（计算机科学与技术专业论文）基于规则的银行前置报文协议的研究与设计.pdf

礓江大学顸= e 学位论文 y 8 7 7 2 3 基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 摘要 随着中间件技术特别是交易中间件技术的不断发展，以及我国金融机构步入 了全面高速发展时期，各银行不仅面对客户层出不穷的新需求，而且还将应对加 入 i j r r 0 之后国外同行的激烈竞争，因此建立一整套集成的金融综合业务处理平 台，在此基础之上积极而迅速地开拓新业务，提高服务质量，已经成为我国金融 机构当务之急。金融机构为解决传统二层模式与应用需求日益突出的矛盾，为用 开放技术实现大规模的关键业务处理，以前置系统为基础框架的三层客户机前 置系统朋艮务器模式应运而生。 本文以开发银行前置机软件为背景，对银行前置机软件的报文协议进行了详 细地研究与设计；介绍了前景系统的发展以及其组成，对现有前置机软件的功能、 框架结构、实现所需的关键技术进行了详细的分析，提出了设计扩展；并重点研 究了银行数据报文的组成以及处理方式，设计了报文协议用以定义数据报文的组 成以及处理方式，设计了文法用以解析报文协议，在此基础上设计并实现了整个 前置机软件。 论文首先介绍了中间件及其分类以及中间件技术的发展；随后介绍了前置系 统的发展以及组成结构，并介绍了前置系统的重要组成部分前置机；第三章 主要研究了现行前置机软件的功能、软件框架以及所使用的些关键技术，并在 此基础上提出了些设计扩展；第四章则重点研究了银行数据报文的组成方式， 使用报文协议来定义数据报文的组成以及交易处理方式，并设计了对报文协议进 行解折的文法；第五章论述了如何对报文协议以及文法进行扩展配置；第六章重 点论述了本前置机软件的结构、实现过程及相关的一些技术细节；最后是前置机 软件的应用情况、项目总结以及展望。 关键字： 中间件前置系统前- 罨机规则报文协议j a v a c c 浙江大学硕一l 学位论文 基于枷则的银行前置报文协议的研究与设计 a b s t r a c t f o r 廿1 er a p i dd e v e l o p m e n to ft h em i d d l e w a r e ，e 印e c i a l l yt h ed e v e l o p m e n to f 乜a n s a c t i o nm i d d l e w a r e ，a n dn o w a d a y so u rb a i l k sb a v ec o r n ei n t oap h a s et l l a ta l lt l l e b a l l k si no u rc o u n 打yn o to n l yf a c et h en e wr e q u i r e m e n t st h a tt h ec u s t o m sr a i s e ，b u t a l s of h c et 1 1 ec o m p e t i t i o n sf 幻mt 1 1 eb 甜l k so u t s i d e s oi ti sv e r yu 唱e n tf o ro u rb a i l k st o s e tu pt h ei n t e g r a t e dp l a t f o r mt h a th a n d l e sa 1 1t h ef i n a n c eb u s i n e s s ，a n db a s eo nt h a t p l a t f o r m ，t oi m p r o v em es e r v i c eq u l j 够a n di no r d e rt or e s o l v et h ei n c o n s i s t c n c y b e t v 旧e n 廿l et r a d i t i o n a lc sm o d e la 1 1 dt h en e wr i s er e q u i r e m e n t s ，t h en e wm o d e l c l i e n “f r o n te n ds y s t e m s e r v e ra p p e a r s w i t ht 1 1 eb a c k g m l l i l do fd c v e l o p i n g 血ef r o n t - e n ds o n w a r es y s t e mf o rt h eb a l l k ， m i sm e s i sd ot h er e s e a r