（计算机应用技术专业论文）电信自助服务系统的设计和实现.pdf

摘要 伴随着科技进步和经济全球化，电信行业在服务内容、服务方式、 服务质量上面临着日益加剧的竞争和严峻的挑战。在此背景下，电信 自助服务系统已成为各大电信运营商在激烈的市场竞争中迎接挑战 和竞争的法宝之一。本论文的研究主要集中在电信自助服务系统的设 计和实现上，介绍了一种基于三层c l i e n t s e r v e r 结构的电信自助服务 系统的研究和设计方法。 首先，本文在介绍国内外电信自助服务系统使用情况的基础上， 探讨了系统设计的意义和目的，并分析了系统设计的要点和所应用到 的关键技术；然后本文从系统设计目标、整体结构、业务逻辑处理系 统、自助终端管理、自助服务终端等方面详细介绍了系统的总体设计； 同时又进一步从系统数据库的设计、业务逻辑处理的实现、自助服务 终端功能的实现等方面阐述了系统的具体实现方法；最后叙述了该系 统的实际应用情况，指出了该系统的不足之处，并提出了今后的改进 思路，同时展望了自助服务系统的发展前景。 电信自助服务系统已经在湖南联通、江西移动等地进行了实际应 用，有效地缓解了电信行业的服务压力，提高了服务质量，同时对于 其他行业自助服务系统的实现具有一定的参考价值。 关键词：自助服务，c l i e n t s e r v e r ，套接字，电信 a b s t r a c t w i t i is c i e n t i f i ca n d t e c h n o l o g i c a l p r o g r e s s a n de c o n o m i c g l o b a l i z a t i o n ，t h et e l e c o m m u n i c a t i o nt r a d ef a c e ss e v e r ec h a l l e n g ea n d c o m p e t i t i o n0 1 1s e r v i c ec o n t e n t , s e r v i c em e t h o da n ds e r v i c eq u a l i t y ，w h i c h i sb e i n ga g g r a v a t e dd a yb yd a y u n d e rt h i sb a c k g r o u n d , t h es e l f - s e r v i c e s y s t e mh a sa l r e a d yb e c o m eo n eo ft h em a g i cw e a p o n sf o rv i c t o r yi nt h e m a r k e tf u l lo ff i e r c e c h a l l e n g e a n d c o m p e t i t i o na m o n gl a r g e t e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r s t h er e s e a r c ho ft h i st h e s i sc o n c e n t r a t e so n t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft e l e c o m m u n i c a t i o ns e l o s e r v i c es y s t e m ( t s s ) ar e s e a r c ha n dd e s i g nm e t h o do ft s si sp r o p o s e db a s e do n t h r e e l a y e rc l i e n t s e r v e rm o d e l f i r s to fa l l ，b a s e do nt h ei n t r o d u c t i o no fs e l f - s e r v i c es y s t e mu s e di n t e l e c o m m u n i c a t i o n st r a d ei ni n t e r n a t i o n a la n dd o m e s t i ca tp r e s e n t , t h e a r t i c l ed i s c u s s e sf e a s i b i l i t ya n dm e a n i n go fd e v e l o p i n gt h i sk i n do ft s s ； t h ek e yo fd e s i g n i n gt s sa n dt h ec r i t i c a lt e c h n o l o g i e sw i l lb ea p p l i e da r e e x p o u n d e d s e c o n d l y , t h ea r t i c l ei n t r o d u c e st h es y s t e md e s i g no ft s s f r o mm a n ya s p e c t ss u c ha st h ei n t e n t i o no fd e s i g n , s t r u c t u r eo fs y s t e