（计算机应用技术专业论文）软件分发在奥运会信息系统中的应用研究.pdf

摘要 摘要 北京奥运会除了本身规模空前外，比赛场地更是前所未有地分布在了7 个不 同的城市，还涉及3 8 个竞赛场馆和1 8 个非竞赛场馆，7 个i t 场所和2 2 0 0 场比赛， 包括超过9 0 0 台服务器、7 0 0 0 台电脑终端和1 0 0 0 台网络安全装置，本身信息系统 的规模和复杂性都是历届中最高的。若按照一般企业建设信息系统的常规做法， 即工程师手工安装、调试每一台系统设备，这不仅需要超大量的人力物力，而且 将不可避免的出现因操作失误而重新返工，由于奥运会信息系统建设是倒排期工 程，没有时间冗余，因而需要一种能够将软件进行全自动地远程分发、安装、卸 载和更新的软件分发系统。 奥运会信息系统由数据中心、场馆数据中心、客户端应用系统三个主要层次 构成。根据该信息系统的网络体系结构和管理特点，软件分发系统采用客户机 服务器( c l i e n t s e r v e r ) 网络应用模式实现。将软件分发系统分为三部分，即控 制端、被控制端和软件分发服务器端。针对系统的各个模块的功能，讨论了分发 系统的设计思想和详细的实现流程。在对用户需求进行分析和讨论的基础上，运 用s o c k e t 和w i n d o w s 系统的钩子技术，实现了控制端对远程安装情况的实时控 制；在版本判断比较模块中，结合w i n d o w s 注册表技术，使软件分发过程更加 准确；根据文件的传输特点，采用了分块传输的机制，从而保证了文件传输的完 整性。 本文从实际需求出发，综合运用了网络通信、数据库、系统钩子、s o c k e t 等多种技术，实现了基于t c p i p 的软件分发系统。软件分发系统简化软件部署 管理，系统管理员可以不用到每台计算机上去工作，就能完成客户端计算机的软 件安装和维护，软件部署周期缩短，极大地减少了管理员的工作量，提高了管理 员的工作效率，此外，自动化的工作流程还可以避免人工操作带来的风险，使 i t 资产得到更好的保护。 关键词信息系统；软件分发；套接字；版本控制 a b s t r a c t a b s tr a c t d u r i n gt h eb e i j i n go l y m p i cg a m e s ，e x c e p tt h eu n p r e c e d e n t e ds c a l e ，n o to n l yv e n u e s w e r el o c a t e di ns e v e nc i t i e s ，b u ta l s oi n v o l v e d3 8 c o m p e t i t i o nv e n u e s ，18 n o n - c o m p e t i t i o nv e n u e s ，7i ts i t e sa n d2 2 0 0m a t c h e s ，a sw e l la si n c l u d e do v e r9 0 0 s e r v e r s ，7 0 0 0c o m p u t e rt e r m i n a l sa n d10 0 0n e t w o r ks e c u r i t yd e v i c e s ，o fw h i c ht h e s i z ea n dt h ec o m p l e x i t yi ni n f o r m a t i o ns y s t e mw e r et h eh i g h e s ta m o n gt h ep r e v i o u s o l y m p i c s i fi na c c o r d a n c ew i t ht h eg e n e r a le n t e r p r i s e sr e g u l a rw a y i nd e v e l o p i n g i n f o r m a t i o ns y s t e m ，n a m e l ye n g i n e e r s m a n u a li n s t a l l a t i o n , d e b u g g i n go fe a c h e q u i p m e n ts y s t e mw h i c hn e e d sal o to fh u m a na n dm a t e r i a lr e s o u r c e s ，m o r e o v e r i n e v i t a b l eo p e r a t i o n a lm i s t a k e sw i l ll e a dt or e w o r k a sar e s u l to ft h er e v e r t e dp h a s e o ft h ep r o j e c ti no l y m p i ci n f o r m a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t ，t h e r e sn oe x t r at i m el e f t ， s oak i n do fs o f t w a r ed i s t r i b u t i