c ha n dd e s i g no ft h ef r o n t e n ds o f h v a r es y s t e m sd a t a g r 锄 p r o t o c o l ，i t i m m d u c e st h ed c v e l o p m e n to ft h ef m n te n ds y s t e m ，a i l dt h et w o c o m p o n e n t so fi t ，i ta n a l y z e st h ef u c t i o n s ，t h ek e yt e c h n o l o g ya n d 恤ea r c h i t e c t u r eo f t l l em o s tc u e n tf m m e n ds o f t 、张r es y s t e m s ，a n dt h e np m p o s e st h ep o i n t st oe x t e n d 血ed e s i 曲o fm ef r o n t e n ds o 行a r es y s t e m ；e m p h a s i z e s 也er e s e a r c ho ft h e c o m p o s i t i o na i l dp r o c e s s i n gm e t h o do ft h ed a t a g r 蛳t h a tu s e di nt h en n a i l c e 仃a d e ， d e s i g n s m ed a t a g r 捆p r o t o c o lt od e f i n et h ec o m p o s i t i o na n dp r o c e s s i n gm e t l l o do ft h e d a 旺a g m ma n da l s om eg r a m m a rt op a r s em ep m t o c 0 1 a n dm e nd e s i g n sa n d i m p l e m e n t st 1 1 ef r o n t - e n ds o n w a r es y s t e m a tf i r s t ，t h i st h e s i si n t r o d u c e s 让【cm i d d l e w a r ea t l dt h ed e v e l o m e n to ft h e m i d d l e w a r et e c l l n o l o g y ，a j l dt h e ni n t r o d u c e st h ef r o n te n ds y s t e ma 1 1 dm ef r o n t e n d i nc h 印t e r3 ， ta n a l y z e st h ef u c t i o n s ，s o m ek e yt e c l l l l o l o g i e sa j l dt l l ea r c h i t e c t u r eo f t h em o s tc u r r e n tf r o n t e n ds o f c w a r es y s t e m s ，a n dt h e np r o p o s e sm e p o i n t st oe x t e n d t h ed e s i g l lo f t h ef m n t e n ds o f t w a r es y s t e m i nc h a p t e r4 ，“a n a l y z e st h ec o m p o s i t i o n a n dp r o c e s s i n gm e t h o do ft h ed a t a g r 锄，u s e sm ed a t a g r 锄p r o t o c 0 1t od e f i n em e c o m p o s i t i o na n dp r o c e s s i n gm e t l l o do ft h ed a t a g r a ma j l da l s od e s i g n sag r a m m a rt o p a r s et 1 1 ep m t o c 0 1 i nc h 叩t c r5 ，i ti m r o d u c e sh o wt oe x t e n dt h ep r o t o c o la n dg r a l l l m 壮 i nc h a