（计算机应用技术专业论文）基于net的ic加油卡系统的研究与开发.pdf

摘要 近年来，随着我国经济的匕速发展，给机动交通工具加油作为商品流通领 域的重要行业，在入们的经济生活和同常生活中占有越来越重要的位置。油票、 现金等传统支付手段给石油公司带来的各种弊端，使得石油公司下决心借助先 进的技术手段、管理方式等多方面措旌进行改革。因此，使用具备存储量大、 数据保密性好、抗干扰能力强、存储可靠、读卡设备稳定、操作速度快、脱机 工作能力强等优点的智能i c 卡作为加油、结算和管理的载体，无疑是必然的趋 势。 本文针对中石化长江燃料公司的实际需求，基于n e t2 0 开发框架，以 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 作为开发平台，o r a c l e l o g 和a c c e s s 2 0 0 0 作为分布式数据库系 统，研发了一套具备加油卡办理、充值、消费、查询统计等全面功能的分布式 王c 加油卡系统。 本文研究的主要内容包括以下几个方面： ( 1 ) 分析了分布式数据库系统体系结构的技术特点。研究了数据复制技术。 并针对慢速网络环境下网络带宽小、传输速度慢、网络可靠性差的特点提出了 一种基于修改戳和时问戳的异步数据复制方案：d e a 方案。 ( 2 ) 详细分析了中长燃热油站的监务流程及加油卡系统需求，根据系统的 设计原则和功能目标进行总体架构设计，给出了系统的总体设计和功能模块的 划分。 ( 3 ) 根据系统设计，实现了该系统的各项功能。 ( 4 ) 结合系统的实际情况，根据d e a 方案实现了数据交换子模块。该模 块达到了在各站点闻进行数据复制的目的，并在较大程度上降低了慢速网络对 系统可用性的影响。 论文的重点在于对分蠢式数据库系统数攒复制技术的研究和d e a 方案的提 出与实现。实践证明，d e a 方案实用可行，可以胜任慢速网络环境下数据复制 的要求。 关键词：分布式数据库，数据复制，数据交换代理，i c 卡 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc h i n a se c o n o m y , f u e l i n gf o rm o t o r t r a n s p o r ti nt h ec i r c u l a t i o no fc o m m o d i t i e sa sa ni m p o r t a n ti n d u s t r y , i np e o p l e s e c o n o m i cl i f ea n dd a i l yl i f ep l a y sa ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tp o s i t i o n o i ln o t e s ，c a s h a n do t h e rt r a d i t i o n a lm e a n so fp a y m e n tt oa l lt h ed i s a d v a n t a g e sb r o u g h ta b o u tb yt h e o i lc o m p a n i e s ，m a k e st h eo i lc o m p a n i e sd e t e r m i n e dt or e f o r mb ym e a n so fa d v a n c e d t e c h n o l o g y ，m a n a g e m e n ta n do t h e rm e a s u r e s 。t h e r e f o r e ，t h eu s eo fa v a i l a b l es t o r a g e c a p a c i t y ，d a t ac o n f i d e n t i a l i t y ，a n da n t i i n t e r f e r e n c ea b i l i t y ，r e l i a b l es t o r a g e ，c a r d r e a d e re q u i p m e n t ，s t a b i l i t y , o p e r a t i o ns p e e d ，a b i l i t yt ow o r ko f f l i n e ，e t c 髓es m a r ti c c a r d sa sr e f u e l i n g ，c a r r i e rb i l l i n ga n dm a n a g e m e n t ，n od o u b ti si n e v i t a b l e i nt h i sp a p e r , a i m i n ga ts i n o p e cc h a n g d i a n gf u e lc o m p a n y sa c t u a ln e e d s ，b a s e d o nt h e n e t2 0d e v e l o p m e n tf r a m e w o r k ，a si nv