o ns y s t e mi sn e e d e dw h i c he n a b l e ss o f t w a r et ob e d i s t r i b u t e d ，i n s t a l l e d ，u n i n s t a l l e da n du p d a t e dr e m o t e l ya n da u t o m a t i c a l l y o l y m p i ci n f o r m a t i o ns y s t e mi sm a d eu po ft h r e em a i nl e v e l s ：d a t ac e n t e r , v e n u ed a t a c e n t e r , c l i e n t sa p p l i c a t i o ns y s t e m a c c o r d i n gt ot h en e t w o r ks y s t e ms t r u c t u r ea n d m a n a g e m e n tf e a t u r e so ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，s o f t w a r e d i s t r i b u t i o ns y s t e mi s a c h i e v e db yu s i n gc l i e n t s e r v e rn e t w o r ka p p l i c a t i o nm o d e t h es o f t w a r ed i s t r i b u t i o n s y s t e mi sd i v i d e di n t ot h r e ep a r t s ：c o n t r o l - s i d e ，c o n t r o l l e d s i d e ，s o f t w a r ed i s t r i b u t i o n s e r v e rs i d e a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o n so ft h es y s t e m se a c hm o d e ，t h ed e s i g n i n gi d e a a n dd e t a i l e dr e a l i z a t i o np r o c e s so fd i s t r i b u t i o ns y s t e mi sd i s c u s s e d o nt h eb a s i so ft h e a n a l y s i sa n dd i s c u s s i o no ft h ec l i e n t s n e e d ，t h ea p p l i c a t i o no ft h es o c k e t a n d w i n d o w ss y s t e m sh o o kt e c h n o l o g yr e a l i z e dt h er e a l - t i m ec o n t r o lo fr e m o t e i n s t a l l a t i o nb yt h ec o n t r o l - s i d e ；t h ec o m b i n a t i o no ft h ev e r s i o n sj u d g m e n ta n d c o m p a r i s o na n dw i n d o w sr e g i s t e rt e c h n o l o g ym a k e st h e s o f t w a r ed i s t r i b u t i o n p r o c e s sm o r ea c c u r a t e ；a c c o r d i n gt ot h et r a n s m i s s i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h ed o c u m e n t ， t h ea p p l i c a t i o no ft h es u b - b l o c kt r a n s f e rm e c h a n i s me n s u r e st h ei n t e g r i t yo ft h e d o c u m e n t st r a n s f e r 北京t 业大学t 学硕 ：掌位论文 t h i sp a p e rs t a r t sf r o mt h ep r a c t i c a ln e e d s ，a p p l i e dd i f f e r e n tk i n d so ft e c h n o l o g i e s c o m p r e h e n s i v e l ys u c ha sn e t w o r kc o m m u n i c a t i o n ，d a t a b a s e , s y s t e mh o o k ，s o c k e t ， r e a l i z e ds o f t w a r ed i s t r i b u t i o ns y s t e mo nt h eb a s i so ft c p i es o f t w a r ed i s t r i b u t i o n s y s t e ms i m p l i f i e ss o f t w a r e sd e p l o y m e n tm a n a g e m e n t ，s y s t e ma d m i n i s t r a t o rc a n c o m p l e t es o f t w a r ei n s t a l l a t i o na n dm a i n t e n a n c eo ft h ec l i e n t s i d ec o m p u t e rw i t h o u t t h en e e dt ow o r ki nf r o n to fe a c hc o m p u t e r , t h es h o r t e n i n go ft h es o f t w a r ed e p l o y m e n t c y c l eg r e a t l yr e d u c e st h ea d m i n i s t r a t o r sw o r k l o a d i na d d i t i o n ，a u t o m a t i cw o r k i n g p r o c e s s c a l la v o i dt h er i s k sw h i c ha r em a d eb ym a n u a lo p e r a t i o n ，g i v ei ta s s e t sb e t t e r p r o t e c t i o n k e y w o r d si n f o r m a t i o ns y s t e m ；s o f t w a r ed i s t r i b u t i o n ；s o c k e t s ；v e r s i o nc o n t r o l i v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个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，也不包含为获得北京工业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 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 日期： 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名：垄0 蜱日期：三竺艺坐 第1 帝绪论 第1 章绪论 近年来由于互联网的飞速发展，计算机的应用逐渐扩展到了各个行业的内 部，人类社会己经进入了信息化时代。为了实现内部资源的共享，局域网的应用 得到了长足的发展，同时为了更好地利用互联网的功能，越来越多的公司、学校 以及各种职能部门都建立了自己的局域网。北京奥运会信息系统可谓是典型局域 网建设及应用的典范。 2 0 0 8 年8 月8 日，第2 9 届奥林匹克运动会在北京顺利召开。北京奥运会信息系 统在各种复杂的环境中服务于包括运动员、裁判员、评论员、媒体、观众等在内 的总共达数十亿人的庞大而复杂的用户群，向他们提供了实时赛事、赛况的信息 服务，要保证如此复杂的信息系统在1 7 天的奥运期间万无一失、没有一次失误、 没有一点的信息延迟和中断，零故障是必须的，它既是奥运会的基本要求，也是 最高标准。因此，建设功能完善的奥运会信息系统，并使它在赛时稳定运行，不 仅实现了“科技奥运”理念，而且提升了北京奥运的形象和声誉。 奥运会信息系统的正式运行周期仅奥运会赛i i 及赛时共计一个多月的时问， 但系统必须在运行期保证全天候提供服务，任何服务中断都将引发用户抱怨，同 时影响北京奥运会的形象。因此稳定运行是对奥运会信息系统最为重要的要求， 这必然要求建立安全可靠的奥运会信息系统。 北京奥运会信息系统的应用所面临的环境是有史以来最复杂的。北京奥运会 不仅数据量处理需求大大超过往届奥运会，而且应用环境更为多样。除了北京奥 运会本身规模空前外，比赛场地更是前所未有地分布在了7 个不同的城市，北京 奥运会涉及3 8 个竞赛场馆和18 个非竞赛场馆，7 个i t 场所和2 2 0 0 场比赛，包括超 过9 0 0 台服务器、7 0 0 0 台电脑终端和1 0 0 0 台网络安全装置，本身信息系统的规模 和复杂性都是历届中最高的。对于如此庞大的信息设备和信息系统建设来说都是 一个新的挑战，若按照一般企业建设信息系统的常规做法，即工程师手工安装、 调试每一台系统设备，这不仅需要超大量的人力物力，而且将不可避免的出现因 操作失误而重新返工，由于奥运会信息系统建设是倒排期工程，没有时问冗余， 因而迫切的希望引入一种无人值守的自动化软件分发方法。软件分发必须是一个 北京t _ q k 大学t 学硕i ：学位论文 综合化、智能化、可视化、安全的网络管理软件，而且必须具有易于掌握、易于 操作、便于维护等特点。 