（交通信息工程及控制专业论文）基于Web的IP地址资源管理系统的研究与开发.pdf

摘要 通信和互联网技术的飞速发展大大促进了互联网网络建设的规模和速度，由 于历史和管理等原因，i p v 4 地址资源存在着严重的浪费。为了提高i p 资源的使 用率，同时提高网络的可管理性和安全性，本文结合中国联合通信公司项目“中 国联通互联网网络安全工程”总课题实现了i p 地址资源网络管理系统的研究开 发。 本文选择了中国联合通信公司陕西分公司i p 地址资源管理作为研究对象， 在分析现有的i p 地址资源管理方式的基础上，以软件工程中的基础理论为研究 方法，详细阐述了基于w e b 的i p 地址资源管理系统研究开发全过程，以系统的 需求分析为基础，论述了本系统体系架构设计，继而以r a t i o n a lr o s e2 0 0 3 作 为工具，采用面向对象的方法和统一建模语言u m l ，对系统进行了详细的分析与 建模，并进行了数据访问策略及数据库存设计。在实现过程中，在n 层体系结构 模式的指导下，将系统分为表示层、商务逻辑层、数据访问层和数据层，并使用 v i s u a ls t u d i o n e t 集成开发环境，利用a s p n e t 、w e bs e r v i c e 、x m l 等技术和 c # 语言建立了一个基于w e b 的i p 地址资源管理系统。 本文以地址资源登记、分配和地址使用登记模块为重点详细介绍了系统实现 的研究开发过程，着重剖析了其中的难点问题，论述了在系统开发中管理系统的 安全机制设计和实现，同时，对于系统实现中一些主要算法：空闲i p 地址资源 计算、海量数据的分页等进行了详细分析和说明。 本系统为陕西联通公司所有i p 地址管理人员提供了一个对现有i p 地址资源 的分配、登记、回收、查询、地址比对、数据维护等功能的沟通和协作的信息平 台，填补了中国联通公司i p 地址资源网络化管理的空白。通过对其他i s p 的调 查，该系统从实现技术上，在同行业中处于领先地位。同时，该系统的建立也为 中国联合通信公司下一步实行信息化综合管理平台奠定了坚实的数据信息基础， 必将为其业务经营发挥更大的作用。 关键字：w e b ，i p 地址资源，n e t ，u m l ，) ( m l ，w e bs e r v i c e a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o na n di n t e r a c tt e c h n o l o g y , t h e s c o p eo fi n t e r n e tc o n s t r u c t i o nh a sb e e ne x t e n d e da n di t sc o n s t r u c t i o ns p e e dh a sb e e n a c c e l e r a t e d h o w e v e r , d u e t oc e r t a i nh i s t o r i c a lr e a s o n sa n ds o m ef a c t o r si n m a n a g e m e n t ，t h e r ee x i s t sas e r i o u sw a s t ei ni p v 4a d d r e s sr e s o u r c e s f o rt h ep u r p o s e o fr a i s i n gt h ea p p l i c a t i o ne f f i c i e n c yo fi pa d d r e s sr e s o u r c e sa n di m p r o v i n gt h e m a n a g e m e n ta n ds e c u r i t yo ft h ei n t e m e t ，t h ep r e s e n tt h e s i sd e a l sw i t h t h er e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n to fa ni n t e r n e tm a n a g e m e n ts y s t e mc o n c e r n i n gi pa d d r e s sr e s o u r c e s t h e r e a l i z a t i o no ft h ep r e s e n ts y s t e mi sa c h i e v e dw i t ht h ec o m b i n a t i o no fa l lo v e r a l l r e s e a r c hp r o g r a mc o n d u c t e db yt h ec h i n au n i c o r nc o ，n a m e l y , “r e s e a r c ho nt h e s e c u r i t yo f c h i n au n i c o r ni n t e r a c t t h er e s e a r c ht a r g e to ft h i st