m ， s u b s y s t e m o fb u s i n e s s l o g i c a lt r a n s a c t i o n , s u b s y s t e mo ft e r m i n a l m a n a g e m e n ta n ds e l f - s e r v i c et e r m i n a le t c t h e nt h es p e c i f i cm e t h o d so f r e a l i z i n gt h i sl 【i n do f t s sa r em e n t i o n e db ye x p l a i n i n gt h ed e s i g no f s y s t e md a t a b a s e ，b yi m p l e m e n t i n go fb u s i n e s sl o g i c a lt r a n s a c t i o na n d f u n c t i o no fs e l f - s e r v i c et e r m i n a le t c f i n a l l y , t h ea r t i c l ed e s c r i b e st h er e a l a p p l i c a t i o ns i t u a t i o no ft s s ，p o i n t so u tt h es h o r t c u to fs y s t e m t h ew a y o fi m p r o v i n go ni ta n dt h el o n gt e r mp o t e n t i a lo fs y s t e ma r ea l s o m e n t i o n e d t h i sk i n do ft s sh a sg o tp r a c t i c a la p p l i c a t i o ni ns u c hp l a c e sa s h u n a nu n i c o ma n d j i a n g x im o b i l e ，w h i c h h a sa l l e v i a t e dt h e t e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ep r e s s u r ee f f e c t i v e l y ，a n di m p r o v e dt h es e r v i c e q u a l i t ye v i d e n t l y b e s i d e s ，t h i st h e s i sh a sc e r t a i nr e f e r e n c ev a l u et ot h e r e a l i z a t i o no f t h es e l f - s e r v i c ep l a t f o r mo f o t h e rt r a d e s k e y w o r d s ：s e l f - s e r v i c e ，c l i e n t s e r v e r , s o c k e t ，t e l e c o m m u n i c a t i o n i 原创性声明 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及取得的 研究成果。尽我所知，除了论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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学 位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文 中作了明确的说明。 作者签名：么霾日期：堕年珀旦日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位 论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部 门规定送交学位论文。 作者签名：导师签名：窆垒受日期：三! 羔年! 月日 硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 伴随着科技进步和经济全球化，电信行业在不断发展与变革中已成为全球增 长最快、市场潜力最大的一个产业。国际、国内形势都对公众电信运营企业的服 务内容、服务方式、服务质量、经营管理以及服务意识，提出了严峻的挑战。电 信自助服务系统已成为各大电信运营商在激烈的市场竞争中迎接挑战和竞争的 法宝之一。由于该系统每天要同时处理众多自助终端提出的业务请求，并要在异 构系统之间工作，且系统必须能满足电信运营商未来业务发展的需要，应具备相 当的灵活性和可扩充性。在最大限度满足客户的需求，应用成熟的先进技术，提 高系统的运行性能，降低维护成本的前提下，本文提出了电信自助服务系统的设 计。 1 1 研究背景 1 1 1 自助行业发展概况 自助服务是指以交互作用的方式向客户提供使用现金或磁卡、i c 卡等自主 付款方式获取所需服务为基本特征，以方便、安全、高效和高科技含量而有别于 传统服务行业的一个全新的服务领域。