（计算机软件与理论专业论文）利用ejb技术实现网络性能管理的业务逻辑.pdf

中文摘要 网络环境的发展变化使得传统的网络管理系统在体系结构、管理业务实现方式等方面 都愈加难以适应新的需求，而分布式、集成化的网络管理体系结构成为一种必然的发展趋 势。性能管理作为网络管理体系结构中一个重要的、基础性的管理功能域，直接对大量的 原始数掘进行计算和分析，完成对网络运行状态的监控并对网络性能及其使用情况做出正 确的评价。 论文着重讨论了一种基于e j b 技术的性能管理系统的设计与实现。系统充分利用了 e j b 的相关技术特性，具有组件式模块化的软件结构；通过r m i 的分布式对象技术和j 2 e e 的分布式运行环境，系统提供了优良的分布式互操作性；在设计过程中，以性能管理本身 的常规业务需求为基础，同时考虑到性能管理与故障管理、计费管理等其他管理功能域之 自j 的交互，以及子管理站和中央管理站的服务共享的需求，设计了一种分层的网络管理体 系结构。通过合理设置e j b 组件的远程业务接1 3 ，使得中央管理站和其它管理功能域能够 轻松实现对本系统的访问。同时，因为系统采用了多层的体系结构和e j b 技术，使系统具 有高效、跨平台、可复用以及为业务集成提供平台等特性。 关键词：网络管理体系结构；性能管理；e j b ；远程调用 第1 页 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e m e t ，t h et r a d i t i o n a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mi sm o r ea n d m o r ed i f f i c u l tt oa d a p tr e q u i r e m e n t si na s p e c t so fs y s t e ms t r u c t u r e ，m a n a g e m e n ta n di m p l e m e n t m e t h o d a n dt h ed i s t r i b u t e da n di n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ms t r u c t u r ei n e v i t a b l y b e c o m e sat r e n d p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，o n eo ft h ei m p o r t a n ta n db a s i cm a n a g e r i a lf u n c t i o n f i e l d s ，c a l la n a l y s i sal a r g eq u a n t i t i e so fd a t ad i r e c t l ya n dm o n i t o rr u n n i n gs i t u a t i o no ft h e n e t w o r ka l s oc a ne s t i m a t et h ep e r f o r m a n c ea n du s a g eo f t h en e t w o r kp r o p e r l y t h i st h e s i se m p h a s i z e st h ed e s i g na n di m p l e m e n to fp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do ne j bt e c h n o l o g y t _ 1 1 es y s t e mw i t hm o d u l a r i z a t i o ns t r u c t u r ea d e q u a t e l yu t i l i z e st h e c h a r a c t e r i s t i c so fe j b ；f u n l i e r m o r e ，t h es y s t e mp r o v i d e sa ne x c e l l e n td i s t r i b u t e di n t e r a c t i o nb y r m id i s t r i b u t e do b j e c tt e c h n o l o g ya n dj 2 e ed i s t r i b u t e dr u n n i n gc o n d i t i o n d u r i n gt h ed e s i g n p r o c e s s ，f u n c t i o n sa sw e l la sm o d u l e sa l ep l o t t e do u ta n d i n t e r f a c e sa r ed e s i g n e da c c o r d i n gt ot h e d e m a n d so