h e s i si si pa d d r e s sr e s o u r c em a n a g e m e n to fs h a a n x i u n i c o r nb r a n c hc o m p a n y o nt h eb a s i so fe x i s t i n gp a t t e r no fi pa d d r e s sr e s o u r c e sa n d t h eb a s i ct h e o r i e si ns o f t w a r ee n g i n e e r i n g , t h ea u t h o ro ft h et h e s i se l a b o r a t e so nt h e w h o l ep r o c e s so ft h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h ep r e s e n tm a n a g e m e n ts y s t e mo f w e b - b a s e di pa d d r e s sr c s o 嘲，a n dt h e nd i s c u s s e st h ed e s i g no ft h es y s t e m f r a m e w o r ka c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h es y s t e mr e q u i r e m e n t s ad e t a i l e da n a l y s i s a n dm o d e l i n ga r ec o n d u c t e db ya d o p t i n gr a t i o n a lr o s e2 0 0 3a st o o l ，o b j e c t - o r i e n t e d m e t h o da n du m l , f o l l o w i n gw h i c hi st h ed e s i g no fd a t aa c c e s ss t r a t e g i e sa n d d a t a b a s e w i t hr e f e r e n c et ot h es t r u c t u r em o d eo fn l a y e rs y s t e m ，i nt h ec o u i s eo f r e a l i z a t i o n ，t h es y s t e mi sd i v i d e di n t op r e s e n t a t i o nl a y e r , l o g i cb u s i n e s sl a y e r , d a t a a c c e s sl a y e r , a n dd a t al a y e r i na d d i t i o n ，t h e r ei sa l s ot h ea d o p t i o no ft h ei n t e g r a t i o n d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n to fv i s u a ls t u m o n e t , u s i n ga s e n e t , w e bs e r v i c e , x m l t e c h n o l o g i e sa n dl a n g u a g e 饼t h u sam a n a g e m e n ts y s t e mo fw e b - b a s e di pa d d r e s s r e s o u r c e si sd e v e l o p e d w i t he m p h a s i so nt h em o d u l e so fa d d r e s sr e g i s t r a t i o n ，a l l o c a t i o na n da d d r e s s u s i n gr e g i s t r a t i o n , t h ep r e s e n tt h e s i so f f e r sad e t a i l e di n t r o d u c t i o no ft h ep r o c e s so ft h e s y s t e md e v e l o p m e n t ，i nw h i c ht h e r ei sa l s os o m ed i s c u s s i o nc o n c e r n i n gs o m em a j o r d i f f i c u l t p o i n t sa n dt h es y s t e ms e c u r i t ym e c h a n i s m m e a n w h i l e ，s o m em a j o r a l g o r i t h m sd e s i g n e di nt h es y s t e m ，l i k ev