p t e r6 ，i ti n t r o d u c e sm ea r c h i t e c t u r eo ft h ef r o n te n ds o f t w a r es y s t e m ，a n d d e s c r i b e sh o wt oi m p l e m e n tt h es o r w a r es y s t c ma n de x p l a i n e ss o m et e c l l n o l o 百e si n 浙江大学硕士学位论文 基于规则的银行前置报立协议的研究与设计 d e t a i l a t1 a s t ，“g i v e ss o m ec o n c l u s i o n s 觚df o r e s i g h t k e y w o r d s ：m i d d l e w a r e ，f r o n te n ds y s t e m ，f r o n t e n d ，r u l e ，d a t a 酽a mp r o t o c o l ， j a v a c c 浙江大学硕= l 学位论文 基于捌则的银行前置报文协议的研究与设计 图表目录 刚表2 1c ，s 架构8 图表2 - 2c ，p ，s 架构9 倒表2 3 基于前置系统的c ，p s 三层架构】1 图表3 1 前置机功能结构图1 4 图表3 2 交易请求报文处理流程】6 图表3 3 交易应答报文处理流穗17 图表3 - 4 通用前置机软件框架一1 9 图表3 5 请求线程模型2 2 图表4 1 六个相关的规则集合2 6 图表4 - 2 文法解析过程2 8 l 到表4 _ 3 规则集合对应的语法分析树2 8 图表4 4 核查规则定义3l 图表4 - 5 组包方向上的n c r 报文规则定义3 2 图表4 - 6 解包方向上的n c r 报文规则定义3 3 阻表4 7 组包方向上的t s 0 8 5 8 3 报文规则定义3 3 图表4 - 8 解包方向上的l s 0 8 5 8 3 报文规则定义3 4 图表4 ，9 规则集合rc 2 m0 0 0 0 1 3 9 图表4 1 0 规则集合c 2 mi n o u i r yr e 0 u e s t 4 0 幽表4 1 1 规则集合m 2 s 】n q u j r yr e q u e s t 4 1 图表4 1 2 规则集合rs 2 m0 0 0 0 1 4 1 图表4 1 3 规则集合s 2 mi n o u i r ya n s w e r 4 3 蚓表4 - 1 4 规则集合m 2 cl n o u i r ya n s w e r 。4 5 图表6 1 前置机软件体系结构图5 0 图表6 - 2 终端通信管理线程执行流程5 3 图表6 3 报文管理线程执行流程5 4 图表6 4 消息管理组件5 5 图表6 5 终端通信线程处理流程5 6 图表6 6 报文处理线程执行流程5 7 图表6 - 7 主机通信线程执行流程5 7 幽表6 - 8 数据处理流程5 9 图表6 - 9 消息对象的状态变化5 9 【封表6 - 1 0 规则集合分类及规则集合之间的互连6 0 浙江丈学 飒士学位论文基于规则的银行前黼报文协泌的研究与数计 第l 章中间件技术综述 随着计算机技术的发展，镑个i t 厂商出于对商业和技术利益的考虑，它们 豹产品之闽形成了差簿，虽然技术在不断造遂步，儇差异却并没有因此减少。计 算机用户出于对历史原因和降低风险的考虑，也必然无法避免多厂商产晶并存的 麓瑟。予楚，魏餐蘑激不潮厂鬻产品之黧瓣差舅，黧傍减少纛薅软 孛开发与工终 的复杂性，就成为技术不断进步之后，人们不能不顾对的现实问题。盥然，由一 令厂商去绫一众多产燕之耀戆蓑舅是不可韪戆，交予技术深度帮技零广疫兹要 求，单独由讨”算机用户在自己的应用软件中去弥补其中的大片空档，也鼹非常的 爨难。于是，中闻件就应运恧生了。 1 1 中间件及其分类 中问件是基础软件的一大擞，属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间件处 予操作系统钦传与用户的应用软锌的中阗。中间l 孛在操终系绫、阙终秘数据库之 上，而处在成用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的成用软件提供运行与 开发的环境，帮助用户灵活、赢效地开发和集成复杂的应用软件。中闻佟是一种 独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共 事资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计搏资源和网络通信。 