1 1 研究背景 北京奥运会信息系统包括运动会管理系统、现场成绩处理系统、信息发布系 统和办公系统四大类【l 】。 运动会管理系统( g m s ) 是一个重要的奥运会软件系统，用于支持制证、 运输、医疗服务、人员管理等重要的后台管理职能；信息发布系统( i d s ) 是另 一个重要的奥运会软件系统，包括i n f 0 2 0 0 8 、评论员信息系统，用于将赛场实 时比赛结果以及诸如数据报告、运动员个人资料、天气状况等信息传送至到会官 员、赞助商、媒体以及奥运会大家庭成员；现场成绩处理系统( o v r s ) 是奥运 会软件系统中最重要的系统之一，它负责收集现场原始成绩数据并作初步处理之 后打包传回数据中心等待进一步数据处理；办公系统主要向工作人员提供邮件、 互联网、o a 等服判2 1 。 由于奥运会信息系统的安全要求，该系统采用封闭式的局域网实现策略【3 1 。 由数据中心、场馆数据中心、客户端应用系统三个主要层次构成。其中，系统管 理员位于数据中心一级。奥运会信息系统网络体系结构如图1 1 所示。 根据上面的信息系统的网络体系结构图，本论文的主要研究内容归结为“特 定局域网环境下的软件分发方法的研究”。 1 1 捌 数据中心域控制器f 系统管理员 ，】、聚交按机 ii i i l 软件分发服务器软件舟发服务器 软件分发服务器 客户靖客户端 客户端 图i 1 奥运会信息系统网络体系结构 f i gi - 1o l y m p i ci n f o r m a t i o ns y s t e mn e t w o r ka 心l l i t e c n i r e 1 11 计算机网络与t c p i p 参考模型 计算机网络技术己经成为当代社会信息网络的重要支柱和基础，也是推动社 会开放社会信息化的重要工具与手段。为减少网络设计的复杂性，大多数网络 都按层( 1 a y e r ) 或级( 1 e v e l ) 的方式来进行组织。t c p i p 参考模型是计算机网络 祖父a r p a n e t 和其后继的因特网使用的参考模型。a r p a n e t 是由美国国防部d o d ( u s d e p a r t m e n xo fd e f e n s e ) 赞助的研究网络。逐渐的，它通过租用的电话线 连接了数百所大学和政府部门。当无线网络和卫星出现以后，现有的协议在和它 一 丧删景删至删 北京t 业火学t 学硕l ! 学竹论文 们相连的时候出现了问题，所以需要一种新的参考体系结构。这个体系结构在它 的两个主要协议出现以后，被称为t c p i p 参考模型( t c p i pr e f e r e n c em o d e l ) 。 t c p i p 参考模型与o s i 参考模型相比，t c p i p 参考模型没有表示层和会话层。 互联网层相当于o s i 模型中的网络层，主机至网络层相当于o s i 模型中的物理层 与数据链路层。 ( 1 ) 互联网层 互联网层( i n t e r n e tl a y e r ) 是整个体系结构的关键部分。它的功能是使主机 可以把分组发往任何网络并使分组独立的传向目标( 可能经由不同的网络) 。这些 分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，因此如果需要按顺序发送和接收时，高 层必须对分组进行排序。 ( 2 ) 传输层 位于互联网层之上的那一层，通常称为传输层( t r a n s p o r tl a y e r ) 。它的功 能是使源端和目标主机上的对等实体可以进行会话。在这一层定义了两个端到端 的协议。一个是传输控制协议t c p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) ，它是一 个面向连接的协议，另一个协议是用户数据报协议u d p ( u s e rd a t a g r a m p r o t o c 0 1 ) ，它是一个不可靠的、无连接的协议。自从这个模型出现以来，i p 已 经在其它很多网络上实现了。 ( 3 ) 应用层 在t c p i p 模型的最上层是应用层( a p p l i c a t i o nl a y e r ) ，它包含所有高层的 协议。高层协议有：虚拟终端协议t e l n e t 、文件传输协议f t p 、电子邮件传输协 议s m t p 、域名系统服务d n s 、网络新闻传输协议n n t p 和h t t p 协议。 ( 4 ) 主机至网络层 互联网层下面什么都没有，t c p i p 参考模型没有真正描述这一部分，只是 指出主机必须使用某种协议与网络互联。 计算机网络的发展直接影响着文件传输系统的改进与升级，伴随着网络技术 的发展，特别是i p v 6 的发展，将会进一步提高文件传输系统的工作效率。 1 1 2s o c k e t 通信机制 s o c k e t 通讯机制是随着u n i x 的发展而逐步发展和完善的。它属于更为一般 4 第1 章绪论 的进程问通讯机制，它既适用于同一台计算机上的进程间通信，也适用于网络环 境的进程间通信，并且，是当今所有网络操作系统必不可少的基础功能。 