i s u a ls t u d i o2 0 0 5d e v e l o p m e n t p l a t f o r m ，a n dw i t ho r a c l e 10 9a n da c c e s s 2 0 0 0a sad i s t r i b u t e dd a t a b a s es y s t e m ，a d i s t r i b u t e dr e f u e l i n gi c c a r ds y s t e mw a sd e v e l o p e d ，w h i c hh a sc o m p r e h e n s i v e f u n c t i o n ss u c ha s g a sc a r dp r o c e s s i n g ，r e c h a r g i n g ，c o n s u m p t i o n ，a n dq u e r y i n g s t a t i s t i c sa n ds oo n t h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ri n c l u d et h ef o l l o w i n g ： ( 1 ) a n a l y z e dt h ed i s t r i b u t e dd a t a b a s es y s t e ma r c h i t e c t u r eo ft h et e c h n i c a lf e a t u r e s s t u d i e dt h ed a t ar e p l i c a t i o nt e c h n o l o g y a i ma tt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs l o wn e t w o r k e n v i r o n m e n ts u c ha ss m a l ln e t w o r kb a n d w i d t h ，s l o wt r a n s m i s s i o n ，p o o rn e t w o r k r e l i a b i l i t y , e t c ，d e as c h e m e ，a m o d i f i c a t i o n s t a m p a n dt i m e s t a m p - b a s e d a s y n c h r o n o u sd a t ar e p l i c a t i o ns c h e m e ，w a sm a d e ( 2 ) a n a l y z e dt h eb u s i n e s sp r o c e s so fs i n o p e cc h a n g j i a n gf u e lc o m p a n y sg a s s t a t i o n sa n dt h eg a sc a r db u s i n e s ss y s t e mr e q u i r e m e n t s i na c c o r d a n c ew i t ht h e p r i n c i p l e so fs y s t e md e s i g no b j e c t i v e sa n df u n c t i o n so f t h eo v e r a l la r c h i t e c t u r ed e s i g n ， t h eo v e r a l ld e s i g no ft h es y s t e ma n dt h ed e l i n e a t i o no ff u n c t i o n a lm o d u l e sw e r eg i v e n ( 3 ) i na c c o r d a n c ew i t hs y s t e md e s i g n ，t h ev a r i o u sf u n c t i o n so ft h es y s t e mw e r e a c h i e v e d ( 4 ) c o m b i n e dw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o no ft h es y s t e m ，ad a t ae x c h a n g es u bm o d u l e l l w a sr e a l i z e da c c o r d i n gt od e as c h e m e t h em o d u l eh a sr e a c h e di nt h ep u r p o s eo f i n t e r - s i t ed a t ar e p l i c a t i o na n dr e d u c e sa f f e c t sc a u s e db ys l o wn e t w o r kt ot h es y s t e ma t al a r g eg r a d e t h i sp a p e rf o c u s e so nt h er e s e a r c ho fd a t ar e p l i c a t i o ni nd i s t r i b u t e dd a t a b a s e s y s t e m sa n dt h er e a l i z a t i o no fd e a s c h e m e p r a c t i c eh a sp r o v e dt h a t ，d e as c h e m ei s f e a s i b l e 。