中阔髀不仅仅实现互连，还要实现应臻之闷的互搽挥；中闯件是基于分布式处理 的软件，最突出的特点是其网络通信功能。 在中瓣件产生苏蓊，应蠲软释壹搂馁溪搡痒系统、瓣终豫议亵数撵露等开发， 遮媸都是计算机最底层的东西，越底层越复杂，丌发者不得不面临许多很棘手的 瓣题，妇搡佟系统毂多撵蛙，繁聚夔嬲终程廖设计、管理，复杂多交豹鬻终嚣凌， 数据分散处理带来的不一致性问题、性能和效率、安全，等等。这些与用户的业 务没有直接关系，僵又必须解决，耗费了大量有限媳对闻和麟力。于是，有人缆 出能不能将应用软件所要面临的共性问题进行提炼、抽象，在操作系统之上再形 成一个可复用的部分，供成千上万的应用软件重复使用。这一技术思想最终构成 浙江大学硕二l 学位论文 基于规则的银行前置报文协泌的研究与设计 了中间件这类的软件。 中间件的出现解决了应用的互连和互操作的问题，一个好的中间件产品应能 解决应用互连带来的各种各样的问题：比如要支持各种通讯协议，各种通讯服务 模式，传输各种数据内容，流量控制，数据格式翻译，数据加密、解密，数据压 缩等等。中间件的核心内容是要解决名字服务，安全控制，并发控制，可靠性保 证，效率保证等方面的问题。系统管理方面的中间件要能解决对中间件本身的配 置、监控、协调，为系统的使用和管理提供保证。而对于应用开发，中间件则要 能提供基于不同平台的丰富的开发接口，要能支持流行的开发工具，支持各种异 构互连接口的标准。当然不同领域对中间件的要求也各不相同，因此也不存在有 包罗万象的中间件能够解决所有的问题。 按照i d c 的分类方法，中间件可以分为以下六类： 终端仿真屏幕转换中间件 终端仿真屏幕转换中间件是用以实现客户机端的图形用户接口与现有 的服务器端字符接口方式的应用程序之问的互操作的。 数据访问中间件 数据访问中间件是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下 的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件；在分布式系统中，重要的 数据都集中存放在数据服务器中，它们可以是关系型的、复合文档型、具有 各种存放格式的多媒体型，或者是经过加密或压缩存放的，数据访问中间件 适用于应用程序与数据源之间的互操作，客户端使用面向数据库的应用程序 接口，以便直接访问和更新基于服务器的数据源，这类中间件将为在网络上 虚拟缓冲存取、格式转换、解压等带来方便。 数据访问中间件能屏蔽不同厂家、不同类型数据库之间的差异，实现异 构数据的共享，从而使得企业不同时代、不同地域的宝贵数据能够充分利用。 由于早期用户使用的数据库产品单一，因此，该中间件一般由数据库厂商直 接提供。目前其正在逐渐被为解决不同品牌数据库之问格式差异而开发的多 数据库访问中间件取代。数据访问中问件一直存在于中间件技术的边缘上， 独立的产品不多，大都由数据库厂商随数据库产品一起提供。而中间件与数 据库之问的接口标准，如x a 及j d b c 、o d b c 等已经非常成熟。 浙江大学硕上学位论文 基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 远程过程调用中间件 远程过程调用是一种广泛使用的分布式应用程序处理方法。通过这种协 议，程序员编写客户端应用，可以调用位于远端服务器上的方法。r p c 扩展 了过程语言中的“功能调用结果返回”机制，使得它可以适应于一个远程 环境。一个应用程序使用r p c 来“远程”执行一个位于不同地址空间里的过 程，并且从效果上看和执行本地调用相同。事实上，一个r p c 应用分为两个 部分：服务器和客户端。服务器提供一个或多个远程过程；客户端向服务器 发出远程调用。服务器和客户端可以位于同一台计算机，也可以位于不同的 计算机，甚至运行在不同的操作系统之上。它们通过网络进行通讯。相应的 s t u b 和运行支持提供数据转换和通讯服务，从而屏蔽不同的操作系统和网 络协议。在这里r p c 通讯是同步的。采用线程可以进行异步调用。 在r p c 模型中，客户端和服务器只要具备了相应的r p c 接口，并且具有 r p c 运行支持，就可以完成相应的互操作，而不必限制于特定的服务器。因 此，r p c 为客户端服务器分布式计算提供了有力的支持。同时，远程过程 调用r p c 所提供的是基于过程的服务访问，客户端与服务器进行直接连接， 没有中间机构来处理请求，因此也具有一定的局限性。比如，r p c 通常需要 一些网络细节以定位服务器；在客户端发出请求的同时，要求服务器必须是 活动的等等。 