它是集光、机、电、防伪识别、数字加密、 智能软件等技术于一体的高科技智能化产品，是人类社会发展和进步到一定阶段 的必然产物它改变了交易的模式，能够让客户更多的参与到交易或交流中来， 增强了交互性和自主性。 随着自助服务中关键的金融货币识别技术及应用设备经历了从硬币到信用 卡，从单一面额纸币到多种面额纸币，从机械化、电子化到模糊化、智能化的发 展过程，t l 助服务技术和设备不断创新，应用越来越普及。目前，自助服务设备 的总价值已在3 0 0 0 亿美元以上。比如，美国平均每3 0 人就拥有一台自助服务设 备，总量达到7 2 0 多万台；而日本平均每2 2 人就有一台，总量达到6 0 0 多万台， 欧洲平均每6 0 人有一台，总量有5 0 0 多万台。 自助服务设备可广泛应用于银行、交通、商业、旅游娱乐等许多领域。在美 国，主要从事金融货币识别应用系统的n c r 公司1 9 9 8 年的零售业的工业收入达 到了1 4 1 9 亿美元，金融机具的工业收入达到2 8 8 6 亿美元，截止到这一年，共 售出了a t m 机多达7 0 万台，产值为2 8 0 亿美元。a r a m a r k 公司在世界各地摆放 了6 万多台自助售货机，一年可提供1 0 亿杯咖啡，4 亿杯苏打水，2 亿份快餐。 硕士学位论文第一章绪论 纽约地铁为提高自助服务水平，一次性就订购了自助售票机多达1 5 8 9 台，折合 3 3 4 0 万美元之多。美国现有人口2 亿多，人均持多类i c 卡6 张，有4 0 的卡是 进行充值后重新使用的，因此自助充值设备随处可见在欧洲，正是因为自助服 务设备的普及，欧盟委员会还专门修改欧元的设计，以利于机器准确识别。自助 服务给千百万人提供了就业机会，自助服务给无数商家带来了巨大的经济效益， 自助服务给人民大众创造了便利的生活。 自助设备在我国起步较晚，但应用发展很快。1 9 9 9 年以来，全国各类银行 使用的a t m 机已达到三万七干多台，这也是目前国内唯一使用较为广泛的自助服 务系统；在上海、广州地铁出现了i c 卡自助式售票机；上海浦东国际机场出现 了机场建设费自助售检系统；全国各地已出现了三万多台的自动售货机；在广州 市区出现了电话费自助缴费等等。可以说我国的各行各业已初步认识到了金融货 币智能识别应用系统的市场价值和它的自身服务价值，已经为进一步的推广使用 打下了良好的基础。但到目前为止，国内从事该领域研究开发的人员不多，相关 的技术研究还有待于进一步深入，自助设备的价格高居不下，规模效益和进一步 的市场开拓受到很大的制约。 目前，自助服务已是方兴未艾。服务已经逐渐深入到现代人的生活习惯中来， 金融超市、自助银行、网上银行、电话银行、刷卡消费等自助金融服务模式很大 程度上拓展了银行窗口服务的模式。同时也深深影响了消费者的消费习惯和生活 方式。但是这些产品基本上停留在单机层面上，软硬件没有平台化，无法为使用 方提供一个信息化的管理方案，使产品无法适应快速发展的需求，因此基于国内 外这样的现状，开发一个具有自主知识产权的、网络化、交互式的、信息化程度 较高的智能自助服务系统已经势在必行。 1 1 2 电信行业自助服务应用概况 自助服务系统是社会共享信息资源的重要环节，随着“数字地球”概念的 兴起，强大的计算机网络和形形色色的信息系统给人类的生活带来了全新的变 革，人们不断享受着这些技术变化带来的社会进步和社会文明。社会的进步和发 展一方面把人民从繁重的重复劳动中解脱出来，另一方面又对服务在空间上和时 间上都提出了更高的要求。例如，通信工具的发展和普及，对无时限、随处见的 缴费、充值、购卡、咨询的自助服务系统的需求就增大；城市化进程的加快和社 区文明建设的需要，不仅要严格控制人工摆摊设点带来的无序局面，同时又要充 分考虑到人民群众的日常生活的便利；交通和商业的发展，以往供求关系紧张的 局面将成历史，人们对服务的要求越来越高和各行各业从市场竞争的角度考虑， 都会加大投资力度，建设更多能够深入到各个角落的自助服务网点。因此，自助 硕士学位论文 第一章绪论 服务系统的建设已经成为信息化社会必不可少的组成部分。 目前，自助服务设备在我国的投入和使用起步不久，市场潜力巨大。中国电 信业作为国家的支柱产业，在近几年得到了迅猛的发展，用户数量迅速增长。据 统计，2 0 0 0 年至2 0 0 2 年，我国移动电话用户分别新增4 1 9 7 万户、5 9 5 5 万户和 6 1 3 9 万户去年，我国新增移动电话用户数达到6 2 7 0 万，是近年来新增用户最 多的一年。在日益激烈的市场竞争环境中，运营企业在进行价格竞争的同时，更 加重视用户对服务工作的体验，更加重视通过提高服务质量留住用户和吸引用 户。因此，自助服务设备在电信行业业务中得到了较大的应用，但从目前应用的 情况看，无论从功能、业务范围、覆盖区域等方面电信行业自助服务均处于初级 阶段，通常局限于功能相对简单、业务相对单一、信息相对孤立、实时性不强的 查询和打印终端。随着电信行业业务范围的不断扩大，这种单一的自助服务已经 越来越满足不了电信用户日益增长的服务需求，因此为用户提供多功能自助式服 务，为电信运营商建立一个完善的自助服务系统是针对目前电信服务行业现状的 一个有效解决方案。 1 2 课题可行性分析 1 2 i 操作可行性分析 从可操作性的角度考虑，目前自助服务以及所依托的自助服务设备主要应用 在金融领域银行业的自动取款机、自动存款机、零售业的自动售货机以及铁路、 航空自助售票机等。