a n di sc o m p e t e n tt od a t ar e p l i c a t i o nu n d e rt h es l o wn e t w o r k e n v i r o n m e n t 。 k e yw o r d s ：d i s t r i b u t e dd a t a b a s e ，d a t ar e p l i c a t i o n ，d a t ae x c h a n g ea g e n t ，i c c a r d 珏l 独创性声明 本人声明，所呈交的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己在论文中作了明确的说 明并表示了谢意拳 签名： 曰期：邋：薹：三 学位论文使用授权书 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，昆墨： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学虚论文於 全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研蚴：1 翩( 黝：趸嵋日期 叫”午 武汉理。r 大学硕+ 学僚论文 1 1 开发背景 第1 章绪论 伴随着信息技术、互联网技术和数据库技术的发展，石油石化行业纷纷开 始利用先进的电子信息技术，以i c 卡为载体，实现成品油零售系统的改造。通 过在匆疆油站巾安装l c 卡系统，以l c 卡这一现代支付工具取代传统的现金、油 票等结算方式，实现加油款的电子支付和交易数据的囱动采集；在各级石油公 司和加油站安装零售业务管理信息系统，提高加油站经营管理的科技含量和服 务水平，从而迸一步提高工作效率，降低成本，增强抵御市场风险的能力，使 石油石化企业在市场竞争中处于有利的地位【2 j 。 l e 加油卡具有如下优点： ( 1 ) 使用方便，结算快捷，提高工作效率。用户凭加油卡时加油数量、品名通 过计算枫系统逐笔登记，分类汇总，省去了在使用现金、油票结算时的审验、 清点、丌票的时间，提高劳动效率，扩大出库量，同时，为用户提供更加方便、 快捷的服务，提高了企业服务水平。 ( 2 ) 维护购销双方的权益，减少损失。加油卡具有安全保护功能，加油卡发 生丢失、损坏时，用户可办理挂失、换卡，单位用油户，通过加油卡还可以对 本攀位加油车辆实施有效的控制管理，减少企业不必要的损失。加油票结算方 式，用户是按当期时价购买，分期消费，期问油品价格下降时，企业得利，用 户利益受损，反之，价格提赢，用户褥捌，企业形成亏损。加油票一经售出， 油价发生变化时，一般情况下既不补价，又不退价。成品油实行费改税时，如 国家规定已售出的加、浊票不准补价，经营单位又没有相应的低价库存保证，将 给企业造成很大的损失。加油卡是按用户加油时销售牌价结算，随行就市，完 全避免了价格风险，使双方的利益得到充分的维护。 ( 3 ) 有助予企业加强经营管理。嗣前，一些入员及加油站收到省市石油公司 发行的加油票，为谋取私利，一般不向发行单位办理回笼结算，而是按低于国 家规定的零售价格二次向市场销售，由于嚣前没有相应法规约束，企业无法也 无权查处，严重地影响了发行单位经营利益。另外，所属加油站的个别加油员 武汉理一l ：人学硕l ：学位论文 也利用油品的现金售价与低价购进的加油票之间的价差，私自串换，损公肥私。 取消加浦票后，加漓卡是由省市石油公司所属单位独家发行，用户长期持有， 多次使用，因此杜绝了二次销售，堵塞了企业经营管理上的漏洞。加油票本身 防护能力差，面僮大，不法分子为谍敢暴利，造假、用假加油票，丽且手段越 来越高，有的足可以假乱真，经营单位虽然在油票的印制、管理上采取了一定 的措施，健仍防不胜防，收效甚微。加油卡般都采用i c 卡，科技含量高，难 以伪造，足可让造假者却步，从而减少企业不必要的损失p j 。 ( 4 ) 自j 利于企业搞好商品核算，提高管理水平。加油票是在用户购买时收取 贷款、丌具发票的。在企业会计核算上，檄据税法规定，一经售出即进行商品 销售收人核算，按当时的进货价结转成本，核减库存，而商品尚未发出，实际 成本价还未确定，形成油品的已售未提。其结果一方面虚增企渡当期经营利润， 使其与企业成本、费用不能配比，另一方面，当加油票销售量大于企业同期进 货量时，企业库存将出现赤字，不熊如实反映商品资会的实际占用情况，造成 企业的资产负债结构失真，同时，因未取得进货的进项税销售商品的增值税须 全额交纳。