在u n i x 的发展史中，a t & t 的贝尔实验室和加州大学伯克利分校的伯克利 软件发布中心( b s d ) 可以说是两大主力。当a t & t 致力于改进传统的u n i x 进程 间通信功能，从而形成了一整套s y svi p c 机制的同时，b s d 也在设法对其加以 改进。与此同时，b s d 又最早将计算机网络的通信规程，特别是当时正在形成 的t c p i p 规程，实现到u n i x 内核中去。所以对于当时的b s d 来说，很自然地 会把二者结合在一起考虑，把同一计算机上的进程间通信纳入更广的网络范围的 进程间通讯范畴，从而设计出一种更为一般化的进程间通讯机制。这种努力的结 果就是s o c k e t 机制，这一机制其实是命名管道在计算机网络下的实现和推广。 1 1 3 客户机服务器模式 2 0 世纪9 0 年代以来，客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 模式得到了十分迅速的流 行与发展。几乎每个新的网络操作系统和每个新的多用户数据库系统都声称能够 支持c s 模式。实现c s 模式允许有许多不同的策略。 从数据库管理系统的应用来看，在l a n 上采用的c s 模式，即指在l a n 中至 少有一台数据库服务器( d b m ss e r v e r ) ，可以作为希望去存取公共数据库的各台 工作站的后援支持。把应用任务中的程序执行内容划分为两个部分：与数据库存 取有关的部分由d b m ss e r v e r 承担，与应用的人机界面处理、输入输出或一部 分应用的逻辑功能等有关的内容由c l i e n t 端工作站承担。这样做的好处大致有： ( 1 ) 充分调动在l a n 中的s e r v e r 与c l i e n t 两方面的处理能力。 ( 2 ) 极大的减少网络上的的信息流通量( 可不再以整个文件为传送单位，采用 请求一服务响应的方式，仅传输经s e r v e r 加工处理后的那一部分必要的结果信 息) 。 ( 3 ) 有效的发挥了服务器软硬件执行效率高、集中管理数据库安全方面的长 处，也可以充分利用p c 机c l i e n t 端处理用户界面的( 特别是图形用户界面) 和本 地i o 的优点。 ( 4 ) c s 体系结构有可能提供一种开放式的、易于伸缩扩展的分布式计算环 境，并保护硬件等投资。 北京t q k 人学t 学硕f 学位论文 近年来已经普遍采用了三层方式的c s 模式，采用三层c s 模式的好处是： ( 1 ) 可以更方便、更清晰地分工应用软件的设计任务。 ( 2 ) 可以降低对客户机的要求，使客户机只需处理人机界面为主的工作，适应 日益扩展的应用需求。 ( 3 ) 防止客户机上有权连接数据库的用户绕过系统中的客户端应用系统，利用 自行安装在客户机上的数据库访问工具非法访问某些未授权的数据，从而保证了 安全性( 由功能服务器负责) 。 ( 4 ) 避免了在客户机上分发应用程序与版本控制上的困难。 对于文件传输系统来说，采用客户机服务器模式能够方便用户进行操作从 而提高工作效率。 1 2 课题的提出和应用价值 除了北京奥运会本身规模空前外，比赛场地更是前所未有地分布在了7 个不 同的城市，北京奥运会还涉及3 8 个竞赛场馆和1 8 个非竞赛场馆，7 个i t 场所和 2 2 0 0 场比赛，包括超过9 0 0 台服务器、7 0 0 0 台电脑终端和1 0 0 0 台网络安全装置， 本身信息系统的规模和复杂性都是历届中最高的。 对于如此庞大的信息设备和信息系统建设来说都是一个新的挑战，若按照一 般企业建设信息系统的常规做法，即工程师手工安装、调试每一台系统设备，则 可能还会带来以下众多弊端： ( 1 ) 安装时间不统一，不方便管理： ( 2 ) 安装版本不统一，不利于协调： ( 3 ) 安装次数增多，效率下降： ( 4 ) 计算机使用者水平参差不齐，软件安装不能顺利快速的进行。 由于奥运会信息系统建设是倒排期工程，没有时i 训冗余，因而在此引入一种 无人值守的自动化软件分发方法。 通过本课题的研究，对软件分发系统采用了一套行之有效的方案，包括采用 了无人值守的被控制端安装模式、软件安装版本的判断识别、分块传输方式、定 时分发，等等。本系统具有以下优势i ( 1 ) 将软件安装的工作简化，使系统管理员和用户从传统的软件安装模式中解 6 第l 章绪论 放出来。系统管理员不需要对网内计算机逐一进行安装，只需在控制端选定需要 分发软件的机器，并可同时指定时间，便可完成安装，大大提高了工作效率，使 原本繁琐的工作变得简单。 ( 2 ) 实现了无人职守的自动安装模式。软件的安装需要通过点击“下一步”等 类似的按钮才能完成。本系统采用了被控端免操作模式，使安装一步到位，即被 控端不需要任何操作，就能顺利进行软件安装，大大简化了安装步骤，提高了安 装的效率。 ( 3 ) 统一了软件的安装版本。现今的软件版本众多，软件更新速度非常快，奥 运会信息系统使用的软件版本往往要求较高的统一性，版本不统一造成的后果将 会使工作达不到统一的标准，不利于协同工作。有了统一的安装版本，一方面使 花费巨资购买的正版软件得到高效的利用，另一方面统一了机器的软件版本，提 高了工作效率，解决了协同工作的后顾之忧。 1 3 国内外发展状况 以下通过国内外分发软件的介绍对分发软件的发展状况及在局域网管理系 统中的作用作以简明的阐述。 