自助服务在这些行业的成功应用经验将会对于自助服务在电 信行业的运用和推广，对于电信自助服务系统的建设起到极大的借鉴和指导作 用。 1 2 2 经济可行性分析 1 目前，电信运营商由中国电信独家垄断到1 9 9 4 年的中国电信、中国联通 双头经营，再到目前的中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通和 中国卫星通信集团公司。5 + 1 ”经营，业务市场竞争格局已初步形成。提高服务 质量和企业形象、降低服务成本已经成为各大电信运营商在激烈的市场竞争中立 于不败之地的一个关键。在充分理解自助服务的概念和特点之后，各大电信运营 商必将在行业内大力推广自助服务的理念，以此希望在越来越激烈的市场竞争中 取胜。 2 目前，自助化的概念逐渐深入人心；尤其在发达国家，其自助化服务和 硕士学位论文第一章绪论 自助化设备的应用领域非常广泛，应用程度也非常高。可以这样说，自助化设备 或自助化服务以其独特的优势，成为时代发展的潮流。而在国内，自助服务正处 于起步阶段，而且应用领域也比较单一。除了银行业和为数不多的一些公共场合 的信息查询，其它领域具有十分广阔的开拓前景。 1 2 3 技术可行性分析 随着科学技术的不断发展，电子技术、网络技术、安全技术、信息技术在理 论和实际应用上都日趋成熟，金融货币识别技术从硬币、单一面额纸币发展到信 用卡，多种面额纸币，电子支付已成方兴未艾之势，各种金融卡的应用已不仅仅 是一种时尚，而且成为市场交易的一种手段，从电子化的角度来透视，以磁条为 介质的银行卡，凭借发达的通信网络及良好的信用度，得到了很好的应用，客户 信息齐全，便于管理。这些技术的成熟将会为电信自助服务系统的建设和发展奠 定坚实的技术基础。 综上所述，建立一个电信自助服务系统来满足电信行业的迅猛发展和激烈竞 争相当急迫而且很有必要。 1 3 课题来源和研究意义 本课题来源于湖南省金融货币识别与自助服务平台工程技术研究中心的国 家科技部攻关项目“基于货币识别的智能自助服务平台”的子课题。 建立一个电信自助服务系统的意义体现在以下几个方面： 首先，能降低呼叫中心成本，有效地解放劳动力，集中优势服务资源更好地 服务优质客户。美国j dp o w e r 调查公司所作的最新移动行业客户满意度研究报 告指出，移动运营商目前无法挽留用户是移动行业健康发展及盈利的最大障碍。 运营商如何将他们与其他运营商区分开来昵? 优良的客户服务仍然是最好的答 案。到目前为止，移动业客户服务的首要职责已经落到了呼叫中心的肩膀上。研 究公司g a r t n e r 的数据显示，去年有6 8 的用户由于受到“不好的对待”而离开 了他们的移动服务提供商。有二分之一( 大约7 5 0 0 万人) 的移动用户每月至少 打电话到呼叫中心一次。9 2 的用户仍然通过呼叫中心实现与运营商的互动。每 一通这样的电话要耗费运营商6 到1 0 美元，如果是企业用户的电话则每通耗费 3 0 美元。大约6 5 的接入呼叫中心的电话都与计费和帐单有关。但大多数客户仍 然不喜欢从呼叫中心得到的服务。通过自助服务设备，用户可以方便、快捷地查 询到自己的帐单和话单情况，用户自助服务提供与呼叫中心同样的服务内容，但 却让用户在自助服务设备上自己完成，用户自己也放心，从而避免了呼叫中心的 硕士学位论文第一章绪论 种种不便。美国的一家大型移动运营商使用自助服务使用户的流失率减少6 5 。 而另一家欧洲大型运营商由于采用用户自助服务，每天打入呼叫中心的电话减少 了3 0 万通。 用户的话单、详单甚至缴费都可以在自助服务设备上完成，这样就可以极大 地减轻营业厅的压力，减少营业员的服务次数，他们可以花更少的人力但是更多 的时间去为大客户服务，从而集中优势资源服务优质客户。 其次，满足了客户的时尚需求，提高了用户满意度。自助服务具有内容丰富、 客户选择余地大、省时、方便等优点，越来越受到广大客户的欢迎。自助清单打 印设备，一方面解决传统打印机速度慢、客户等待时间长的问题，另一方面凭业 务密码获取个人通话清单，绝对保证客户个人隐私，短短几分钟内客户就能完成 分项查询、打印。自助服务设备还能完成缴费、售卡等功能，随时满足客户多方 面需求，而且操作简单。 再次，提升了电信行业的企业形象。通过在自助服务设备上增加公司介绍和 业务宣传的广告片，能提升电信行业在用户心目中的形象，同时能加大业务宣传 的力度和深度。 另外，自助服务设备在社区的广泛应用，也有助于丰富社区服务的内涵，提 升社区居民的生活品质，加快我国“数字化社区”建设的步伐。自助服务系统的 推广和使用从一个侧面反映了个国家，城市、单位的现代文明发展程度，提高 文明形象。 由此可见，应用电信自助服务终端、提供自助服务是客户及电信行业自身发 展的需要。所以有必要加大电信自助服务设备研发和推广的力度。 1 4 论文结构安排及主要内容 第一章首先介绍了自助服务的概念，然后介绍了国内外自助服务行业的发展 现状，接着从操作、经济、技术三个方面讨论了课题研究的可行性、来源和研究 意义。 第二章主要阐述了构建自助服务系统过程中所运用到的关键技术，如套接字 通信技术等等。 第三章阐述了自助服务系统总体设计的过程。如自助服务系统的设计思想、 设计依据、原则及系统的体系结构、网络结构等等，其中重点描述了系统的体系 结构，尤其是系统的关键部分一系统网络数据通讯的设计。 第四章阐述了自助服务系统的具体实现。