a c a n ti pa d d r e s sr e s o u r c e sa l g o r i t h m ，m a s s d a t ap a g i n a t i o n ，a r ea l s oa n a l y z e da n di l l u s t r a t e d t h i ss y s t e mo f f e r sa ni n f o r m a t i o np l a t f o r mf o rc o m m u n i c a t i o na n dc o o r d i n a t i o n t ot h ei pa d d r e s sm a n a g e m e n tp e r s o n n e lo fs h a a n x iu n i c o mb r a n c hc o m p a n yi nt h e i r d e a l i n gw i t ht h ea l l o c a t i o n ，r c 酉s t r a t i o n ，r e c o v e r y , i n q u i r yo ft h ee x i s t i n gi pa d d r e s s r e s o u r c e s ，a d d r e s sc o m p a r i s o n ，a n dd a t am a i n t e n a n c e i ta l s of i l l si nt h eg a pi nt h e m a n a g e m e n to fi pa d d r e s sr e s o u r c e si nc h i n au n i c o mc o m p a n y i nt e r m so ft h et e c h n o l o g yo ft h es y s t e mr e a l i z a t i o n , i ti si nl e a d i n gp o s i t i o n c o m p a r e dw i t ht h o s eo fo t h e r si nt h i st r a d ea f t e rp e r f o r m i n ga ni n v e s t i g a t i o nt oo t h e r i s p s b e s i d e s ，t h ep r e s e n ts y s t e mh a sl a i das o l i dd a t af o u n d a t i o nf o rac o m p r e h e n s i v e i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tp l a t f o r mt ob ed e v e l o p e db yc h i n au n i c o r nc o m p a n y , w h i c hw i l ld e f i n i t e l yp l a yam o r ei m p o r t a n tr o l ei nt h ec o m p a n y sb u s i n e s s k e yw o r d s ：w e b ，i pa d d r e s sr e s o u r c e ，n e t , u m lx m lw e b s e r v i c e 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：乃字矽衫年月彳日 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：苍字 导师签名：废i 韵灸 劲衫年午月名日 。却舌年乒月舻日 第一章绪论 1 1 国内外i p 地址资源的现状 目前，在i n t e r n e t 中广泛使用的是i p v 4 ( i p 协议版本4 ) 协议，在该协议中 分配给每个网络终端设备的i p 地址为3 2 位。该i p 协议是在i n t e r n e t 发展初期 r p a n e t 网络时代提出的。这种i p 地址管理方法通过两级分层i p 编址、子 网、d n s 主机名识别以及各种控制协议对连接在i n t e r n e t 上的主机进行i p 地址 分配和管理。在这2 0 多年的应用中，i p v 4 获得了巨大的成功，同时随着应用范 围的扩大，它也面临着越来越不容忽视的危机。 从理论上讲，现行的i p 协议最多可支持超过4 0 亿个地址，但实际上，由于互 联网早期a 、b 、c 等地址类型的划分，浪费了大量的地址，特别是b 类地址。调 查表明，整个b 类地址空间的实际利用率只能达到1 0 9 6 多一点“1 。在互联网发展 初期，美国一些大学和公司占用了大量的i p 地址，例如m i t 、i b m 和a t & t 分别 占用了1 6 0 0 多万，1 7 0 0 多万和1 9 0 0 多万个i p 地址。另外，由于分配权的原因， 导致一方面大量的i p 地址被浪费，另一方面在互联网快速发展的国家如欧洲、 日本和中国得不到足够的i p 地址。