使用加油卡结算方式，用户交款时，无数量交割，企业可在预收帐 款内核算，待实际加油消费雁，在会计核算上按实际池库量体现销售收入，结 转成本，核减库存，计交税金，从而能全面如实地反映企业当期经营成果，资 金的流翻和结构，最大限度地增加企业的流动资金，减少信贷借款，节约利息 支出。加油卡后台信息管理系统能及时反映预收款项、油品销售等方面的分类 统计结果，为企业财务核算、业务管理提供准确可靠的资料及市场信患，有利 于提高企业经营管理水平【4 1 。 1 2 论文的目的和意义 本课题来源于中石纯长、江燃料公司( 简称中长燃) i c 加油一器系统的建没。 目前，针对车辆的陆上加油卡系统已在各国普遍采用，但针对船只的水上加油 卡系统应髑刚刚起步。在此之前，我豳尚没有一套水上加油卡系统。 中石化长江燃料有限公司是一家从事水上成品油经营的专业化公司。目前， 公闭经营横跨长江沿线五省二市及沿海部分地区，下属分公司及控股联营公司 1 5 家，水上经营网点6 0 座。与中石化公司的陆上加油站不同，中长燃加油站设 立在河流之上或者河岸边，许多加油站地处偏远，地理环境复杂。这导致加油 2 武汉理l 二人学硕士学位论文 站的基础设条件，特别是网络环境极其有限，9 0 的加油站只能采用无线上网， 网络质量麓，连接不稳定。针对水上加溜菇的特殊情况，建立适应公司经营的 现实情况和发展要求，以加油i c 卡为载体，以加油结算电子化为基础，其他非 油品服务资会结算为延伸，集资金结算，持卡客户管理与分析，i c 卡发放与管 理等功能为体，贯穿公司备层级，横跨公司经营网点所处各地域的安全稳定， 响应及时，升级便利，兼容性好的信息管理系统f 5 l 是十分必要的，对从零水上成 品油销售和加油服务的企业均具有重要意义。 1 3 课题研究内容及论文组织结构 本文研究内容包括：分布式数据库的典型阅题，异步数据复制技术，l c 卡 技术，慢速网络环境下的数据冲突和数据一致性问题，以及基于n e t 架构的交 易管理系统的设计与实现。 论文的组织结构如下： 第1 章绪论。绪论部分简要介绍了i c 加油卡系统的发展现状，本文的目 的和意义。 第2 章分布式数据库系统。本章给出了分布式数据库系统的分类、特点和 体系结构，详细介绍了数据复制技术和主流数据库数据复制解决方案，并研究 了适用于慢速网络的数据复制方法。 第3 章l c 加油卡关键技术研究。本章介绍了i c 卡技术、。n e t 框架与 a d o n e t 技术，提出了一种基于修改戳和时间戳的数据复制方案d e a 方案。 第4 章系统总体结构设计。给出了系统的总体结构设计、网络体系设计和 对l c 加油”器操作的实现。 第5 章系统各功能模块设计与实现。在n e t 框架下，通过对i c 卡和分布 式数据库技术的结合，设计实现了一套l c 加油卡系统，并在系统中应用d e a 方案实现了慢速网络环境下的数据复制功能。 第6 章总结与展望。本章对论文的主要工作进行总结，并指出了下一步研 究工作的重点。 3 武汉理l ：犬学硕 。忙论文 第2 章分布式数据库系统 2 1 分布式数据库技术 分布式数据库系统【6 是物理上分散而逻辑集中的数据库系统。分铅式数据 库系统使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多 个逻辑单能连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。因此，分匆式数据库 系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合f 7 1 。 2 1 1 分布式数据库的特点 一个完善的分布式数据库系统应该具有如下特点强】： ( 1 ) 分布性：数据存储在由计算机网络连接的地理上分散的多个地点，而不 是存储在个地方。 ( 2 ) 逻辑整体性：数据虽然在物理上分散在各个站点中，但在逻辑上却构成 一个整体，由一个分布式数据库管理系统统一管理。 移) 站点自治性：各地点上的数据融本地的d b m s 管理，具有自治处理能力， 完成本地点的应用。 搿) 数挺分布透明性：用户不必关心数据是如何被逻辑分片的，数据及其片 段是否被复制及复制副本的个数，数据及其片段的物理位置分布的细节以及局 部场地上数据库支持哪种数据模型。 ( 5 ) 集中与自制相结合的控制机制i 分布式数据库系统常常采用集中和自治 相结合的控制机制。局部的d b m s 可以独立管理局部数据库，同时系统又设有 集中控制机制，协调各局部d b m s 的工作。 ( 6 ) 存在一定的数据冗余：尽量减少冗余度是集中式数据库系统的目标之一， 而在分布式数据库中，为了提高系统的可靠性、可用性和改善系统性能，适当 的数据冗余是必须的。 7 ) 事务管理的分布性：数据的分布性造成事务执行和管理的分句憔，一个 全局事务的执行可能分解为若干个站点上子事务的执行1 9 1 。 4 武汉理上人学硕十学位论文 2 1 2 分布式数据库系统的分类 按照局部数据库管理系统的数据模型分类，分布式数据库系统可以分为同 构型d d b s 和异构型d d b s 。