fp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，t h em a n a g e r i a lm o d u l eo fm u l t i l e v e ld i s t r i b u t e dn e t w o r k a l o n gw i t ht h ei n t e r a c t i o nb e t w e e np e r f o r m a n c em a n a g e m e n ta n do t h e rn e t w o r km a n a g e m e n t f u n c t i o nf i e l d ss u c ha sf a u l tm a n a g e m e n ta n de x p e n s e sm a n a g e m e n t c o n s e q u e n t l y , t h es y s t e m e n s u r e st h a ta c h i e v e st h eg e n e r a lp e r f o r m a n c em a n a g e m e n tf u n c t i o nm e a n w h i l em a k eag o o d s u p p o r tf o rd i s t r i b u t e da n di n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ms t r u c t u r et h r o u g hp l e n t yo f l o n g - d i s t a n c ev i s i ti n t e r f a c e s ，1 1 1 es y s t e mh a st h ei d e n t i t yo f h i g h l ye f f i c i e n t ，c r o s s p l a t f o r m ，a n d c a nb eu s e dt op r o v i d ep l a t f o r mf o rb u s i n e s si n t e g r a t i o n k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e ；p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ；e j b ；r e m o t e i n v o c a t i o n 第l l 页 信息1 = 稃大学硕十学位论文 表l 表2 表目录 m i b i i 中的分组1 4 字段的含义 信息t 稃夫学硕十学何论文 图目录 图lj 2 e e 体系结构9 图2 网络管理的基本模型1 2 图3i n t e m e tm i b 1 3 图4 系统整体模型1 6 图5 性能管理系统模块划分2 4 图6e j b 组件结构2 6 图7d a t a s t o r e e j b 的工作流程3 2 图8i n d e x c a l c u l a t e e j b 的工作流程3 5 图9 计算出错率均值的调用过程3 6 图l o 业务组件膜块远程调用框架4 0 图1 1 故障管理远程调用过程4 2 图1 2 状态转移概率图4 7 图1 3 马氏状态分析算法流程图4 8 图1 4 中央管理站远程调用过程4 9 图1 5 二进制加法树5 0 第v i 页 独创性声明 所提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，除了文中标注和致谢的相关内容外，论文中不包含其他个人或集体己经公开的研究成 果。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谢 意。 学位论文题目：趟鱼望垦燮塑旦垒壁丝堡窒鱼些避 学位论文作者签名： 赵李 日期：扣年占月击6 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息工程大学 可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借 阅；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，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 涉密学位论文在解密后适用本授权书。) 学位论文题目：型塑墅! 堕蔓塑望垒堡丝堡垦鱼些堕 学位论文作者签名：鲢日期：扣5 年6 月“只 作者指导教师签名： j 刍：垒盎同期：a “年月“日 信息t 程大学硕十学付论文 第一章引言 1 1 问题的提出 网络管理系统，作为一种管理并保证网络系统正常运行的系统级软件，其目标对象不 仅涉及硬件设备，也涉及对运行于网络之上的应用业务的管理。由于网络本身的分白式体 系结构，以及管理业务类型多样性，使得网络管理系统具有一种多层次的复杂体系结构， 它涉及网元管理、网络管理、分布式系统管理、服务管理等多个业务层次，针对不同的管 理业务和管理对象采用不同的技术。