最后导致互联网地址资源的极度不平衡和紧 缺，i p 地址资源面临着紧缺的严峻局面，严重制约了网络的发展。在我国，i p 地址资源紧缺这个问题尤为突出。 由于i p v 4 地址资源有限，导致当前全球i p 地址管理分配比较严格。目前全 球的i p 地址的管理和分配是分级进行的：i c a n n 负责全球互联网上的i p 地址进 行编号分配。然后i c a n n 将部分i p 地址分配给地区级的互联网注册机构( r i r ) ， 这些r i r 负责该地区的登记注册服务。目前全球共有5 个r i r ：a r i n 、r i p e 、a p n i c 、 l a c n i c 和a f e i n i c 。a r i n 主要负责北美地区业务，r i p e 主要负责欧洲地区业务， l a c n i c 主要负责拉丁美洲业务，a f e i n i c 主要负责非洲地区分配，亚太地区国家 的i p 地址分配由a p n i c 管理。在r i r 之下还存在一些i r ，如国家级i r ( n i r ) 和普通地区级i r ( l i r ) 。这些i r 都可以从a p n i c 那里得到i p 地址，并可以向 其各自的下级单位进行分配。a p n i c 对i p 地址的分配采用会员制，直接将i p 地 址分配给会员单位。c n n i c 以中国国家n i c 的身份于1 9 9 7 年1 月成为a p n i c 的 联盟会员，成立了以c n n i c 为召集单位的分配联盟，已经为1 3 0 余家i s p 提供了 超过1 3 8 个b 类i p 地址o 。 面对如此迫切的形势，i p 地址资源作为一种有限的资源变得越来越昂贵， 同时，与之不相适应的是网络管理性和安全性变得越来越令人担忧。1 。为了减轻 网络的规划、配置、管理和维护负担，解决i p 地址空间缺乏的问题；同时提高 网络的可管理性和安全性，提高i p 资源的使用率；寻求技术上的突破是关键的 也是唯一可行的办法。建立一套行之有效的i p 地址资源管理系统变得越来越迫 切。 1 2 我国i p 地址资源管理中存在的问题 当前，中国内地的各家i s p 可以自由选择向c n n i c 或者向a p n i c 申请可携带 i p 地址。大多数i s p 都是从c n n i c 申请i p 地址，但是，由于在国内互联网络发 展早期，中国没有成立统一的i p 地址资源管理单位，i s p 都从a p n i c 申请地址， 导致某些i s p ，例如中国电信、中国教育网等是直接从a p n i c 申请i p v 4 地址， 这些地址与c n n i c 分配的地址相互独立。这种情况造成了现在中国的i p 地址分 布零散、统计比较困难的局面，目前还没有一个全面的针对中国i p 地址分布状 况的统计，这给i p v 4 地址资源的统一管理带来了一定的难度。最新统计资料表 明： 我国大陆i p v 4 地址总数为：6 8 3 0 0 0 3 2 个，折合4 a + 1 8 b + 4 5 c 台湾地区i p v 4 地址总数为：1 5 0 1 7 9 8 4 个，折合2 2 9 b + 4 0 c 香港特区i p v 4 地址总数为：6 1 1 9 6 8 0 个，折合9 3 b + 9 7 c 澳门特区i p v 4 地址总数为：1 2 7 2 3 2 个，折合i b + 2 4 1 c 表卜1 为中国大陆地区7 大i s p 的i p v 4 地址分配表。 表卜1 中国大陆地区7 大i s p 的i p v 4 地址分配表 单位名称地址数 折合数 中国电信集团公司2 1 0 0 8 6 41 a + 1 1 1 b + 1 9 2 c 中国网络通信集团公司 1 2 9 7 5 6 1 61 9 7 b + 2 5 4 c 中国教育和科研计算机网1 0 3 4 2 4 0 01 5 7 b + 2 0 8 c 国家政务外网管理中心 4 1 9 4 3 0 46 蛆 铁道通信信息有限责任公司 2 8 1 8 0 4 84 3 b 中国联合通信有限公司1 7 3 6 7 0 42 8 b + 1 6 0 c 中国移动通信集团公司 1 7 3 6 7 0 42 6 b + 1 2 8 c 2 其中，中国联合通信公司从c n n i c 那里申请获得i p 地址。负责将获取的 1 7 3 6 7 0 4 个l q p v 4 地址资源进行配置管理。 目前，中国联合通信公司及所属分公司的i p 地址资源管理均采用人工管理 模式，采用这种方法管理带来的缺陷很明显： 1 ) 大量的i p 地址在分配给地市以及设备时使用手工方法，工作量大，效率 很低。而且i p 地址的分配和使用情况处于经常变动之中，需要反复地修改，极 易造成人为的失误； 2 ) 一般的互联网i p 地址都是依靠人的头脑来记忆，掌握的i p 地址使用情 况不准确，尤其对于一些闲置的i p 地址资源不能全盘了解，造成i p 地址的利用 率低。而且由于网络的经常性调整和变动，使得最初的i p 地址工程资料没有参 考价值； 3 ) 手工管理i p 地址不能达到管理情况的实时共享。地市级的地址管理员不 了解全省的地址分配情况，在使用过程中可能会出现地址使用冲突情况的发生； 4 ) 手工方式管理，不便于查找和地址比对，不利于配合安全机构地址的查 询，而且无法找到某些盗用i p 的非法用户。