消息中间件 尽管消息中间件不像r p c 机制那样流行，但是现在越来越多的分布式应 用系统采用消息中间件的方式来构建，人们通过使用消息中问件把应用扩展 到不通的操作系统和不同的网络环境。基于消息的机制更多地适用于事件驱 动的应用，当一个事件发生时，消息中间件通知服务方应该进行何种操作。 事件可以是一个请求，也可以只是一种警示，警示到来后，即可进行某种处 理，但不需等待应答。 使用消息中间件编程采用的是消息中间件的应用程序接口，可以很好地 扩展到不同的操作系统和硬件平台上。消息中间件的核心安装在需要进行消 息传递的系统上，在它们之间建立逻辑通道，由消息中间件实现消息发送。 消息中间件可以既支持同步方式，又支持异步方式，实际上它是一种点到点 莲嚣走学蔟士学垃论文蘩手裁粼瓣镁 翦饕截文协议貔辑究每设诗 的机制，因而可以徽好地适用于面向对敷的编程方式。 中间件领域目前最热门的技术是异步的消息中间件，异步中间件技术比 网步中间件技术具有翼强的容错性，程系统故障时可以保诋溺息的正常传 簸，嚣纛在遂去酌尼每墼壤长逐速。雾疹审楚终菝零可鞋分兔耀类：广撵方 式和发布订阅方式。广播方式把消息分缴给系统的所有用户。发行订阅方 戏可以指定哪种类型的用户可以接收哪种淡型的消息。发布订阅方式由于 聪加智能存效，事实上已成为异步中间件的非正式标准。 交曩中润 孚 交易中闻件是专门钟对联枫交易楚毽系统两设计的。联枫交易处理系统 瀚骤处理大量并发遴穰，处理并发涉及到操作系统、文件系统、编程语言、 数据通讯、数据库系统、系统管理、应用软件，这是一个棚溺复杂的任务， 锻悬这类高难度的工乍可戳通过采用一个交易中闻 牛来篱化。交易中闽俘就 楚这撵一缓程序模块，後翔它可殴大大戆减少开发一令联辍交荔缝理系统嚣 灞的工作量。x o p e n 组织专门定义了分布式交易处理的标凇及参考模型， 把一个联机交易系统划分成资源管理( r m ) 、交易管理( t m ) 和应用( a p ) 三部分，定义了应用襁序、交易管理器、多个瓷源管理器是如何协同工作的。 炎潆管理器是指数键露巍文尊系绞，交荔蓉理器可爨久交荔中阚终。交易中 闼件管理着应用声明期提交的交易，并邋过两阶段提交协议镣方式保证分布 式交易的完整性、控制并发、实现交易路由和均衡负载。 交易中间件理论上相对成熟，功能和性能界定清晰，但潦本上适用于联 执交易系统，如锻行渡务系统、定票系统等。尽管交易信惑瞧逶溃息，交易 中润释氇楚基于湾惑豹僚输，也可支持糊步程异步方式，毽与满意中闫箨静 定位差距较大，属于一种较专用的中间件。 对象中间件 面向对象的技术一意是软件界努力追求的目标，传统的对象技术通过封 装、继承美及多态，容疆貘良好懿 弋鹳鬟耀瞧。但是，这鳌对象只存在亏二一 个程序中，外界并不知道它们的存在，也无法访问它们。面向对象的中问件 就是要解决这些问题，它提供一个标准的构件框架，能使不同厂家的软件通 过不同的地址空间、网络和操作系统互相交互访问。而该构件的具体实现、 浙江大学硕士学位论文基于规则的银行前置撤文挑议的研究与设计 位置以及所依附的操作系统对客户来说使透明的。面向对象中间件的技术目 的就是要为软件用户以及开发者提供一种应用级的即插即用的互操作性的 软件，就像现在的硬件使用集成块和扩展块一样的方便。 有关对象中间件的标准相继问世，像o m g 组织的c o r b a 、m i c r o s o f t 的 c o m 以及i b m 公司的s o m 等，这些标准都极大地促进了对象中间件技术的发 展，随着面向对象的应用系统的逐渐增长，对象中间件的需求也在逐年加大。 对象技术的优势和对象中间件的标准化，促使对象中间件的功能将最终涵盖 其它几类中间件的功能而成为中间件产品的主流。 1 2 中间件技术的现状和发展 根据有关组织的数据，消息中间件是目前中问件技术的发展热点，如果也把 交易中间件看成是一类特殊的消息中间件的话，那么消息中间件在目前的市场上 占据主导地位，而且发展势头迅猛。消息中间件以其独特的优势为各种分布式应 用的开发注入了强大动力，极大地推动了应用系统集成的发展。对象中间件技术 也发展迅速，各大硬软件厂商都在积极参与有关标准的制定和产品开发工作，像 i b m 、h p 、d e c 、a t t 、i c l 、m i c r o s o f t 等都制定了相应的战略。许多对象中间 件的专门厂商也相继诞生，使得未来对象中间件市场会出现更加激烈的竞争局 面。 中间件的一个主要发展动向是向i n t e r n e t 的延伸，i n t e r n e t 技术早已在全 球范围内广泛采用，但由于其自身的技术特点，在构造许多大型企业级应用时仍 显不足，如并发控制、负载均衡、可靠传输、数据路由等，因而仍然存在供中间 件发展的中间地带。 