由于这种复杂性，针对不同管理业务的网络管理系统 都是相对独立地存在和发展的，因此对不同管理业务的集成从一开始就是问题。随着网络 技术的迅速发展及其应用领域的日益广泛，网络的规模和复杂性在不断地增加，为了高效 而便捷地管理整个网络，集成化的网络管理平台成为一种日益重要和迫切的需要。为了满 足集成化的需求，针对特定管理业务( 例如本文所述的性能管理) 的网络管理系统必须预 先提供对集成化的支持，这种支持依赖于良好的互操作性，合理的功能分配和丰富的访问 接口。 另一方面，随着网络的迅速发展，网络的规模不断扩大，其中的关键设备的数量和类 型也日益复杂，因此对网络的管理变得更加困难。这些困难主要体现在网络管理系统的效 率和可用性方面。大数量的网络设备和多样化的设备类型，使得传统的集中式网络管理系 统效率低下并难以及时对设备的故障做出反应，因此分布式的网络管理成为一种必然的发 展趋势。在分布式网络管理中，通过将大部分管理业务合理地分布予全网各个子网或网段， 并通过分稚式协同工作将各个子管理站的处理结果进行汇总和处理，从而更加合理和有效 地管理整个网络。分布式网络管理显然更加适应网络系统本身的分布式体系结构。 1 1 1 性能管理系统所面临的问题 性能管理在整个网络管理体系结构中处于重要的和基础性的位置。在性能管理中，通 过频繁地对网络设备进行轮询，获取网络设备运行状态信息并计算出有效的性能管理指 标，通过对不同类型的性能指标进行统计分析，最终以一种简单有效的形式描述网络的运 行状态和性能，从而为管理员提供参考，帮助管理员了解各种网络设备的使用情况和运行 状态，分析故障原因，并根据设备当前和历史使用情况对各种资源的分配方式进行调整和 控制，从而保证整个网络可以正常有效地运行。由于性能管理本身的业务需求，使其需要 直接与网络设备相交互，处理大量的当前和历史状态信息，进行较为复杂的统计分析计算， 因此效率对于性能管理来说尤为重要。面对日益增大的设备数量和日益复杂的网络结构， 传统的集中式管理系统在系统结构、管理方式等方面的缺点愈发突出。 第1 页 信恳t 。稃人学硕十学位论文 1 1 2 课题的目的 分布式应用系统构造技术的发展和成熟，使得构建分布式、集成化的网络管理平台成 为可能。j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 作为一种代表性的分布式应用程序丌发 平台和运行环境，提供了一种分布式的多层的服务器端体系结构，包括显示逻辑和业务逻 辑两部分。其中主要针对业务逻辑的e j b 技术，相对独立地构成了一种组件结构的分布式 应用程序模型，其组件式的程序结构和基于x m l 的描述性部署方式使利用e j b 技术开发 的系统具有良好的可扩展性，而基于r m i ( 远程方法调用) 的远程调用技术使系统具有良 好的分布式互操作性。因此，e j b 技术非常适合相对独立地实现各种网络管理业务，同时 通过暴露合理的远程访问接口提供有效的集成手段。 基于上述背景和原因，本文着重讨论一种利用e j b 技术实现性能管理业务逻辑的方法， 设计过程中，除了考虑到性能管理所涉及的常规业务需求和统计分析方法外，还考虑到性 能管理与其他管理功能域的交互，并在一种分层的性能管理模型下，对系统需要实现的功 能进行合理的分配，通过丰富的远程访问接口提供有效的集成手段，充分利用e j b 技术的 相关技术特性，使系统具有良好的分布式互操作性、跨平台性、可扩展性，从而有效地克 服传统的集中式管理方法的诸多缺点，为集成化、分布式的现代网络管理平台提供有效的 支持。 1 2 研究内容 本课题是在已搭建好的基于j 2 e e 技术的网络管理系统框架的基础上丌发的处于系统 中间层的性能管理业务逻辑部分。各个功能模块将继承e j b 技术优良的可扩展性、分布式 特性以及可移植性等特点，为系统框架中其它部分提供远程访问接口( 比如其它用w e b s e r v i c e s 实现的业务逻辑、u i 等) 。同时将连接现有环境下的网络状态数据库，完成各个关 系型表对实体b e a n 的映射，提供对数据库的基本访问操作，并在此基础上实现诸如利用 率、流量、出错率、丢包率等当前网络性能方面的分析和统计等功能，提供相应的远程访 问接口，最后完成对各功能模块的部君。 具体包括以下内容： 充分利用e j b 技术的分布式互操作性、可扩展及跨平台等系统特性，实现对不同网络 设备当前状态信息的处理，实现设备性能指标的计算、统计、分析等性能管理所涉及的常 规业务功能。 综合考虑性能管理与故障管理、计费管理等其他管理功能域之i 目j 的关系，并在一个多 级的分布式网络管理模型的基础上，进行功能分配和接口设计，从而通过合理的远程访问 接1 2 1 为系统的集成提供有效途径。 设计系统的整体结构并进行模块划分，根掘e j b 规范设计各个模块的内部结构。 设计并实现每个模块的具体功能，通过对数据库的基本访问操作，实现对利用率、丢 第2 页 信息t i 稃大学硕十学付论文 包率、流量等内容的分析和统计，同时提供远程业务接口，方便别的系统的调用。 1 3 文章的组织 第一章引言。