包括开发平台、开发工具的选择， 数据库的设计、业务逻辑处理系统、自助服务终端管理系统、自助服务终端功能 的实现。其中重点讲述了业务逻辑处理系统中如何进行数据通讯。 里堕苎型蛩笙茎一 笙= 童堕堡 一 m目m 第五章为结束语指出系统设计中的些不足之处，并提出了改进思路，对 自助服务系统的应用前景进行了分析和瞻望。 硕士学位论文 第二章系统设计关键技术 第二章系统设计关键技术 本章将要阐述在系统设计和开发过程中所运用到的一些关键技术，让读者对 这些关键技术有一个基础的认识，以便更容易地理解系统的设计和实现过程。系 统所运用的关键技术主要有：套接字通信技术、数据库技术等。 2 1 套接字通信技术 2 1 1 套接字的概念 在介绍套接字的概念前，先介绍几个和套接字关联密切的概念。 1 端口( p o 旧2 1 网络中可以被命名和寻址的通信端口，是操作系统可分配的一种资源。 按照o s i 七层协议的描述，传输层与网络层在功能上的最大区别是传输层提 供进程通信能力。从这个意义上讲，网络通信的最终地址就不仅仅是主机地址了， 还包括可以描述进程的某种标识符。为此，t c p i p 协议提出了协议端口 ( p r o t o c o lp o r t ，简称端口) 的概念，用于标识通信的进程。 端口是一种抽象的软件结构( 包括一些数据结构和i o 缓冲区) 。应用程序 ( 即进程) 通过系统调用与某端口建立连接( b i n d i n g ) 后，传输层传给该端口 的数据都被相应进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。在 t c p i p 协议的实现中，端口操作类似于一般的i 0 操作，进程获取一个端口， 相当于获取本地唯一的i o 文件，可以用一般的读写原语访问之。 类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫端口号( p o r tn u m b e r ) 的整数 型标识符，用于区别不同端口。由于t c p i p 传输层的两个协议t c p 和u d p 是完 全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立，如t c p 有一个2 5 5 号端 口，u d p 也可以有一个2 5 5 号端口，二者并不冲突。 端口号的分配是一个重要问题。有两种基本分配方式：第一种叫全局分配， 这是一种集中控制方式，由一个公认的中央机构根据用户需要进行统一分配，并 将结果公布于众。第二种是本地分配，又称动态连接，即进程需要访问传输层服 务时，向本地操作系统提出申请，操作系统返回一个本地唯一的端口号，进程再 通过合适的系统调用将自己与该端口号联系起来( 绑扎) 。t c p i p 端口号的分配 中综合了上述两种方式。t c p i p 将端口号分为两部分，少量的作为保留端口， 以全局方式分配给服务进程。因此，每一个标准服务器都拥有一个全局公认的端 硕士学位论文 第二章系统设计关键技术 口( 即周知口，w e l l - k n o w np o r t ) ，即使在不同机器上，其端口号也相同。剩余 的为自由端口，以本地方式进行分配。t c p 和u d p 均规定，小于2 5 6 的端口号才 能作保留端口。 2 地址 网络通信中通信的两个进程分别在不同的机器上。在互连网络中，两台机器 可能位于不同的网络，这些网络通过网络互连设备( 网关，网桥，路由器等) 连 接。因此需要三级寻址： ( 1 ) 某一主机可与多个网络相连，必须指定一特定网络地址： ( 2 ) 网络上每一台主机应有其唯一的地址： ( 3 ) 每一主机上的每一进程应有在该主机上的唯一标识符。 通常主机地址由网络i d 和主机i d 组成，在t c p i p 协议中用3 2 位整数值表 示；t c p 和u d p 均使用1 6 位端口号标识用户进程 3 网络字节顺序 不同的计算机存放多字节值的顺序不同，有的机器在起始地址存放低位字节 ( 低价先存) ，有的存商位字节( 高价先存) 。为保证数据的正确性，在网络协议 中须指定网络字节顺序。t c p i p 协议使用1 6 位整数和3 2 位整数的高价先存格 式，它们均含在协议头文件中。 4 连接 两个进程间的通信链路称为连接。连接在内部表现为一些缓冲区和一组协议 机制，在外部表现出比无连接高的可靠性。 套接字是i p 地址和相应t c p u d p 端口号的组合体。这就好比p b x 电话系 统一样，i p 地址就象是电话号码，而端口号就象是分机号。每一个成双连接的 套接字接口源i p p o r t 和一个目的i p p o r t 。因特网应用程序的用户通常无法 知道本地端口号，因为它是在建立连接时才分配的，而且几乎是完全任意地进行 分配。 要在应用程序中使用t c p i p ，那么就需要使用应用程序接口( a p i ) 。至于 应用程序如何应用t c p i p ，还没有什么标准对其进行限定。在利用网络运行 t c p i p 的实例中，套接字接口就是网络进程问通信的终点。套接字接口能够支 持好几个信息传输进程。利用调用套接字的方法编写出来的程序经过少许改写或 根本不需改写就能够用在不同的网络架构上和不同的本地网络进程间通信设备 中。 2 1 2 套接字的分类 套接字接口能够同时向另外进程发送或从另外进程接收数据，依照套接字的 硕士学位论文第二章系统设计关键技术 类型而调用语义。