如果各个站点上的数据库的数据模型都是同一个 数据模型的，则称该数据库系统是同构蘩d d b s ，如s d d 一1 、p o r e l 等；如果 各站点上数据库的数据模型的类型是各不相同的，则称该分布式数据库系统是 异构型d d b s ，如m u l t i b a s e 、d d t s 等i 强 。 按照分布式数据库控制系统的类型分类，分布式数据库系统可以分为全局 控制集中型d d b s 、全局控制分散型d d b s 和全羯控制可变型d d b s 。如果分 布式数据库系统中的全局数据字典位于一个中心站点，由中心站点完成全局事 务的协调和局部数据库转换等所有控制功能，则称该d d b s 为全局控制集中型 d d b s ；如果全局控制机制和全局数据字典分散在网络的各个站点上，且每个站 点都可以完成全局事务的协调和局部数据库转换，每个站点既是全局事务的参 与者又是全局事务的协调者，则称该d d b s 为全局控制分散型d d b s ；全局控 制可变型d d b s 是介于前两种类型之间的d d b s ，根据应用的需要，站点被分 为主站点和辅助站点蘸组，主站点包含全局控制机铡和全局数据字典，辅助站 点则不包含全局控制机制和全局数据字典】。 2 1 3 分布式数据库系统的体系结构和组成成分 分布式数据库系统的体系结构如图2 。l 所示。 分布式数据库是分布式数据库系统中各站点上数据库的逻辑集合。与集中 式数据库一样，分稚式数据库也是由两部分组成。一部分是应用数据库，即关 于应用所需要的数据的集合，它是分布式数据库的主体。另一部分是数据字典， 即关于数据库中数据结构的定义以及全局数据的分片、分布的描述【1 2 1 。 5 武汉理一l ：人学硕十学位论文 图2 一1 分蠢式数据库系统的体系结构 2 2 分布式数据库系统中的数据复制技术 2 。2 1 数据复制技术的概念 数据复制技术是分布式数据库系统中的关键技术之一。它通过将数据库中 的数据拷爱到另外个或多个不同的物理站点上，来保持源数据库与鬈标数据 库中指定数掘的一致性。这样，用户可以在本地访问所需要的数据，方便的获 得出版数据，减少了对网络环境和服务器的依赖。数据复制技术大大棚茬了系 统的可用性。一般，数据复制技术适用于如下分布式环境：需要将数据分布到 一个或多个站点上；需要向其他服务器分发数据更改：需要按照预先的计划分 发数据副本；需要允许多个用户和站点进行更改，并将这些数据更改合并起来， 然后找出并解决冲突；需要建立在脱机坏境中使用的数据应用程序；需要对透 踞地出于发布服务器的事务控制之下的订阅站点进行较频繁更改；需要建立可 供用户对大量数据进行查看的w e b 应用程序1 1 3 】。 6 武汉理工大学硕十学位论文 2 2 2 数据复制技术的分类 2 2 2 1 按复制的内容、方法分类 按照复制的态容、方法，数据复制可戳分为表复镱l 和事务复制。 表复制是把某一时刻源数据表的内容通过网络复制到副本，因为复制的内 容是某一时刻的表的状态，所以又形象地绒为表快照。表复制传输的是数据， 是将整个出版物复制给订购者。它的内容也可以是部分的行列或者视图等。表 复制，往往需要复制较多的数据。因而对网络瓷源需求相对较高，不仅要求有 较高的传输速度，丽且要保证网络传输的可靠性。 事务复制足把修改源数据库的事务发送到副本。复制的可以是修改的表项、 事务或事务嗣志。蒯本接收到复制内容后，通过在本地数据库执行接收到的事务 操作来实现与源数据或者过程的一致。事务复制在网络中传送的是事务，即将 发生的变化传送给订购者，是一种增量复制。在事务复制中，淑于要不断监视 源数据库的数据变化，因而主服务器的负担较重。当出版数据发生变化时，这 种变化很快会传递给订购者，而不像表复制那样等待一个相对较长的时问| h j 隔。 某些数据库系统中的过程化复制，实质上是一种程序化了的事务复制【l 胡。 2 2 2 2 按参与复制的节点闻的关系分类 按照参与复制的节点见的关系，数据复制可以分为主从复制、对等复制和级 联复制。 主从复制：复制中只允许从源数据库( 即主数据库) 向其他数据库( 从数据库) 复制对象，复制对裂存放在从数据库站点中。主从复制是最基本的一种结构。 在这种结构中，定义一个主节点，其源数据称为主节点数据( 或主拷贝) ；定义l ：至l j n 个复制节点，其从主节点复制过来的数据称为复制点数据( 或副拷贝) 。数据 更耨操作只麓在主拷贝上进行，然后复制给其它翻拷贝。 对等复制：所有副本在任何节点都可以被修改，并且修改可以发送给其他 副本，即所有站点的地位、作用是等同的，没有主从关系。 级联式复制：是主从结构的一个扩展，它也是由一个主拷贝和若干个副拷 贝组成。不同于主从结构的是它允许每个从属副拷贝( 从属站点) 具有复制的能 力，即一个从属副拷贝可以把接收到的复制数据再传给下一个从属副拷贝。例 如，在o r a c l e 中一个快照站点也可以作为主站点【”】。 7 武汉理t 大学硕十学位论文 2 2 2 3 按照数据复制的实时性分类 按照数据复制的实时性，数据复制可分为同步数据复制和异步数据复制。 同步数据复制是指将本地产生的数据以完全同步的方式复制到异地，每一 个本地交易均需等待远稃复制的完成方能予以释放。异步数据复制则是指将本 地产生的数据以后台同步的方式复制到异地数据库，每一本地交易均可立即释 放，而无需等待远程复制的完成。同步复制实时性强，远端数据与本地数据完 全同步。