简要介绍网络管理系统的发展现状和网络性能管理所面临的问题，以及在 此背景下课题的研究目的和内容。 第二章需要考虑的关键需求。分析在现有的网络发展状况下，网络管理系统对分布式、 集成化和可扩展性的需求。 第三章关键技术。介绍j 2 e e 体系结构及本课题用到的关键技术e j b 技术的主要思想。 第四章系统整体设计。描述一个多级的分层的网络管理系统的整体结构，并从量化的角 度分析了这种分层结构的优势。 第五章子管理系统的设计与实现。详细介绍分层结构中各予管理系统的具体的模块设计 和实现。 第3 页 信息1 = 稃大学硕士学位论文 第二章需要考虑的关键需求 管理一个计算机网络的先决条件是监控网络的当前运行状态并量度网络的性能，或者 称为性能监视( p e r f o r m a n c e m o n i t o r i n g ) 。除非可以监视其状态和性能，否则不可能管理和 控制一个网络。性能管理，作为网络管理体系结构中重要的一部分，负责通过某种网络管 理协议，监视网络当前运行状态，获取网络运行状态数据，在这些原始数掘的基础上，计 算出有意义的性能管理指标，并迸一步对这些指标进行统计分析，从而得出对网络性能更 加准确和有意义的描述，为网络的管理提供有效的参考。 由于性能管理本身功能特性的需求，需要面对数量巨大的原始数据，并且需要对这些 数据进行较为复杂的统计计算，这些计算过程不仅仅用于获取描述当前网络运行状态的数 据，而且还用于网络状态的历史分析和趋势分析，为网络的规划和网络使用状况的评价提 供参考；这些性能管理涉及的业务功能还间接地被故障管理所使用，用于帮助分析故障产 生的原因，或者为计费管理提供计费所需要的流量信息。另一方面，在网络技术快速发展 和普及的现代，各种基于网络环境的应用和业务在迅速发展，网络规模同渐扩大，网络的 结构也愈加复杂，在这种情况下，传统的网络管理体系结构和管理方法面临着巨大的挑战， 变得越来越难以适应网络技术的发展，而分布式网络管理体系结构和集成化的网络管理平 台成为越来越迫切和重要的发展方向。作为网络管理体系中重要的一部分，性能管理的实 现方式自然需要适应这种发展。因此，在性能管理的实现过程中，需要考虑的不仅仅是性 能管理本身的功能需求，还要考虑到多方面的特性，从而为故障管理、计费管理等其他功 能域提供更有力的支持，并满足新的网络管理体系结构的相关需求。下面，本文就从多个 方面较详细地分析性能管理的实现中需要考虑的相关特性。 2 1 对分布式的需求 网络本身的发展对网络管理体系结构提出的新需求主要集中在各种管理业务的实现 方式上，这主要是因为传统的网络管理系统，局限于传统程序设计方法、语占特性及歼发 环境，采用了较为不合理的集中式管理方式。虽然底层的管理协议在一定程度上支持了分 布式管理，但是网络管理所涉及的所有核心的业务功能都被包含在同一个系统内，这些功 能通过远程访问被管设备完成对网络的监控和管理。网络规模的扩大使得网络中关键设备 的数量不断增多，在一个大规模的网络中，集中式地对过多设备进行轮询会使网络管理需 要占用的网络资源急剧增长，并且会使轮询的时间难以控制；轮询获得的大量数掘需要在 中央管理系统中缓存然后整理并存储在数据库中，过量原始数据的缓存和存储都会造成中 央控制系统变得效率低下。另外，从管理功能实现的角度来说，所有的指令和分析都要由 中央管理系统发出和执行，中央管理系统还要负责对异常事件的监听和响应，所以系统的 性能难以保证。 第4 页 信息t 稃大学硕十学位论文 性能管理，由于其功能需要，处于五大管理功能域中相对基础的位置，为了有效地监 控网络当前的运行状况，性能管理需要获取并处理数量巨大的原始数据，需要与被管设备 进行更频繁的交互，因此上述问题对于性能管理来说更加明显。要有效地解决上述问题， 一种自然方式就是将管理业务分布到全网，使得大部分管理和监控功能分布于各个子网或 网段，将其需要管理的设备数量限制在一个合理的范围内，而处于各个子网或网段的子系 统为其上层提供更高级别的远程访问接口，使上层可以获得底层业务功能的处理结果，这 样既可以将主要的业务功能分配到全网，又可以集中的对整个网络进行有效的管理。 上述处于各个子网或网段的子系统类似于一种代理，其实这种设计思想早已有之，例 如r m o n 、a g e n t x 协议，他们都一定程度上实现了对原始数据更复杂的处理，向管理系 统返回更加高级的处理结果。但他们都局限在协议级别，而网络管理业务又具有相当的多 样性和复杂性，因此这种改进并不能本质上改变集中式的管理方式。而随着分布式对象技 术的成熟和日益广泛的应用，使得对于网络管理系统来说，可以非常容易地实现应用程序 级别的分布，这就从根本上使网络管理系统具有了分布式的特点，更加适应网络本身的分 布式结构和工作方式。 在本文所描述的性能管理系统的实现方式中，主要利用e j b 技术构建性能管理的业务 逻辑，而e j b 技术是通过r m i 这种比较成熟的分布式对象技术提供优良的分布式互操作 性的。在这种优良的分布式互操作性的支持下，本文所述管理业务的实现方式通过合理的 功能分配来对分布式网络管理提供更充分的支持。