而且对于i p 地址资源使用详细情况遵 不能随时统计，导致总公司向上级部门提出地址申请时工作量大大增加。 。 基于上述i p 地址资源管理中存在的问题，迫切需要构建一套i p 地址资源管 理系统，对现有的i p 地址资源进行动态实时管理。 1 3 课题的来源 本文的研究主要内容来源于中国联合通信公司项目“中国联通互联网网络安 全工程”总课题中“口地址资源网络管理系统”的研究开发。本文实现了在n e t 平台下基于w e b 形式的动态管理，可以实现信息共享，让口地址管理实现计算 机化，为全省m 地址管理人员提供一个统一的管理和操作平台。实现了对有限 的i p v 4 地址资源的科学合理的分配、回收和利用，便于监督管理工作的进行。 1 4 本论文的工作 本论文从口地址资源的现状和我国口地址资源管理中存在的问题入手，结 合现有技术，构建了基于w e b 的口地址资源管理系统。主要完成以下几个方面 的工作： 1 ) 简单分析了国内外i p 地址资源的现状和我国口地址资源管理中存在的 3 问题，尤其对中国联通公司现有的手工管理方式进行了分析； 2 ) 对基于w e b 的口地址资源管理系统进行需求分析，首先阐述了系统的 实现目标，然后进行了功能需求分析，最后进行了系统的业务流程分析。同时， 对本应用系统中相关开发技术如n e t 平台架构和a s p n e t 技术进行了分析； 3 ) 阐述了基于w e b 的口地址资源管理系统的设计，首先进行了系统架构， 分析了本系统软件体系结构，之后，采用面向对象的方法对系统进行建模，并且 进行了数据访问策略和数据库的设计； 4 ) 深入介绍了系统的实现过程，首先介绍了系统框架的搭建，然后介绍系 统各主要功能模块的实现和开发过程； 5 ) 详细介绍了系统开发过程中的主要难点和对策，对系统中所用到的核心 算法进行了剖析和介绍； 6 ) 总结论文的研究和开发结论，并对后续工作提出建议。 4 第二章基于w e b 的i p 地址资源管理系统需求分析 2 1 系统实现目标 本i p 地址资源管理系统是一个主要面向陕西联通公司运行维护部门的业务 管理系统，涉及到省和地市两个层次的i p 地址管理人员。该系统的最终实现目 标为： 1 ) 实现i p 地址管理的计算机化，建立基于w e b 形式的动态管理，实现信息 共享。为全省i p 地址管理人员提供一个统一的管理和操作平台； 2 ) 保证输入数据的有效性和准确性，系统的稳定性和安全性；具有较高的 安全控制措施、具有多级权限控制； 3 ) 方便的资源登记，科学的地址分配，地址资源的回收，方便的综合查询 和统计等功能使得对i p 资源的利用更加合理和有效； 4 ) 实现i p 地址投诉管理并且可随时查看i p 地址使用历史记录，便于管理 和监督部门工作； 2 2 功能需求分析 1 ) 地址资源登记：包括地址资源登记和设备资源登记两部分功能。前者是针 对全省目前可使用的大段地址资源进行登记，是省内i p 地址分配、使用的基础： 后者主要是登记全省的设备资源，为以后地址使用登记及分配工作做好基础。由 省级用户来完成此功能。 2 ) 地址资源分配：包括全省地址资源分配、l o o p b a c k 地址资源分配和地市 地址资源分配。全省地址资源分配主要目的是由省级用户将地址按大段分配给地 市，是各地市进一步进行地址分配及其他操作的基础；同时，将一部分i p 地址 段作为l o o p b a c k 地址使用，这部分i p 地址用来标记前期已登记设备：地市地址 资源分配是地市分公司将省上分配给当地的的大段地址进一步分配到前期所登 记的当地设备上，主要便于i p 资源的使用登记工作进行。此项功能由省级用户 和当地的地市级用户来完成。 3 ) 地址使用登记：主要用于各类地址的使用登记工作，包括l o o p b a c k 地址、 设备互联地址和用户i p 地址。l o o p b a c k 地址信息主要是用于标明不同设备的地 址；设备互联地址主要指全省网络( 包括省网骨干层、地市主要设备层) 各设备 5 间的互联地址，该地址一般成对出现；用户i p 地址使用登记主要是指针对具体 分配给用户的i p 地址的使用情况进行登记，分为用户i p 地址段登记及具体i p 地址登记两部分。 4 ) 地址资源回收：对于已经分配使用的i p 地址资源进行回收以重新分配使 用。 5 ) 地址查询：主要是为了对i p 地址及相关信息进行查询而设立的，对于查 询到的信息可以进行相关修改及报表输出。查询分为常用项目查询及组合查询， 信息的查询应可以选择是对输入条件进行精确匹配还是模糊查询。 6 ) i p 地址统计输出功能：用于目前使用的i p 地址情况进行汇总统计，可 以统计并输出目前全省及各地市i p 地址使用的详细情况，包括用户等信息：同 时可以统计并输出i p 地址使用率，即已经使用i p 地址个数当地i p 地址总数， 该统计信息可以直接打印或导出到e x c e l 文件。 7 ) i p 地址投诉管理：该功能主要用于目前i p 地址投诉管理，主要由省级 用户录入投诉信息，地市人员应该在规定的时限内对投诉进行处理； 8 ) 数据库的备份与恢复：要求可以实现数据库的手工备份及可以设定定时 备份，在有故障时可以进行数据库恢复工作，该功能操作由省级用户完成。 