但这种方式受带宽影响较大，数据传输距离较短。异步复制不影响本 地交易，传输距离长，僵其数据比本地数据略有延迟。在异步复制环境中，对 于所有应用最关键的就是要确保数据的一致性。0 6 1 2 2 。2 4 按照复制的复杂性分类 当复制中主要是单向的更新或者说在只有主站点可以对数据进行更新时， 我们常称之为基本复制。当复制中包含了双向或多向的更薪，此时有可能产尘 多个站点同时更新某数据的情况( 如可更新的快照复制、对等复制及对等复制 和基本复制混合的复制实现等) ，在实际数据库系统中往往称为高级复制。在高 级复制中，往往会产生复制冲突，应用和实现相对复杂。 2 3 主流数据库数据复制解决方案介绍 2 3 1o r a c l e 复制技术 o r a c l e 高级复制既可支持基于整个表的复制，又可支持基于部分表的复制鹾 种复制方案。这两种复制方案主要是透过o r a c l e 的两种复制机制来完成的，即 多主复制和可更新快照复制，同时还可以将这两种复制机制结合起来以满足不 断变化的进务需求。o r a c l e 高级复制方案包括： ( 1 ) 多主复制 多主复制方案支持全表在各个主节点闯的对称复制，允许所有主节点对主 表都有更新操作的权利。任何一个主节点上的复制表的更新都会被传播并被直 接应用到其他所有主表。一个主节点出现问题，不会对其他主节点之间变化的 传播造成影响。 多主复制采用一种称为”延迟远程过程调用( d e f e r r e dr e m o t ep r o c e d u r e 8 武汉理l ：人学硕士学位论文 c a l l s r p c s ) ”的机制作为差要的传播和应用变化的机制。各节点之间变化的传播， 既可以以基于事 睾的方式立邸传播，也可以在某个特定的时间点，如在网络窄 闲时传播。在传播变化时，如果其中的一个远端系统没有准备好，传播变化的 延迟远程过程调用( r p c s ) 就会保存在其本地欧歹| 中，等到系统准备好以磊再 执行。 ( 2 ) 可更新快照 o r a c l e 将只读快照机制扩展为一种允许快照可更新的对称复制机制。快照 更新的传播方式和如何应用到快照主节点采用了和多主复制一样的延迟远程过 程调用机制。 对于快照的定义，既可以是包含个主表的完全拷贝，也可以是为满足基 于篡的选择标准的主表中行的子集。快照在主节点的刷新是按照一定的时间闻 隔或用户单独请求进行的。最后一次刷新后主表的任何变化也同样被传播并应 用到快照。多个快照的刷耨是在一个一致的事务中完成的，这就确保了数据和 引用的完整性。 ( 3 ) 混合配置 可以将多主复制和可更新快照复制结合在一起，构成一种新的混合配置， 这种配置可以宪成对全表或者子表的复制。例如下面这种应用就是一个典型的 混合配置方案，一个系统具有两个位于不同地弹区域的中心节点，这两个不同 的地理区域下面还有一些分支机构，两个中心节点可以彼此看做是自己的备份 节点。采用多主复制方法在两个中心站点之闽复制数据，同时采用只读或者可 更新快照复制方法在每个区域范围中的主节点之间复制全表或者子表。这种配 置的一个显著好处就是当其中的一个中心节点发生问题时，这些快照的主节点 可以被重新定义到另一个运行良好的中心节点，从而提高了系统的可靠性。 2 3 2s q ls e r v e r 复制技术 s q ls e r v e r 复制技术的三种复制类型分别是：快照复制、事务复制和合 并复制。 快照复制是完全按照数据和数据库对象出现时的状态对其进行复制和分发 的过程。对发布数据的更改不会增量地传播到订阅服务器，一次复制整个数据 集。事务复制将数据的初始快照传播到订阅服务器，当发布服务器上发生数据 修改时，捕获个别的事务并传播到订阅服务器。发和服务器和订阅服务器的连 9 武汉理1 = 大学硕士学位论文 接通常必须是可靠且连续的，以便更新能传播到订阅服务器上。合并复制是从 发布服务器向订阅服务器分发数据的过程，该复制类型使发布服务器和订阅服 务器得以在连接或束连接时更新数据，然后在连接时合并所有站点的更新。合 并复制使得用户可以自主使用和更新数据，当重薪连接服务器时，复制拓扑中 的所有站点都汇聚为相同的数据值( 1 7 】。 2 3 3s y b a s e 复制技术 s y b a s e 提供三种复制技术：m o b i l i n k 、s q lr e m o t e 和复制服务器。 m o b i l i n k 是一种基于会话的技术，用来在中心统一数据库和大量远程数据 库间进行双向数据复制。它支持多种统一数据库服务器，其中包括非s y b a s e 数 据库。远程站点的管理和资源要求已降到了最低限度，因此，它非常适于各种 移动数据库。每个同步会话结束后，这些数据库就会保持一致。 s q lr e m o t e 是一种基于消息的技术，用于双向事务复制。这种技术适用于 统一数据服务器和大量远程数据库之间的双向复制。远程站点的管理和资源要 求已降到了最低限度，因此，它非常适合于移动数据库。此系统是基于消息的 系统。根据体系的不同，统一数据库和远程数据库问通常的延迟时闻为几秒钟、 几分钟或几个小时。 复制服务器是一种基于连接的技术，用于双向事务复制。它非常适于使用 高速网络连接的少量企业数据库间进行的复制，通常每个站点有一个管理员。 