考虑到分布式网络管理最大的优势在于 既可以将多数管理业务的实现分布到各个子网或网段，又能通过简单的方式使用这些分布 到全网的业务功能，从而完成对整个网络的集中的监控和管理。因此在性能管理业务的实 现中，以一种多级的分布式管理体系为参照，进行功能分配并设计系统所提供的远程访问 接口。 2 2 对集成化的需求 从网络管理的发展过程看，由于网络管理系统业务功能的复杂性，并且管理业务随着 计算机网络技术本身的发展和网络应用领域的拓展在不断的发展和演变，使得构建一个具 有完整功能的网络管理平台非常困难，一方面开发成本过高，另一方面是系统本身过于庞 大并且其中各个部分在不断发展和演变“1 。 因此通常会针对不同的管理业务创建相互独立的管理工具，这种方法被称为隔离方法 ( i s o l a t e da p p r o a c h ) 。这种方法的结果导致现在存在各种针对不同管理功能域的，相互独 立的管理工具。这些管理工具通常都有各自独立的数掘和用户界面，因此在工作时彼此独 立。从管理员的角度看来，即使能实现将物理上隔离的各个管理工具操作站集中在一起， 要在复杂、异构和高度分布的网络和系统环境中实现独立管理( 这里的独立是从厂商、功 能域管、管理原则和方法的角度来说的) 在技术上也是不可行和站不住脚的。即使能将各 个管理站集中在起，从而在一个管理站的监视器的多个窗口中实现对多个相互独立的管 第5 页 信息 稃大学硕十学忙论文 理工具的各自控制，这种方法从本质上讲，也仍然是孤立的。 而对网络进行完整的管理，就不可避免地需要用到各种管理工具，因此协同方法 ( c o o r d i n a t e da p p r o a c h ) 成为一种必然的需求和发展趋势，在当前这种需求变得更为迫切。 在协同方法中，在功能上相对独立的而从软件系统的角度来说绝对独立的管理工具需要相 互协作，即意味着一个管理工具的结果可以作为另一个管理工具的输入。这本质上是对各 种工具的集成化的使用，而对协同方法的需求其实是对集成化网络管理平台的需求。 要实现对不同管理工具的真正有效的平滑的集成，必须得到管理工具本身的支持，也 就是说管理工具本身需要提供合理又简单易用的集成方式，而这恰恰是用传统方法开发的 管理工具所不具备的。 在本文所描述性能管理实现方式中，利用e j b 技术提供对基本的集成方式的支持，这 主要是由于e j b 技术本身优良的可互操作性，e j b 的远程调用过程可以同时运行在两种协 议之上，而其中的i i o p 协议同时也是c o r b a 技术所使用的远程访问协议。另一方面， 基于e j b 技术开发的性能管理业务组件可以通过很简单的方式被封装成w e bs e r v i c e s ，w e b s e r v i c e s 运行在s o a p 协议之上，通过s o a p 协议获得更加通用的可互操作性，从而提供 更加灵活有效的集成方式。对可集成性的支持还体现在良好的功能分配上，在性能管理业 务的实现过程中，尽可能的考虑到性能管理在整个管理体系结构中的位置，尤其是性能管 理与故障管理及计费管理可能发生的交互，而通过暴露相应的接口来提供对功能域之间的 相互调用的尽可能多的支持，从而对集成化的网络管理平台提供更加有效的支持。 2 3 对可扩展性的需求 网络系统往往在结构上、规模上、定位上有很大不同，因此不可能有一种对所有网络 系统都有效的管理解决方案。管理体系结构的目标是定义一种框架，在该框架内可以实现 类似积木游戏中的“积木块”的功能模块。这样，就可以保证在对大的灵活性和互操作性 ( 最好即插即用) 的基础上合并处理单一管理问题的“积木块”，从而为每个环境制定最 优化的管理解决方案。 另一方面，新的功能需求、业务量的增长和业务类型的变化都需要在网络管理系统中 扩展新的业务功能，并且在原有系统尽量不变或较少改变的条件下将新的业务功能实现集 成到原有系统中。这里有两种情况：一种是冗余相同的功能逻辑，以增加网络管理系统的 可管理设备的数量，利用分布式的系统结构可以较好地解决这一问题；另一种情况是在系 统中增加新的逻辑，这时需要系统有良好的可扩展性设计才能在改动较少的条件下，更高 效地集成新的功能。 在性能管理业务实现中采用的e j b 组件技术，具有统一的j 2 e e 服务器运行环境，并 且具有可拆卸式的组件结构，这使得性能管理功能域中所涉及的各部分功能可以相对独立 地丌发、部署和运行，这样系统就具有良好的可扩展性，可以在需要的时候丌发新的业务 功能并添加到系统中。另外，从更广泛的角度来说，因为e j b 技术以及j 2 e e 体系结构构 第6 页 信息丁稃大学硕十学位论文 成了一个功能完整而且通用的分铂式应用程序运行环境和丌发平台，可以再扩展其他功能 域的业务功能，并将它们集成在同一个服务器环境中，从而构成一个完整的分布式网络管 理系统，其中的各部分自然地继承了j 2 e e 所定义的组件式可拆卸的软件结构，具有高度 的灵活性和互操作性，并且可以方便地集成，从而更加适应网络本身复杂的业务需求。 第7 页 信息r 稗人学硕十学付论文 第三章关键技术 e j b 处于j 2 e e 体系结构的核心，负责完成j 2 e e 所定义的多层分布体系结构中的业务 逻辑部分。