1 w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 组策略 w i n d o w s2 0 0 3 的组策略支持分发功能，主要功能和使用方法如下所述。 假设现在某位网管要将s h y z h o n g c o m 域中的“w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 管理工 具包”程序“a d m i n p a k m s i ”分发到所有的工作站上，那么则应进行以下设置【4 】。 为了最大程度地进行访问权限的管理，首先应在使用n t f s 分区格式的盘中 新建一个目录，并命名为“t o o l s ”，然后将a d m i n p a k m s i 程序从w i n d o w ss e r v e r 2 0 0 3 安装光盘的“i 3 8 6 目录”中复制到“t o o l s $ ”目录中。接着设置该目录的共 享权限。分发的软件必须是m s i 封装文件。以域管理员身份登录d c ( 域控制器) ， 将新建的组策略对象命名为“s o f t w a r e ”。经过在d c ( 域控制器) 中的设置后， 软件就会被分发到s h y z h o n g c o m 域中的所有工作站上了。在工作站中，当用户 登录域后，只要点击“添n 删除程序 窗口中的“添加新程序”按钮，就会立 即在“从网络添加程序”列表中列出从d c ( 域控制器) 中分发出来的 “a d m i n p a k m s i 程序了。 7 北京t 业大学t 学硕17 学位论文 使用上述在工作站中进行软件安装的方法能够将共享方式的“被动下载”变 为软件分发的“主动传递”。这样一来，域的管理功能变得更加强大了，同时网 管的负担也减轻了不少。w i n d o w s 2 0 0 3 组策略分发具有安全、稳定的特点。 2 c n e t m a n 局域网管理系统 这里主要介绍一下该管理系统的软件和信息分发功能。 软件和信息分发：c n e t m a n 将软件或信息群发或单独发送。批量向节点计 算机分发软件和数据，与远程指导和维护结合使用可以进行软件升级及安装的工 作。发送短消息、通知或者对违规操作者进行告诫，可以针对某个i p 的终端设 备进行软件发送和升级工作，也可对网上所有的终端设备同时或定时进行批量的 软件分发和升级工作。 该网管系统分发功能不支持软件安装版本判断，容易带来重复安装的不便。 3 d e l i v e r ym a n a g e rs t a n d a r de d i t i o n d e l i v e r ym a n a g e r 支持包括了w i n d o w s ，h p u x ，s o l a r i s ，l i n u x 在内的多平台混 合环境，并可实现各异构平台问的互连。 主要功能【5 】： 实时分发安装软件资源 可以实时地向连接在w a n l a n 环境中的目标系统分发软件资源。然后可 以通过各种应用指令，在客户端系统服务器系统中利用已经分发的软件资源进 行软件安装。还可以定义软件分发和应用的时间表，定时进行分发和应用处理。 统一管理软件资源 在管理系统( m a n a g e r ) 上，可以统一管理分发到网络中各个系统中的软件资 源的分发状况，应用状况等。而且，还可以针对每个客户端，对软件资源的安装 成功与否、安装的状态( 转发完成、f 在进行定时处理、正在应用、应用完成) 等进行管理。 支持集群系统 可以将管理系统和代理系统搭建在集群系统的服务器上，从而可以构筑一个 具有高可用性的软件分发系统。 软件资源的维护和管理将变得更简单 d e l i v e r ym a n a g e rs t a n d a r de d i t i o n 所提供的各种丰富的功能的操作，以及分 第1 帝绪论 发应用目标、分发时间等各种设置的操作均可以在g u i 上简单地实现。在此之 上，还提供了在进行分发作业时执行控制台命令的功能，从而可以在进行分发作 业时通过批处理命令启动固定的业务处理。 文件分发功能 可以将软件资源分发到客户端系统。另外，在分发处理的过程中也可以根据 需要将分发作业取消。此外，还提供了同时向多个客户端分发、分发多个文件、 文件压缩等功能。 上述分发管理软件各有优点，同时也存在着不足之处。以w i n d o w s2 0 0 3 组 策略为例，虽然运行稳定，但通过上述一系列的步骤可以发现，其操作是非常繁 琐的，非专业人员很难在较短时间内掌握和应用；其次，安装需要客户端手动从 控制面板中安装，如果用户不进行安装，那么分发变得毫无意义；另外，组策略 不支持版本判断功能，因此可能发生重复安装，降低了分发的效率，安装文件必 须是m s i 格式，需要分发者使用软件将所要分发的文件转换成m s i 格式。组策 略的分发功能侧重于客户端自主安装。分发软件具有普遍性，但是针对性不强。 未来的分发软件应同时具有普遍性和针对性，操作简单，分发效率高，能够判断 软件的版本，能够快速、准确的对局域网内的机器安装软件。 1 4 本论文的研究内容 本论文的研究任务包括以下几点： ( 1 ) 基于t c p i p 协议和c s 模式的整个系统的架构设计、需求分析、技术路 线的选择、功能模块设计、业务流程设计。 ( 2 ) 重点完成文件传输、无人职守自动安装模块、截取屏幕模块和安装版本 比较模块四个模块的设计。 ( 3 ) 系统后台数据库的构建。 ( 4 ) 保证整个系统的稳定性、可靠性以及扩展性，充分考虑后续阶段的丌发。 1 5 本论文的内容安排 本人通过在奥组委技术部实习，参与了奥运会信息系统的建设，期问对相关 的技术进行了研究，在这些研究的基础之上，采用了基于c s 模式的软件分发系 9 北京丁业大学t 学硕l j 学位论文 统的解决方案。 本文对研究工作加以总结，论述了整体系统方案的选择，系统的实现方法， 对各模块的功能实现进行了说明。 第一章为本文的绪论，简要介绍了网络及软件分发相关知识，根据奥运会信 息系统的网络体系结构提出了本文的研究问题及研究的方向。 第二章对分发系统的技术进行了深入的研究和分析，介绍了w i n d o w s s o c k e t s 技术，单播、组播，p u l l 和p u s h 技术。 第三章是分发系统的总体设计。介绍了分发系统的设计目标；详细论述了 b s 结构和c s 结构的选用，软件开发方法和开发语言和系统运行环境的选择； 介绍了控制端、被控端的各个功能模块的流程和服务器端数据库的设计。 第四章是系统关键功能模块的研究与实现。介绍了系统的主要模块，包括 s o c k e t 模式选择与a p i 封装，无人职守自动安装的实现，文件传输模块和版本判 断比较模块。 最后，对本论文的主要研究工作进行了总结，并展望了本论文研究需要进一 步深入的地方。 1 0 第2 章软件分发技术综述 第2 章软件分发技术综述 2 1w i n d o w ss o c k e t s 规范技术 w i n d o w ss o c k e t s 规范以u c b e r k e l e y 大学b s du n i x 中流行的s o c k e t 接e l 为范例定义了一套m i c r o s o f tw i n d o w s 下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟 悉的b e r k e l e ys o c k e t 风格的库函数；也包含了一组针对w i n d o w s 的扩展库函数， 以使程序员能充分地利用w i n d o w s 消息驱动机制进行编程。 w i n d o w ss o c k e t s 规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的a p i ，并 让各家网络软件供应商共同遵守【6 】。此外，在一个特定版本w i n d o w s 的基础上， w i n d o w ss o c k e t s 也定义了一个二进制接口( a b i ) ，以此来保证应用w i n d o w s s o c k e t s a p i 的应用程序能够在任何网络软件供应商的符合w i n d o w ss o c k e t s 协议 的实现上工作。因此这份规范定义了应用程序开发者能够使用，并且网络软件供 应商能够实现的一套库函数调用和相关语义。 w i n d o w ss o c k e t s 规范定义并记录了如何使用a p i 与i n t e r n e t 协议族( i p s ，通 常我们指的是t c p i p ) 连接，尤其要指出的是所有的w i n d o w ss o c k e t s 实现都支 持“流式”套接口和“数据报”套接口。应用程序调用w i n d o w ss o c k e t s 的a p i 实现相互之问的通讯。w i n d o w ss o c k e t s 又利用下层的网络通讯协议功能和操作 系统调用实现实际的通讯工作。它们之间的关系如图2 1 所示。 w i n d o w ss o c k e t s 也支持多线程的w i n d o w s 进程。一个进程包含了一个或多 个同时执行的线程。 w i n d o w ss o c k e t s 规范中针对w i n d o w s 的扩展部分为应用程序开发者提供了 丌发具有w i n d o w s 应用软件的功能【刀。它有利于使程序员写出更加稳定并且更加 高效的程序，也有助于在非占先w i n d o w s 版本中使多个应用程序在多任务情况 下更好地运作。除了w s a s t a r t u p 0 和w s a c l e a n u p 0 两个函数除外，其他的 w i n d o w s 扩展函数的使用不是强制性的。 北京t 业大学t 学硕1 ：学位论文 图2 1 应用程序与w i n s o c k e t 关系图 f i g2 - 1t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e na p p l i c a t i o na n dw i n s o c k e t 2 2 组播技术 i p 组播是i p 的扩展。i p 组播在局域网或广域网上将i p 数据包从一个发送者 传送到一组接收者而不是一个接收者，并且依靠网络将数据包只传送给需要接收 它的网络。 2 。