程序员可以用他们选择的开发语言编 写应用程序，却仍能充分利用其他开发人员用其他语言编写的运行库、类库和组件。任 何选择以运行库为目标的编译器供应商都可以这样做。以n e t f r a m e w o r k 为目标的语言 编译器使得用该语言编写的现有代码可以使用n e tf r a m e w o r k 的功能，这大大减轻了现 有应用程序的迁移过程的工作负担。 尽管运行库是为未来的软件设计的，但是它也支持现在和以前的软件。托管和非托 1 2 弓 liil、lill砒 长安大学硕士学位论文 管代码之间的互操作性使开发人员能够继续使用所需的c o m 组件和d l l 。 运行库旨在增强性能。尽管公共语言运行库提供许多标准运行库服务，但是它从不 解释托管代码。一种称为实时o r r ) 编译的功能使所有托管代码能够以它在其上执行的系 统的本机语言运行。同时，内存管理器排除了出现零碎内存的可能性，并增大了内存引 用区域以进一步提高性能。 最后，运行库可以由高性能的服务器端应用程序( 如m i c r o s o f ts q ls e r v e r 和i n t e m e t 信息服务) 承载。此基础结构使用户在享受支持运行库宿主的行业最佳企业服务器的优 越性能的同时，能够使用托管代码编写业务逻辑。 ( 2 ) n e tf r a m e w o r k 类库 n e tf r a m e w o r k 类库是一个与语言运行库紧密集成的可重用的类型集合。该类库是 面向对象的，并提供用户自己的托管代码可从中导出功能的类型。这不但使n e t f r a m e w o r k 类型易于使用，而且还减少了学习n e tf r a m e w o r k 的新功能所需要的时间。 此外，第三方组件可与n e tf r a m e w o r k 中的类无缝集成。 例如，n e t f r a m e w o r k 集合类能实现一组可用于开发用户自己的集合类的接口。用户的 集合类将与n e tf r a m e w o r k 中的类无缝的混合。 正如我们面向对象的类库所希望的那样，n e tf r a m e w o r k 类型使用户能够完成一系 列常见编程任务。除这些常见任务之外，类库还包括支持多种专用开发方案的类型。例 如，可使用n e tf r a m e w o r k 开发下列类型的应用程序和服务： ( 1 ) 控制台应用程序。 ( 2 ) w m o w $ g 叭应用程序。 ( 3 ) a s p n e t 应用程序。 ( 4 ) x m lw 曲s e r v i c e s 。 ( 5 ) w i n d o w s 服务。 w i n d o w s 窗体类是一组综合性的可重用的类型，它们大大简化了w i n d o w sg u i 的开发。 如果要编写a s p n e tw e b 窗体应用程序，可使用w e b 窗体类。 ( 2 ) n e t 开发工具- - c # 2 0 0 2 年2 月，微软发布了v i s u a ls t u d i o n e t ( 简称v s n e t ) 的最终版本，这是微 软极力推荐的创建n e t 应用程序的软件开发工具集。作为微软的下一代开发工具，它 和n e t 开发框架紧密结合，遵循n e tf r a m e w o r k ，利用通用语言运行环境和公用层次 类库提供加速开发过程的高效工具。v s n e t 主要用于开发企业规模的w e b 应用程序 1 3 第二章w e b 开发技术 以及高性能的桌面应用程序。 n e tf r a m e w o r k 支持三种主要的程序语法：v b 、c 椒其前身c + + ) 和j a v as c r i p t 。 微软公司创造了v i s u a lc 释n e t ( 简称c 萍，读作cs h a r p ) 作为n e tf r a m e w o r k 的主力 开发语言，这是由c 的特点决定的。 1 功能性和高效性 c 存是m i c r o s o f t 公司为推行n e t 战略而发布的一种全新的编程语言，它的前身是 c + + 语言。在过去的2 0 年中，c + + - - 直是开发商品化软件时使用最广泛的语言。这种 语言给开发人员提供了大量灵活的进行底层控制的能力，但这种灵活性是以开发的效率 为代价的。比如指针操作引起的不安全因素，内存回收需要程序员介入等，使得用c _ h 开发软件的困难程度比其他语言要高得多。由于与生俱来的复杂性和漫长的开发周期， 开发人员都期望有新的、更好的开发语言，这种新的语言应能在功能灵活性和开发效率 上提供更好的平衡。于是出现了融g 阡的强大和v i s u a lb a s i c 的简易于一体的c 语 j l 口口 2 包容不断涌现的w e b 编程标准 在目前国际互联网应用日益广泛的情况下，越来越多的解决方案需要使用不断涌现 的w e b 标准