9 ) 地址比对：随时由省级用户抓取一段在网运行的i p 地址，目前正在使用 的i p 地址进行比对，用来分析i p 地址的使用率和监督非法i p 。 1 0 ) 系统日志：要求可以实现对系统运行情况的日志记录，特别是各级用户 进行操作的日志记录；要求可以记录系统每次启动时间，各用户登录时间等情况。 2 3 业务流程分析 在功能需求分析的基础上，对整个管理系统进行了业务流程分析。本系统的 业务流程主要由以下两部分组成：第一，省公司获取从北京总部分来的大段i p 地址和设备，先由省公司管理员将获得的地址和设备进行资源登记，登记后，这 些资源成为本省可以再分配的资源，根据需要，再由省公司管理员将这些资源分 给下属地市；第二，下属地市公司管理员对于省公司分来的i p 地址资源登记到 当地所属设备上，以备于今后具体分配给i p 地址最终使用者。i p 地址资源管理 系统的业务流程图如图2 1 所示。 育 甲甲 。厂 “l i 一 址f l 卜 y 丽砒 ， 嘲蚶懒 “l 由i j o o p b a 删l l l m 、一 7 u 甲爪lj 胁( 厂丽蕊菊丽、 ， 2 4 相关技术分析 2 4 1 n e t 平台架构 图2 - 1 业务流程分析图 微软的n e t 框架是n e t 平台的核心，n e t 框架是一个n 层体系结构， 如图2 2 所示。 图2 - 2 n e t 框架 n e t 框架有三个主要部分：通用语言运行时，n e t 框架类库和a s p n e t 。以 通用运行时和类库为底层支撑，c # 、v b n e t 、j s c r i p t n e t 等为语言工具，可以 使用a s p n e t 技术可以开发出基于w e b 的应用程序，也可以开发出传统的桌面应 用程序。 n e t 框架可以实现多个目标，包括： 1 ) 提供个一致的面向对象编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执 7 黧 行，还是在本地执行但在i n t e r n e t 上分布，或者是在远程执行的； 2 ) 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境； 3 ) 提供一个可提高代码( 包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码) 执行安全性的代码执行环境； 4 ) 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境； 5 ) 使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序( 如基于w i n d o w s 的 应用程序和基于w e b 的应用程序) 时保持一致； 6 ) 按照工业标准生成所有通信，以确保基于n e t 框架的代码可与任何其它 代码集成。 v i s u a ls t u d i o n e t 是开发人员开发基于n e t 平台的应用的一个集成开发环 境，集源程序编辑、编译、调试、管理等功能于一身，使开发人员可以不必过多 考虑开发之外的事情，可以集中精力于业务逻辑。 2 4 2a s p n e t 技术 a s p n e t 作为n e t 平台上的新一代技术，具有基于模块和组件、分离网页内 容与程序代码、提高执行效率等许多优点。为开发高效、健壮、灵活的基于w e b 的分布式应用程序提供了一个优秀的开发平台，是i p 地址资源管理系统开发的 首选和发展趋势。 a s p n e t 是一个己编译的、基于n e t 的环境，可以用任何与n e t 兼容的语 言( 包括v i s u a lb a s i c n e t ，c # 和j s c r i p t n e t ) 创作应用程序。另外，任何 a s p n e t 应用程序都可以使用整个n e t 框架。开发人员可以方便地获得这些技术 的优点，其中包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继承等等。 a s p n e t 可以无缝地与w y s i w y gh t m l 编辑器和其他编程工具( 包括 m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t ) 一起工作。这不仅使得w e b 开发更加方便，而且 还能提供这些工具必须提供的所有优点，包括开发人员可以用来将服务器控件拖 放到w e b 页的g u i 和完全集成的调试支持。 w e b 窗体页是用a s p n e t 技术生成的。a s p n e t 是一种统一的w e b 平台，它 提供了生成企业级应用程序所必需的全部服务。 从a s p n e t 应用程序访问数据库是向w e b 站点访问者显示数据的常用技术。 a s p n e t 使得为此目的而对数据库的访问比以往更加方便。它还使用户能够使用 其代码管理数据库。 a s p n e t 提供一种简单的模型，该模型使w e b 开发人员能够编写在应用程序 级运行的逻辑。