本文所讨论的性能管理所涉及的业务功能，将主要基于e j b 技术实现，在e j b 组件结构的分布式应用程序模型的基础上，针对性能管理的功能需求，进行合理的功能分 配和接口设计，从而尽可能地满足在一个分布式、集成化的网络管理平台中，性能管理部 分实现时所需要考虑的分布式特性、可集成性以及可扩展性方面的需求。 3 1j 2 e e 整体结构 j 2 e e 是一个庞大的技术体系，其基本设计思想就是面向网络环境的分布式应用程序的 开发，所以j 2 e e 中包含一系列完整的关键技术，解决分布式应用中通用的基本问题。例 如：通过支持多种不同的通信协议( t c p i p 、h t t p 、c o r b a 、r m i j r m p 、s o a p 等等) 并提供对这些协议的完整操作接口，满足分布式应用之间通信的需求；通过j d b c 技术， 提供对不同数据库致的访问方式，通过j t a 和j t s 提供对分布式事务的支持，并在容器 中集成数据库连接池和分布式事务管理，来提高效率并为应用程序提供透明的数据访问； 支持x m l 并完全集成x m l 文档分析库，来提供丰富的数据表示服务；包含独立的分布式 互操作机制( r m i ) ，并支持c o r b a 及r m i 与c o r b a 之间的转换操作，在r m i 的基础 上建立了e j b 技术，提供更加简单高效的分布式应用程序开发环境；通过s a a j 、j w s d l 、 u d d i 等技术完整地支持w e bs e r v i c e s 面向服务的体系结构等等0 1 。 在j 2 e e 中广泛地采用容器组件式的基础结构，在容器中集成以上提到的各种基本技 术，完成分布式应用程序运行所需要的通用操作，构成一个基础性的分布式程序框架，为 分布式应用程序提供运行环境，并使应用程序的开发更加简单和高效。由于容器完成了通 用的底层操作，并通过集成、委托、接口等手段完成与组件之问的互操作并对组件的运行 状态进行管理，使得组件的丌发只专注于应用程序具体业务功能的实现，而不用考虑底层 的技术支持( 例如：e j b 组件的开发过程中，只需要按照e j b 规范扩展和定义相应接口， e j b 组件便具有远程互操作能力) 。在j 2 e e 中，还广泛使用了基于x m l 标准文档格式的 描述性的应用程序部署方式，描述性的部署方式使得组件和容器之日j 的关系更加清晰，组 件成为一个相对独立的开发单元，开发好的组件通过标准格式的部署描述符表与容器之间 建立联系，配置容器环境、容器资源并制定容器所提供的服务。 j 2 e e 平台使用多层分却式应用程序模型。多层分布式应用模型是根据功能把应用逻辑 分成多个层次，每个层次支持相应的服务器和组件，组件在分布式服务器的组件容器中运 j 亍( 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) ，容器问通过相关 的协议进行通讯，实现组件问的相互调用。 第8 页 信息f 稃大学硕十学位论文 j 2 e e 服务器 图1j 2 e e 体系结构 j 2 e e 多层体系结构( 见图1 ) 分别是：客户层、表示层、业务层和企业信息系统层。 一、客户层 客户层主要用于与企业信息系统的用户进行交互以及显示根据特定商务规则进行计 算后的结果。基于j 2 e e 规范的客户端可以是基于w e b 的，也可以是不基于w e b 的独立应 用程序。在基于w e b 的j 2 e e 客户端应用中，用户在客户端启动浏览器后，从w e b 服务器 中下载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 动态生成的h t m l 页面。在不基于 w e b 的j 2 e e 客户端应用中，独立的客户端应用程序可以运行在一些基于网络的系统中， 比如手持设备或汽车电话等。同样，这些独立的应用也可以运行在客户端的j a v a a p p l e t 中。 这种类型的客户端应用程序可以在不经过w e b 层的情况下直接访问部署在e j b 容器( e j b c o n t a i n e r ) 中的e j b 组件。 二、表示层 表示层主要用于人机交互，客户端通过w e b 浏览器向服务器提出服务请求，服务器通 过h t t p 协议把结果信息传送给客户机，客户机接收传来的内容后把它显示在w e b 浏览器 上。j 2 e e 规范定义的w e b 层由j s p 页面、基于w e b 的j a v a a p p l e t 以及用于动态生成h t m l 页面的s e r v l e t 构成。这些基本元素在组装过程中通过打包来创建w e b 组件。运行在w e b 层中的w e b 组件依赖w e b 容器来支持诸如响应客户请求以及查询e j b 组件等功能。 三、业务层 在基于j 2 e e 规范构建的企业信息系统中，用业务层中的e n t e r p r i s ej a v a b e a n ( e j b ) 组件来实现特定业务领域商务规则的代码。e j b 组件可以完成从客户端应用程序中接收数 据、按照商务规则对数据进行处理、将处理结果发送到企业信息系统层进行存储、从存储 第9 页 信息r 稗大学硕十学付论文 系统中检索数掘以及将数据发送回客户端等功能。