共有三种套接字：流格式、数据报格式和原始格式套接字，每 一种类型都分别代表了一种不同类型的通信服务。 流格式套接字：提供了可靠的基于连接的通信。基于连接的通信过程中所包 含的两个进程必须建立相互间的逻辑连接。然后，几字节的信息流在没有错误和 副本的情况下被发送出去，在接收时，其顺序与发出时一致。流格式套接字对应 于t c p i p 协议中的t c p 协议。 数据报格式套接字：通过以数据包的形式发送的，被称为数据报的那种离散 信息进行通信。数据报格式套接字是无连接的，也就是说，通信进程相互之间并 不存在着逻辑连接。数据报或许会丢失或被复制，或许它们不会按照发送时的顺 序被接收。数据报格式套接字对应于t c p i p 协议中的u d p 协议。 原始格式套接字；直接支持对底层协议所进行的访问，常用于检验新的协议 实现或访问现有服务中配置的新设备，例如，i p 和因特网控制消息协议( i c 咿) 。 或通过如下函数对该套接字的进程进行访问： ( 1 ) s o c k e t 0 ：使用前创建一个新的套接字 ( 2 ) b i n d ( ) ：将套接字地址与所创建的套接字号联系起来 ( 3 ) c o n n e c t ( ) ：将套接字和远程网络地址连在一起 ( 4 ) l i s t e n o ：用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接 ( 5 ) a c c e p t ( ) ：接受传入的连接意图 除了s e t s o c k o p t 0 、g e t s o c k o p t 0 、f c n t l ( ) 和i o c t l 0 等函数可用于操 作套接字接口的属性之外，s e l e c t 0 函数可用于识别处于特定状态的套接字接 口。而c l o s e 0 函数可用于关闭套接字接口的连络。 可用下面任何函数向一个套接字接口写入数据：w r i t e 0 、w r i t e v 0 、s e n d 0 、 s e n d t o ( ) 和s e n d m s 9 0 。可用下面任何的函数从一个套接字接口读出数据： r e a d 0 、r e a d v ( ) 、r e c v ( ) 、r e c v f r o m o 和r e c v m s g ( ) 。 套接字接口的进程通常用于客户机服务器编程。客户端进程由用户直接或 间接操纵，而服务器端进程驻留在主机上等待连接进入。服务器进程能够自动连 续地运行。 2 1 3 套接字工作过程 套接字工作的过程主要分为面向连接的套接字系统调用、无连接协议的套接 字调用、面向连接的应用程序调用三种。 1 面向连接的套接字的系统调用 面向连接服务是电话系统服务模式的抽象，即每一次完整的数据传输都要经 过建立连接，使用连接，终止连接的过程。在数据传输过程中，各数据分组不携 里! 圭兰垡丝苎 箜三童墨竺堡生差壁垫垄 带目的地址，而使用连接号( c o n n e c ti d ) 。本质上，连接是一个管道，收发数 据不但顺序一致，而且内容相同。t c p 协议提供面向连接的虚电路。 图2 - i 是面向连接的套接字的系统调用时序图： ， 图2 - 1 面向连接的套接字的系统调用时序图 2 无连接协议的套接字调用 无连接服务是邮政系统服务的抽象，每个分组都携带完整的目的地址，各分 组在系统中独立传送。无连接服务不能保证分组的先后顺序，不进行分组出错的 恢复与重传，不保证传输的可靠性。u d p 协议提供无连接的数据报服务。 图2 2 是无连接协议的套接字调用时序图 硕士学位论文第二章系统设计关键技术 图2 - 2 无连接协议的套接字调用时序图 3 面向连接的应用程序流程 图2 - 3 是面 句连接的应用程序流程图 2 2 数据库技术 2 2 1 数据字典 图2 - 3 面向连接的应用程序流程图 数据字典( d a t ad i c t i o n a r y ) 是在新系统数据流程图基础上，进一步定义和描 硕士学位论文 第二章系统设计关键技术 述所有数据项的工具，是关于数据的数据( d a t aa b o u td a t a ) 。它包括对一切动态 数据( 数据流) 和静态数据( 数据存贮) 的数据结构和相互关系等的说明，是数据分 析和数据管理的重要工具。完整的数据字典包括五个部分：数据项、数据结构、 数据流、数据存储和处理过程。 2 2 2 数据模型 数据模型是现实世界数据特征的抽象，它是数据库系统的基础和核心。根据 应用层次可以概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三种。概念数据模型 是把现实世界中的客观对象抽象为某种信息结构，这种信息结构不依赖于具体的 计算机系统，完全不涉及信息在计算机系统中的结构，常用模型有实体一联系( e - - r ) 模型；逻辑数据模型是一种面向数据库系统的模型，此模型着重于数据库 系统的实现；物理数据模型是一种面向计算机物理的模型，此模型着重于数据库 在计算机上的物理存储结构。数据模型的组成要素包括数据结构、数据操作、和 完整性约束。数据结构是所研究的对象类型的集合，是刻画数据模型性质最重要 的方面；数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括 操作及其有关的操作规则；完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有 的制约和依存规则。 