开发人员可以在g l o b a l a s a x 文件或在作为程序集部署的己编译 的类中编写这种代码。这种逻辑可以包括应用程序级事件，但开发人员可以轻松 地扩展这种模型，以适应他们的w e b 应用程序的需要。 a s p n e t 提供易用的应用程序和会话状态功能，它们对于a s p 开发人员来说 是熟悉的，且容易与所有其他n e t 框架a p i 兼容。对于需要使用像i s a p i 编程接 口那样功能强大的a p i 的高级开发人员，a s pn e t 提供了i h t t p h a n d l e r 和 i h t t p m o d u l e 接口。实现i h t t p h a n d l e r 接口，提供了一种与l l sw e b 服务器的 低级别请求和响应服务交互的手段，并提供与i s a p i 扩展非常类似的功能，但编 程模型却较为简单。实现i h t t p m o d u l e 接口使用户可以包含参与对应用程序发出 的每个请求的自定义事件。 a s p n e t 利用n e t 框架和公共语言运行库中的性能增强功能。另外，它还可 以提供相对于a s p 和其他w e b 开发平台来说显著的性能改进。所有a s p n e t 代码 都是编译的，而不是解释的，这就允许对本机代码采用早期绑定，强类型处理，以 及实时( j t t ) 编译。a s p n e t 还可方便地分解，即开发人员可以移除那些与他们 开发的应用程序不相关的模块。它还提供丰富的缓存服务( 包括内置服务和缓存 a p i 两种) 。a s p n e t 还提供性能计数器，开发人员和系统管理员可以监视这些性 能计数器，以测试新的应用程序和搜集有关现有应用程序的度量标准。 n e t 框架和a s p n e t 为w e b 应用程序提供默认授权和验证方案。可以方便 地移除、添加或者替换这些方案，这取决于应用程序的需要。a s p n e t 配置设置 存储在基于x 儿的文件中，这些文件都是人为可读和可写的。每一个应用程序都 可以有不同的配置文件，可以扩展配置方案，以适应用户的要求。 9 第三章基于w e b 的i p 地址资源管理系统设计 3 1 系统架构 根据需求，我们设计了基于n e t 的i p 地址资源管理系统。该管理系统包括 如下几个功能模块：资源登记、地址分配、地址使用登记、资源查询、投诉管理、 数据维护、地址比对和系统管理。本系统的系统架构如图3 - 1 所示。 图3 - 1i p 地址资源管理系统架构 3 1 1 可扩展标记语言x 札 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) 是w 3 c 制定的文本标 记语言规范，它是严格定义的结构化数据，可以用来定义和描述数据。 x m l 主要有三个要素：s c h e m a ( 模式) 、x s l ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e 可扩展样式语言) 和x l l ( e x t e n s i b l el i n kl a n g u a g e 可扩展链接语言) 。 s c h e m a 规定了x m l 文档的逻辑结构，定义了x m l 文档中的元素、元素的属性 以及元素和元素的属性之间的关系，它能够帮助x m l 的解析器校验x m l 文档标记 是否合法；x s l 是用来规定x m l 文档表现形式的语言，同c s s 类似；x l l 则进一 步地扩展了当前w e b 上已有的简单链接。 x m l 具有如下特点： 1 ) 特别适合作为数据传输格式； 2 ) 本质上是灵活的。可以很快地添加或删除元素，并可以自动创建x m l 子树； 3 ) 反映人们从使用文件目录而熟悉的层次结构； 4 ) 它是一种转换语言，可以将它变成其他格式，也可以按照若干层的多 种准则排列它； 5 ) 它是一种标准，这意味着即使是两台不同的运行不同操作系统的机 器，仍能利用它进行通信； 6 ) 支持数据类型，这使它成为面向对象程序的设计语言。 ) 叫。的优越性不仅仅在于表现和描述数据，更重要的在于它采用文本标记的 形式定义各种可交换数据结构，并且可以利用标准的网络协议进行传输。x m l 解 决了在不同平台系统之间的数据结构模式的差异，使得数据层在x m l 技术的支 持下统一了起来。x m l 是w e bs e r v i c e 得以实现的技术基础，w e bs e r v i c e 所依 赖的其它协议规范都是以x m l 为标准来描述和表达的嘲。 也就是说，智能化的w e b 应用程序和数据集成砌能够更准确地表达信 息的真实内容，其严格的语法降低了应用程序的负担，也使智能工具的开发更为 便捷嘲。来自不同应用程序的数据也能够转化到x m l 这个统一的框架中，进行交 互、转化和进一步的加工。 3 1 2 基于n e t 的x m lw e bs e r v i c e 体系结构 w e b 服务是为了让地理上分布在不同区域的计算机和设备一起工作，以便为 用户提供各种各样的服务。用户可以控制要获取信息的内容、时间、方式，而不 必像现在这样在无数个信息孤岛中浏览，去寻找自己所需要的信息。 