部署和运行在业务层中的e j b 组件依赖 于e j b 容器来管理诸如事务、生命期、状态转换、多线程及资源存储等。这样，由业务层 和w c b 层构成了多层分布式应用体系中的中间层。 四、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 l l a ) 、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 ) 、数掘库系统及其他企业 信息管理系统。 3 2e j b 技术基础 在r m i 所实现的远程对象调用机制的基础上，e j b 构建了一个分布式组件结构的应用 系统模型。从程序结构的角度来说，e j b 主要包括三个方面，b e a n 组件、e j b 容器以及客 户程序。其中b e a n 组件为基本的程序组织单元，是实现应用系统中业务逻辑的主要部分， 每一个b e a n 实质上是一个实现特定业务方法的对象。但是，只实现特定业务方法的程序 是不能运行的，特别是分布式系统，业务方法的处理需要复杂的系统功能的支持( 例如， 远程方法调用) 。e j b 容器实现了底层的系统级功能，正如本文最初所述，e j b 容器将分布 式商务应用系统中通用的系统功能独立了出来。更重要的是e j b 容器与组件之问的关系以 及他们之间相交互的规则。从某种程度上说，组件与容器之间的关系就像应用程序与操作 系统的关系。b e a n 组件通过对容器方法的调用完成系统功能，容器则对b e a n 组件的运行 时对象进行管理，从而为b e a n 组件提供了高效安全的运行环境。而且，因为组件结构的 运用，按照e j b 规范的定义，b e a n 组件的运行将独立于容器中系统逻辑的具体实现，双方 通过特定的接口相交互，使组件可以“一次编写，四处运行”。客户程序则以e j b 容器为 中介对b e a n 组件进行调用。下面，本文将详细论述e j b 的组织结构以及各功能部分之日j 的关系。 一、b e a n 组件 在整个e j b 的应用程序模型中，b e a n 组件是实现业务逻辑的部分，也是应用程序功能 的直接实现者。由于所要实现的功能的不同，b e a n 组件分为三类，会话b e a n 、实体b e a n 和消息驱动b e a n ，e j b 容器对各类b e a n 组件的管理方式与提供的服务也会有所不同。 实体b c a n 可以看作后台数据库中数据的对象表示，一个对某个数据表中数据字段的 直接映射，所以实体b e a n 中会包含数据字段和相应的处理方法，侧重于数据本身的特征。 一个实体b e a n 可以被多个客户同时访问，容器需要管理对实体b e a n 对象的并发访问，并 且容器要保证b e a n 与数据库的一致性以及数据的持久性，提供对事务的管理。而会话b e a n 则侧重于与客户之间的交互以及对数据的某一处理过程，其中有些处理需要保存与某一客 户相关的数据，有些不需要，所以会话b e a n 又分为有状态的和无状态的两种。其中前者 因为与特定的客户相关联，所以不能并发访问，后者因为没有状态，所以可以实现并发访 问以提高效率，容器对两类会话b c a n 的运行期对象的管理会有不同的策略。 第1 0 页 信恳r 秤人学硕十宁仲论文 从开发者的角度来说，一个b e a n 组件需要定义四部分内容，两个远程接口( 不需要 显式的实现) ；h o m e 和r e m o t e 接口、一个b e a n 类和一个部署描述符文件。其中b e a n 类中包含h o m e 和r e m o t e 接口中所定义的方法的真正实现。在编译一个b e a n 组件的 时候，容器会根据b e a n 类生成实现两个远程接1 2 1 的类，h o m e 类和o b j e c t 类。其中， h o m e 中定义控制o b j e c t 对象生命周期的方法，而o b j e c t 中定义了业务逻辑。最后 容器会根据部署描述符文件为组件设置运行时环境并提供相应服务，例如安全管理和事务 管理方式。 二、e j b 容器 e j b 容器扩展了i t m i 的分布式对象调用系统，构成了整个e j b 体系结构的核心框架。 本文的前一部分已经详细的讨论了r m i 的分布式对象调用机制，在其基础上，e j b 容器提 供以下基本的系统级功能：分布式对象( 眺i ) ，对象的并发管理，持久性和事务管理，命 名及安全管理等。这些通用的功能构成了组件的运行时环境，使得b e a n 组件的开发者可 以专注于业务逻辑的实现。更重要的一点是：这些功能的抽象和实现，以及整个运行时框 架的建立，为将来更加广泛和通用的分布式计算环境的构建提供了极有价值的参考，也意 味着一种新的更有效的网络应用模式的出现。 对容器来说，一个b e a n 组件在运行时包括三个对象，h o m e 对象、o b j e c t 对象和 b e a n 对象。b e a n 对象是实现整个组件的核心部分，也是容器的主要管理对象，其中包括 b e a n 组件中所有功能方法的具体实现。