在这类系统中，有可能将延迟时闻缩短到凡秒钟。 2 4 慢速网络环境下分布式数据库系统的数据复制方法 2 4 1 数据复制方案的选择规律 各种数据库系统都提供了比较完备的数据复制功能，但又各具特色。在实 际应用中，选择复制技术方案的时候要从复制环境和复制要求两方面进行考虑。 2 4 1 i 复制环境 ( 1 ) 系统的同构性、同质性。主要考虑系统中有几种数据库系统，同一种数据 库产品的版本是否相同等问题。如果是非同质非同构的，要尽量选择异构支持 l o 武汉理l ：人学硕+ 学位论文 好的数据库系统。 ( 2 ) 嘲络的性能与可靠性。网络的带宽、通讯量、速度、连接的实时性、可靠 与否。这几项因素都是制定复制方案时，必须要考虑的内容，如果只考虑复制 本身的要求，而不考虑这些因素，很可能导致复制冲突、复制异常等情况。 ( 3 ) 各节点的硬件配置和工作性能。一是要考虑复制节点本身的性能是否足够 支持复制方案的要求；二是分配复制角色时，要考虑选择硬件配置和性能较好 的服务器做主服务器；三是在解决复制异常时要检查节点具体情况。 ( 4 ) 各节点的事务数量。应该合理调度复制，避免造成网络拥塞、服务器负担 过重。 2 ，4 1 2 复制要求 ( 1 ) 数据一致性要求的严格程度、实时性要求、复制间隔要求。如果复制的实 时性要求较离，就只能选择那些支持实时性或接近实时性的方案。如果对实时 性要求不高，则可在定制复制方案时，选择避开系统繁忙的时段等不利因素。 ( 2 ) 复制数据量的大小。尽量选择那些能实际减少复制数据流量的方案。 ( 3 ) 复制是单向还是双向。复制是否要求双向复制，选择的复制方案是否支持 双向复制。 ( 4 ) 复制是否会产生复制冲突。妻鑫果可能产生复制冲突，则必须事先规划妊冲 突解决方案，并采取措施尽可能地避免冲突。 2 4 2 慢速网络 慢速网络，又称低速网络，是指网络传输速率在m b p s 以下的网络。一般的 拨号网络、c d m a 2 0 0 0 瘸络等都属予慢速网络的范畴。慢速网络其有以下特点： 网络不是实时可用的；网络带宽小，传输速度慢；网络可靠性差，传输质量没 有保障；远端节点一般没有固定网络地址；一次通信成本较赢。相比高速网络， 在慢速网络环境下，数据复制的应用受到的约束和限制要大得多。在慢速网络 环境中，一般只能采用异步复制方式，而同步复制方式对网络速度和稳定性要 求过高，难以实现。又由于网络带宽和可靠性的制约，慢速网络环境下的异步 复制，也必须尽可能的减少数据传输量i l 引。 武汉理丁大学硕_ ：学 i = 论文 2 4 3 异步数据复制常用方法 目前，异步数据复制通常采用的方法是以下四种：基于时间戳的数据复制 方法；基于修改戳韵数据复制方法；基于周期修改戳的数据复制方法；基于修 改戳最大有效周期的数掘复制方法。 2 4 3 基于时溷戳的数据复制方法 基于时间戳的方法主要根据数据记录的疑新时间判断是否最新数据，并据 此对数据副本进行相应修改。该方法需要相关应用系统中的每个表中都有一个 时间戳字段，以记录每个表的修改时问。这种方法虽然不影响原有应用的运行 效率，但却需要对原有系统做较大的调整，丽目对捕获那些并非通过应用系统 等l 起的操作数据变化存在困难，虽然也可以通过设定触发器记录数据修改时间， 但同时也降低了系统运行效率。所以，对数据更改较少的主表实现数据复制， 基于时闻戳法较为合适鳓。 2 4 3 2 基于修改戳的数据复制方法 修改戳是系统加在数据上的标签，系统可以根据修改戳来确定一条记录是 否是最新记录，以及是否需要被更新。通常修改戳由一个数字字段来标识，不 同的数字表明了记录的不同状态，修改戳根据应用和复制的情况改变自己的值。 2 4 3 3 基于周期修改戳的数据复制方法 在一个应用中，数据的插入、修改等操作可能是有一定规律的。那么相应 的修改戳的更新也是有规律的。这样，我们就可以根据它的规律猜测某一修改 戳是否是最新的，对应的数据是否需要更新，帮系统可以依靠自身而不是主拷 贝来得到最新的修改戳。这样的方法适用于因网络原因导致无法及时得到主拷 贝数据酌情况【2 。 2 4 3 4 基予修改戳最大有效周期概念 任何数据的修改戮从第n 次修改到第n + 1 次修改的时间间隔t n ，当n 从0 到m ( m 是足够大的一个值) 依次取值，计算m 个间隔的平均值，得到的值p 即 为修改戳的最大有效周期。不同类型的数据由于其规律性不同，因此其修改戳 的最大有效周期不一样，需要进行长时间的测试，才能得出比较准确的值。对 1 2 武汉理l ：人学硕十学位论文 于经常进行修改操作的数据来说，p 就会较小，反之就会比较大。有了最大周期 p ，就；虿以判断一个修改戮的有效健了，首先敬出某一修改时闻，判断与当前时 问的问隔是否大于p ，如果大于，就可以初步认为该修改戳己经过时了，数据不 再是正确的，需要进行进一步的处理印l 。 2 5 本章小结 本章介绍了分布式数据库系统的特点、分类和体系结构，研究了数据复制技 术，并分柝了慢速潮络环境下数据复制适用的方法。 蠡汉理l ：人学硕e 学位论文 第3 章i c 加油卡系统关键技术研究 3 1i c 卡技术 3 1 1i c 卡简介 l c 卡i n t e g r a t e dc i r c u i tc a r d ，集成电路卡) 是继磁卡之后爨现的又一种新型 信息工具。