w e b 服务是描述一些操作( 利用标准化的) 叫。消息传递机制可以通过网络访 问这些操作) 的接口。w e b 服务是用标准的、规范的x m l 概念描述的，称为w e b 服务的服务描述。这一描述囊括了与服务交互需要的全部细节，包括消息格式( 详 细描述操作) 、传输协议和位置。该接口隐藏了实现服务的细节，允许独立于实 现服务基于的硬件或软件平台和编写服务所用的编程语言使用服务。这允许并支 持基于w e b 服务的应用程序成为松散耦合、面向组件和跨技术实现。w e b 服务履 行一项特定的任务或一组任务。w e b 服务可以单独或同其它w e b 服务一起用于实 现复杂的聚集或商业交易。 w e b 是为了程序到用户的交互，而w e b 服务是为程序到程序的交互做准备。 实现w e b 服务关键在于通用的程序到程序通信模型，该模型应建立在现有的和 新兴的标准之上，h t t p 、可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 、 简单对象访问协议( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，s o a p ) 、w e b 服务描述语 言( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w s d l ) 以及通用描述、发现和集成 ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ，d d d i ) 。 w e b 服务是一种基于标准的应用集成方式，它可以将运行在通过i n t r a n e t 、 e x t r a n e t 或i n t e r n e t 连接的分布式服务器上的应用集成在一起。利用w e b 服务， 公司和个人能够迅速且廉价地通过互联网向全球用户提供服务，建立全球范围的 联系，在广泛的范围内寻找可能的合作伙伴。 w e b 服务体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务中介者和服务请求者) 之间的交互。交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于w e b 服务构件：w e b 服务软件模块及其描述。在典型情况下，服务提供者托管可通过 网络访问的软件模块( w e b 服务的一个实现) ，简单地说，w e b 服务提供者就是 w e b 服务的拥有者，它耐心等待为其他服务和用户提供自己已有的功能； w e b 服务请求者就是w e b 服务功能的使用者，它利用s o a p 消息向w e b 服务提 供者发送请求以获得服务；w e b 服务中介者( 服务注册中心) 的作用是把一个w e b 服务请求者与合适的w e b 服务提供者联系在一起，它充当管理者的角色，一般是 u d d i 。这三个角色是根据逻辑关系划分的，在实际应用中，角色之间很可能有交 叉：一个w e b 服务既可以是w e b 服务提供者，也可以是w e b 服务请求者，或者二 者兼而有之。 图3 - 2w e bs e r v i c e 角色关系图 图3 - 2 显示了w e b 服务角色“1 之间的关系：其中，“发布”是为了让用户或其 他服务知道某个w e b 服务的存在和相关信息；“发现”是为了找到合适的w e b 服 务；“绑定”则是在提供者与请求者之间建立某种联系。 x m lw e bs e r v i c e 作为基于w e b 技术的重要发展，是类似于常见w e b 站点的 分布式服务器端应用程序组件。但是，与基于w e b 的应用程序不同，x m lw e b s e r v i c e 、组件不具有u i 并且不以浏览器为目标。相反，x m lw e bs e r v i c e 包 含旨在供其他应用程序( 如传统的客户端应用程序、基于w e b 的应用程序或者甚 至是其他x m lw e bs e r v i c e ) 使用的可重用的软件组件。因此，x m lw e bs e r v i c e 技术正迅速地将应用程序开发和部署推向高度分布式i n t e r n e t 环境。 x 札w e bs e r v i c e ，提供了远程访问服务器功能的途径。通过使用w e b 服务， 企业可以公开其数据或业务逻辑的编程接口，然后客户端和服务器应用程序就可 以获得和操作这些编程接口。通过使用诸如h t t p 和x m l 消息传递之类的标准跨 越防火墙移动数据，) 叫。w e bs e r v i c e 可在客户端服务器或服务器服务 器方案下实现数据的交换。x m lw e bs e r v i c e 不与特定的组件技术或对象调用约 定相关联。因此，以任何语言编写、使用任何组件模型并在任何操作系统上运行 的程序，都可以访问) n 也w e bs e r v i c e 。 3 2 系统软件体系结构 3 2 1 基于w e b 的n 层体系结构 层次体系就是利用分层的方式来处理复杂的功能，层次系统要求上层子系统 能够使用下层子系统的功能，而下层子系统不能使用上层子