数据库的设计是自助服务系统实现的一个关键，数据库的设计关键是数据模 型的设计。设计数据模型时，通过将系统的数据需求逐步抽象按照从概念模型 到逻辑模型再到物理模型的设计思路来完成。我们一般借助数据建模工具( a k 文 采用e r w i n ) 来辅助完成数据模型的建立。e r w i n 用来建立实体一联系模型，是 关系数据库应用开发的优秀c a s e 工具。e r w i n 建模工具可以方便地构造平台中 各个数据实体及其联系，并且可以响应地构造逻辑模型中的数据表、存储过程等 等。借助e r w i n 工具，我们可以一目了然地看出数据库中各个数据表的逻辑关系， 大大地方便了系统的开发和实现。 2 3m d 5 数据加密技术 2 3 1m d 5 概述 m d 5 的全称是m e s s a g e d i g e s ta l g o r i t h m5 ( 信息一摘要算法) ，在9 0 年代 初由b l i tl a b o r a t o r yf o rc o m p u t e rs c i e n c e 和r s ad a t as e c u r i t yi n c 的r o n a l d l r i v e s t 开发出来，经m d 2 、m d 3 和m d 4 发展而来。它的作用是让大容量信息 在用数字签名软件签署私人密匙前被”压缩”成一种保密的格式( 就是把一个任意 硕士学位论文 第二章系统设计关键技术 长度的字节串变换成一定长的大整数) 。不管是肋2 、m d 4 还是m d 5 ，它们都需要 获得一个随机长度的信息并产生一个1 2 8 位的信息摘要。虽然这些算法的结构或 多或少有些相似，但如2 的设计与m d 4 和岫5 完全不同，那是因为1 4 1 ) 2 是为8 位机器做过设计优化的，而m d 4 和m d 5 却是面向3 2 位的电脑。 m d 5 的典型应用是对一段信息( m e s s a g e ) 产生信息摘要( m e s s a g e d i g e s t ) ， 以防止被篡改。比如，在u n i x 下有很多软件在下载的时候都有一个文件名相同， 文件扩展名为m d 5 的文件，在这个文件中通常只有一行文本，大致结构如： m d 5 ( t a n a j i y mt a r g z ) = o c a l 7 5 b 9 c o f 7 2 6 a 8 3 1 d 8 9 5 e 2 6 9 3 3 2 4 6 l 这就是t a n a j i y a t a r g z 文件的数字签名。m d 5 将整个文件当作一个大文本 信息，通过其不可逆的字符串变换算法，产生了这个唯一的m d 5 信息摘要。如果 在以后传播这个文件的过程中，无论文件的内容发生了任何形式的改变( 包括人 为修改或者下载过程中线路不稳定引起的传输错误等) ，只要你对这个文件重新 计算m d 5 时就会发现信息摘要不相同，由此可以确定你得到的只是一个不正确的 文件。如果再有一个第三方的认证机构，用m d 5 还可以防止文件作者的”抵赖”， 这就是所谓的数字签名应用。 m d 5 还广泛用于加密和解密技术上。比如在u n i x 系统中用户的密码就是以 m d 5 ( 或其它类似的算法) 经加密后存储在文件系统中。当用户登录的时候，系 统把用户输入的密码计算成m d 5 值，然后再去和保存在文件系统中的m d 5 值进行 比较，进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤，系统在并不知道用户密 码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这不但可以避免用户的密 码被具有系统管理员权限的用户知道，而且还在一定程度上增加了密码被破解的 难度。 2 ，3 2m d 5 算法描述 对衄5 算法简要的叙述可以为：岫5 以5 1 2 位分组来处理输入的信息，且每 一分组又被划分为1 6 个3 2 位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四 个3 2 位分组组成，将这四个3 2 位分组级联后将生成一个1 2 8 位散列值。 在m d 5 算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对5 1 2 求余的结果 等于4 4 8 。因此，信息的字节长度( b i t sl e n g t h ) 将被扩展至n * 5 1 2 + 4 4 8 ，即 n 6 4 + 5 6 个字节( b y t e s ) ，n 为一个正整数。填充的方法如下，在信息的后面填 充一个1 和无数个0 ，直到满足上面的条件时才停止用0 对信息的填充。然后， 在在这个结果后面附加一个以6 4 位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步 的处理，现在的信息字节长度= n * 5 1 2 + 4 4 8 + 6 4 = ( n + i ) 5 1 2 ，即长度恰好是5 1 2 的 整数倍这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。 