i c 卡在有些国家和地区也称智能卡( s m a r tc a r d ) 、智慧卡( i n t e l l i g e n t c a r d ) 、微电路卡( m i c r o c i r c u i tc a r d ) 或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符 合i s o7 8 1 6 标准的卡基中，做成卡片形式；已经十分广泛地应用于包括金融、 交通、社保等很多领域。i c 卡读写器是i c 卡与应用系统间的桥梁，在i s o 国际 标准中称之为接口设备i f d ( i n t e r f a c ed e v i c e ) 。i f d 肉的c p u 通遭一个接口电路 与i c 卡相连并进行通信。i c 卡接口电路是i c 卡读写器中至关重要的部分，根 据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和1 2 c 通信等不同 的l c 卡读写芯片。 3 1 。2r f i d 卡的主要技术 射频识别r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) 技术是一种利用电磁波进行 信号传输的谈别方法，被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。r f i d 系统使用的通信频段范围为 3 0 0 m h z - - 一g h z 级。 射频议别l c 卡怒一种使用电磁波和菲触点来与终端通信的l c 卡。使用此 卡时，不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中。一般来 兑，通信距离在几厘 米至l 米范匿内。射频识别卡使用得较多，而且发展潜力较大。 射频移 别i c 卡有主动式和被动式之分。主动式卡是指卡片需要主动靠近读 卡器，用户需要将卡在读卡器上晃过才完成交易；被动式卡不用出示卡片，只 要走过读卡器的范围，即可完成交易。 目前世界上最先进的非接触i c 卡就采用了独特的r f i d 技术。 1 4 武汉理工大学硕+ 学能论文 3 1 3i c 卡安全 总体上，i c 卡的安全包括物理安全和逻辑安全两方面： f 1 ) 物理安全 物理安全包括：i c 卡本身的物理特性上的安全性，通常指对一定程度的应 力、化学、电气、静电作用的防范能力：对外来的物理攻击的抵抗能力，要求 l c 卡应能防l 复制、窜改、伪造或截昕等。常采用的措施有：采用高技术和昂 贵的制造工艺，使无法伪造；在制造和发行过程中，一切参数严格保密；制作 时在存籍器外面加若干保护层，防止分析其孛内容，瑟很难破泽；在卡内安装 监控程序，以防止处理器或存储器数据总线和地址总线的截听。 但) 逻辑安全 常用的逻辑安全措施有：存储器分区保护，一般将i c 卡中存储器的数据分 成3 个基本区：公开区、工作区和保密区；用户鉴别，用户鉴别又叫个人身份 鉴别，一般有验证用户个人识别p i n ，生物鉴别，手写签名。 3 2 n e tf r a m e w o r k n e tf r a m e w o r k 2 2 j 是支持生成和运行下一代应用程序和x m lw e b s e r v i c e s 的内部w i n d o w s 组件。n e tf r a m e w o r k 旨在实现下列目标： 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执 行，还是在本地执行但在i n t e m e t _ l z 分布，或者是在远程执行的。 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。 提供一个可提高代码( 包括由未翔的或不完全受信任的第三方剖建孵代码) 执行安全性的代码执行环境。 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。 使丌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。 按照工泣标准生成所有通信，以确保基于的代码可与任何其他代码集成。 n e tf r a m e w o r k 具有两个主要组件：公共语言运行库和n e tf r a m e w o r k 类痒。公共语言运行库是n e tf r a m e w o r k 的基础。爵以将公共语言运行库看 作个在执行时管理代码的代理，它提供内存管理、线程管理和远程处理等核 1 5 武汉理t 大学硕+ 学位论文 心服务，并且还强制实施严格的类型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形 式的代码准确性。这类似予j a v a 的虚拟枫。事实上，代码管理的概念是公共语 言运行库的基本原则。以公共语言运行库为目标的代码称为托管代码，而不以 公共语言运行库为目标的代码称莠非托管代码。 n e tf r a m e w o