可以分为四个部分：h o m e 接1 3 定义的方法，用 来管理o b j e c t 对象的生命周期；r e m o t e 中定义的业务方法；获取容器上下文( 包含 一些系统数掘) 的方法；系统回调方法。容器和组件通过系统上下文和回调方法相交互。 在运行时，容器会首先实例化一个组件的b e a n 对象，并将它放到实例池中，以后就由容 器来管理它的生命周期，并通过系统回调与b e a n 对象交互。而h o m e 和r e m o t e 对象 都是远程对象，负责与客户的交互，在需要的时候实时生成，并且h o m e 和r e m o t e 对 象并不直接处理客户的请求，而是将请求简单的委托给b e a n 对象，由b e a n 对象来处理。 一个比较完整调用过程是这样的：首先客户通过h o m e 接口的s t u b 调用c r e a t e 方法，这 时服务器端的e j b 容器会根据s t u b 的请求实例化一个h o m e 对象，然后调用其中的c r e a t e 方法，但h o m e 对象会将调用交给b e a n 对象处理，创建一个o b j e c t 对象，然后客户就 可以调用其上的业务方法了，调用结束的时候，通过类似的过程调用b e a n 对象中的r e m o v e 方法删除o b j e c t 对象。而b e a n 对象的生存周期则完全由容器束管理“。 3 3s n m p 概述 3 3 1s n m p 管理模型 s n m p 网络管理模型表现为一种c s 模式的m a 结构，是管理站、代理、管理信息库 和网络管理协议的集合“1 ，其关系如图2 所示： 第l l 页 信息r 稃大学硕十学 市论文 网络管理站 路由器其它被管设备 图2 网络管理的基本模型 一、网络管理者 网络管理者是指一个独立设备或共享系统中的功能。管理站作为网络管理者与网络管 理系统的接口，应满足如下条件：具有数据采集与分析功能的管理进程；提供网络管理者监 控网络的接口；管理操作转变为对远程网络元素的实际监控手段；提供存储网络实体信息 的m i b ”。 二、代理 代理指支持s n m p 并提供对象管理能力的主机、路由器等网络设备或进程。对来自管 理站的协议请求进行应答，并向管理站报告重要t r a p 事件，通过调用操作支持例程将管理 请求转化为对本地数掘结构的有效操作。 三、管理信息库 管理信息库是掐述被管对象属性的数据变量对象集合，管理站通过存取代理m i b 对象 值来获取网络当前运行状态并且对设备进行一定程度的控制。 四、网络管理协议 它是随着管理站和代理者的互操作以抽象原语和参数形式的出现而形成。s n m p 采用 一种简单的存取模式，读取与设置被管对象参数，以及实现代理向管理者通告重要事件。 包括管理站读取代理对象的值g e t ，管理站设置代理对象的值s e t 以及代理向管理站通报重 要事件的t r a p 三类协议操作。 s n m p 主要通过一组i n t e r n e t 协议及其资源提供网络管理服务，结合一种基本框架结 构实现对鉴别、授权、访问机制以及网络管理策略的操作，采用m a 模型实施网络监控。 s n m pe h = 个主要的协议标准构成：管理信息结构( s m i ) 、管理信息库( m i b ) 和简单网络管理 协议( s n m p ) 。 目前应用最为广泛的s n m p 协议版本是s n m p v l 与s n m p v 2 ，s n m p v 3 的支持设备还 很有限，因此以下分析与讨论主要以s n m p v l 与s n m p v 2 为主。 s n m p v l 定义了五种操作，其含义如下： 第1 2 页 信息t 稃大学硕十学付论文 1 g e t r e q u e s t 从一个指明的变量读取值 2 s e t - r e q u e s t 将一个值存到一个指明的变量中 3 g e t - r e s p o n s e 对一个读取操作的回答 4 g e b n e x t _ r e q u e s t 遍历表格变量的值 5 t r a p 由一个事件触发的回答 其 g e t - r e q u e s t 、s e t - r e q u e s t 、g e t r e s p o n s e 3 个消息由管理站发给代理，用于请求读取或 修改管理信息，提供了最基本的读写操作及对其的响应，g e t r e s p o n s e 用于对各种读取和修 改管理信息的请求进行应答。后2 个消息由代理发给管理站，g e t - n e x t - r e q u e s t 可以在不清楚 表格变量的后缀情况下，遍历整个表格。t r a p 用来主动向管理站报告代理系统中发生的事 件，如节点机分组队列长度超过阀值，接口链路u p 或d o w n 等。 3 3 2m i b 与o s i 系统管理模型所采用的方法相同，s n m p 的被管对象也被组织在对象标识符注 册树中。具体地，在对象标识符注册树的i n t e r n e t 节点之下构成s n m p 被管对象标识符予 树，这个子树被称为i n t e m