2 1i p 数据包传输类型 i p v 4 定义t3 种i p 数据包的传输：单播( u n i c a s t ) 、 广播( b r o a d c a s t ) 和组播【8 】 ( m u l t i c a s t ) 。单播用于发送数据包到单个目的地，这种传输是最常见的i p 传输， 单播实际上是点对点的；广播是指发送数据包到同一广播域或子网的所有设备； 组播指的是在i n t e m e t 网上对一组i p 站点进行数据传送。运行t c p i p 协议集的 有组播能力的节点可以接收组播消息。 比较单播与组播这两种数据的传输方式可以发现，当一台主机向多个用户发 送信息时，单播对于每一个用户都要发送一份数据拷贝，而组播总共只需发送一 份数据的拷贝。这样，组播的使用就大大的节省了带宽，减轻了网络的负载，从 而更加有效地利用了网络的带宽资源。 第2 章软件分发技术综述 2 2 2 组播的地址 i p 组播和单播的目的地址不同，i p 组播的目的地址是组地址d 类地址。 d 类地址是从2 2 4 0 0 0 到2 3 9 2 5 5 2 5 5 2 5 5 之间的i p 地址，其中2 2 4 0 0 0 到 2 2 1 0 0 2 5 5 是被保留的地址，2 2 4 0 0 1 表示子网中所有的组播组，2 2 4 0 0 2 表示 子网中的所有路由器，2 2 4 0 0 5 表示o s p f ( o p e ns h o r t e s tp a t hf i r s t ) 路由器， 2 2 4 0 0 6 表示o s p f 指定路由器，2 2 4 0 0 1 2 表示d h c p ( d y n a m i ch o s tc o n f i g u r a t i o n p r o t o c 0 1 ) 服务器。 d 类地址是动态分配和恢复的瞬态地址。每一个组播组对应于动态分配的一 个d 类地址：当组播组结束组播时，相对应的d 类地址将被回收，用于以后的 组播。在d 类地址的分配中，i e t f 建议遵循以下的原则： 全球范围：2 2 4 0 1 0 - - , 2 3 8 2 5 5 2 5 5 2 5 5 。 有限范围：2 3 9 0 0 0 2 3 9 2 5 5 2 5 5 2 5 5 。 本地站点范围：2 3 9 2 5 3 0 0 2 3 9 2 5 3 0 1 6 。 本地机构范围：2 3 9 1 9 2 0 0 - - 2 3 9 1 9 2 0 1 4 。 2 2 3i g m p 协议及其应用 i g m p 是组播中的一个非常重要的协议，它运行在i p 站点和它所在的子网 多点路由器之间，用来控制组播组成员的加入和退出。 i g m p 协议即因特网组管理协议，它位于i p 层，用来帮助路由器识别组播 中的主机成员。i g m p 使用预留的组播组地址2 2 4 0 0 1 与本地路由器通信。正是 通过这一渠道，i p 组播路由器知道是否有主机加入到这一特定局域网的一个组 播组。路由器在局域网中向这一地址发送i g m p 询问，主机通过告诉它们想要连 到哪个组来响应。i g m p v l 有两种类型的消息：汇报( r e p o r t ) 和询i h 习( q u e r y ) 。汇报 消息由主机发往路由器，询问消息由路由器发往主机。 2 2 4 组播的路由 具有组播能力的网络由支持本地组播的局域网通过具有组播能力的路由器 连接而成。i p 组播路由的关键是为每一个组播组建立组播的分配树，当组播的 北京t 业大学t 学硕l j 学位论文 分配树建立好时，每个组播路由器只要将该组的数据沿着分配树进行传播就可以 了。 2 2 5 交互式的i p 组播 i p 组播的最大用处就是用来做i n t e m e t 上的音频和视频的输出，比如向成千 上万的使用者发送音频和视频数据流。可是传统的i p 组播有一个最大的缺点就 是这些所有的使用者都是被动的接受者。换句话说，i p 组播并没有让这些使用 者进行交互式主动参与的内置机制。利用h 3 2 3 国际标准中对会议成员的管理技 术，s a p ( s e s s i o na n n o u n c e m e n tp r o t o c 0 1 ) ，s d p ( s e s s i o nd e s c r i p t i o np r o t o c 0 1 ) ， r t c p ( r e a l t i m et r a n s p o r tc o n t r 0 1 ) 等协议，就可以使传统的i p 组播技术具有交互 功能。 2 3p u s h 和p u l l 推( p u s h ) 和拉( p u l l ) 是两种软件分发方式，主要的区别是分发的发起者不同。 通常分发服务器是软件分发的发起者。我们在分发服务器上配置分发信息，由服 务器主动向各个远端主机下达分发指令、传输文件。远端主机是被动的接收者， 根据指令执行相应的操作。这是推的分发方式，好比是服务器把软件包推给各个 远端主机。 拉的方式刚好与之相反由远端主机主动向上一层的分发服务器询问是否有 某个软件的更新版本，如果有，则请求服务器将该软件包传给自己，然后根据服 务器的指令执行相应操作。远端主机配置成按照一定的时间间隔向服务器询问。 拉的方