里堂垡兰这 蔓三兰墨筌丝生薹堡垫查 岫5 中有四个3 2 位被称作链接变量( c h a i n i n gv a r i a b l e ) 的整数参数，他 们分别为：a = o x 0 1 2 3 4 5 6 7 ，b = o x 8 9 a b c d e f ，c = o x f e d c b a 9 8 ，d = o x 7 6 5 4 3 2 1 0 。 当设置好这四个链接变量后，就开始进入算法的四轮循环运算。循环的次数 是信息中5 1 2 位信息分组的数目。 将上面四个链接变量复制到另外四个变量中：a 到a ，b 到b ，c 到c ，d 到d 。 主循环有四轮( m i ) 4 只有三轮) ，每轮循环都很相似。第一轮进行1 6 次操作。 每次操作对a 、b 、c 和d 中的其中三个作一次非线性函数运算，然后将所得结果 加上第四个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向右环移一个不 定的数，并加上a 、b 、c 或d 中之一。最后用该结果取代a 、b 、c 或d 中之一。 2 4 小结 本章主要阐述了在开发电信自助服务系统中所运用到的一些关键性的技术， 如套接字通讯技术、数据库技术等，以期让读者对这些技术有个基础的认识，从 而更容易的理解系统的设计和实现过程。 硕士学位论文第三章系统总体设计 第三章系统总体设计 一个好的系统软件的开发过程，决不仅仅只是简单的编程过程，它要经历包 括系统分析阶段、系统设计阶段、系统实施阶段、系统运行阶段的生命周期。对 于电信自助服务系统而言，它是一个集计算机网络技术、数据库技术、信息安全 技术于一体的综合性网络系统，系统投资大、技术要求高，因此，在分析和设计 系统之前有必要分析系统设计的思想和原则。 本章对电信自助服务系统进行了分析和设计，并详细介绍了系统总体结构和 功能设计，着重对系统业务逻辑处理等功能子系统进行分析。 3 1 设计目标和原则 3 1 1 系统设计目标 现有的电信业务一般是用户在营业厅通过营业员手工办理完成，但是这种手 工办理方式存在如下缺陷： ( 1 ) 随着通讯技术的发展和人民生活水平的提高，电信用户尤其是移动用 户迅速增长，电信运营商为了缓解压力不得不增设营业厅、培训营业员，但是同 时也增加了运营成本。 ( 2 ) 手工办理方式速度较慢，用户需要排队等待，浪费了用户的宝贵时间。 ( 3 ) 手工办法方式容易出错，同时营业员个人情绪也容易影响业务办理，这 都将降低用户满意度，影响企业形象。 ( 4 ) 手工方式由于没有用户自己的参与，用户对于获得的服务持怀疑态度。 本课题旨在构建一个以客户自助式营业服务为目标、以基于t c p i p 套接字 通信的业务逻辑处理系统为支撑、以现金、银行卡等为支付手段、以功能完整性 与灵活性为策略、以系统可靠性与稳定性为宗旨，具有客户自助操作、能7 2 4 小时提供服务、更加贴近用户以及便于快速布点等特点的电信自助服务系统，以 满足中国电信行业“以服务与创新作为企业核心竞争力”的整体战略需求。借助 电信自助服务系统，用户能够通过自己的参与完成般电信业务服务办理。此外， 自助终端管理人员可以借助电信自助服务系统，完成对自助终端的监控、管理功 能和交易数据管理功能。 硕士学位论文 第三章系统总体设计 3 1 2 系统设计原则 电信自助服务系统是集现金处理、机电、通讯、网络和计算机技术于一体的 实时事务处理系统。因此，为了确保系统的全面实施，增强系统的通用性，实用 性和安全性，在系统设计和建设过程中，将严格遵守以下原则： 1 安全性和可靠性原则 系统必须满足自助应用环境的特殊要求，具备故障自诊断和自恢复的功能； 硬件设各和模块的可靠性要求高，必须采用安全性能高的设备并通过软件机制来 保证数据的安全性和完整性；通过现金处理技术的综合运用，保证现金识别的准 确性，防范各种假币的攻击；数据库存储部分要保证数据的完整性和一致性和安 全性，具有防止恶意侵入和纂改的功能；对于网络数据包要有加密和验证机制， 保证数据包在网络过程中不被泄漏和纂改。 2 强壮性原则 系统的建设参照电信运营商业务运营系统系统技术规范，本着系统网络化、 联机实时化、服务多层次化的设计理念设计，确保系统性能的强壮性，以满足科 学技术的不断更新和业务的不断发展需要。 3 开放性和扩展性原则 系统的体系结构和各功能单元模块均采用开放式结构化设计。开放性和扩展 性表现在当业务逻辑发生变化时，只需要修改系统的业务逻辑处理系统，其他部 分基本不用改变。开发性表现在自助服务系统能方便地与其他系统接口相连，如 b o s s 系统外部逻辑接口；扩展性表现在当系统为了提高性能或者适用业务的变 化，系统只需更改某一处理模块即可，而不会对整个系统造成影响。 4 ，易操作性原则 自助服务终端将直接面对社会不同类型的用户，终端要尽量符合大多数用户 的使用习惯和使用方式，操作方法要简单明了，用户界面要直观友好、通俗易懂、 操作简单方便，结果表达要无二义性。对于自助终端管理系统，功能模块划分应 该简单、清晰，数据表现和报表制作要符合行业标准，操作要简单。 5 可管理性和可维护性原则 整个系统要易于维护和管理。能实时地监控各自助服务终端的运行状况、交 易状况、告警信息，同时能根据状态信息和告警信息及时、方便、快捷地采取相 应的处理措施，从而能保证系统的正常不问断地运行。 硕士学位论文第三章系统总体设计 3