但是要在互联网这个复杂的分布式系统中构建应用程序，是中间件技术当前 所面临的重大挑战。许多计算机专家认为，将整个互联网的各种资源全部整合在 一起为用户提供统一的服务，是相当困难甚至难以实现的当然，对于具体的应用 领域，具体的网络区域，用中间件技术将其中的各种资源整合在一起还是相当有 前景的。其中w e bs e r v i c e 技术是解决这一问题的方案之一。作为新兴的技术， w e bs e r v i c e 仍然处于发展与完善的过程中。w e bs e r v i c e 的基本功能是让计算 机系统之间和应用系统之间互相连接，共享服务。因此就技术本身而言，w e b 浙江大学硕士学位论文基于规则的银行前置搬文协议的研究与设计 s e r v i c e 是一个多种技术的集合，如u r i 、u d d i 、 ( m l 、w s d i 、s o a p 、h t t p 、s s l 等。 目前网格( g r i d ) 技术实质上也就是一个基于互联网的中间件系统，可同时运 用网络中所有节点的c p u 、存储器、操作系统、应用软件等资源，用户通过p c 手 机或p d a ，可从互联网上获取来自全球的资源，互联网将变成一个虚拟的、强大的 计算平台。并且随着移动计算技术的愈发成熟，网络带宽不断增大以及人们对移 动设备的服务质问题的顾虑渐渐打消，因而使用移动设备的方便性也就显得日益 突出，人们对移动计算服务的质量要求也越来越高，可以看到移动中间件也具有 十分广泛的发展前景。 中间件技术作为软件行业新崛起的一个崭新的分支，正在全球范围内迅猛发 展，中间件技术的发展，也将把分布式应用的带到一个新的境界。 浙江大学硕士学位论文摹于规则的银行前置报文协议的研究与设计 第2 章前置系统介绍 近年来随着中间件技术特别是交易中间件技术的不断发展和创新。并且我国 金融机构步入了全面高速发展时期，各银行将不仅面对客户层出不穷的新需求， 而且还将应对加入w t o 之后国外同行的激烈竞争，建立一整套集成的金融综合业 务处理平台，在此基础之上积极而迅速地开拓新业务，提高服务质量，已经成为 我国金融机构当务之急。金融机构为解决传统二层模式与应用需求日益突出的矛 盾，为用开放技术实现大规模的关键业务处理，以前置系统为基础框架的三层客 户机服务器模式应运而尘。 2 1 发展背景 我国金融机构电子化在经过了基础设施建设、业务联网处理发展阶段，已经 实现了全国范围的银行计算机处理联网，互联互通支付清算和业务管理办公逐步 实现计算机处理，初步建立起了银行电子化服务体系。 近几年，各商业银行的发展趋势是，总行和一级分行直接经营的范围和比重 将大大增加，同时，统一的资产负债及风险管理体系将逐步建立，全行资金将实 现集中管理，市场交易业务实行统一经营，产品将实施集中开发，全行客户实现 网络化管理。为了更好的实现“以客户为中心”的经营理念，真正实现集约化经 营，使业务生产系统与银行管理信息系统更好的为决策层服务，所谓的“大集中” 浮出水面。 “大集中”系统是基于如下目标进行整合的： 按照总行统一部署，建立集中化的业务处理体系； 系统建设应符合总行对新一代系统的规划及其他有关的规范及标准： 系统的可管理性、可扩充性、可维护性、安全性、可靠性等各方面应明 显优于现有系统： 注重系统的投资效益比，降低运行成本： 充分保护现有系统的投资，等等。 浙江大学颂士学位论文基于规则的银行前置拟文协议的研究与设计 原先的“大集中”系统大都采用c s 结构，所谓c s 软件体系结构，即 c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构，是基于资源不对等，且为实现共享而提 出来的，是2 0 世纪9 0 年代成熟起来的技术，c s 结构将应用一分为二，服务器 ( 银行主机) 负责数据管理，客户机( 终端设备) 完成与用户的交互任务。c s 模型结构如下图所示： 锻行j 渊i 图表2 - 1c ，s 架构 虽然c s 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型简单，易于理 解和接受。但c s 结构应用和数据的高度集中导致服务器的压力过大。随着企业 规模的日益扩大，软件的复杂程度不断提高，传统的二层c s 结构存在以下几个 局限： 二层c s 结构是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大型 企业广域网或i n t e r n e t ； 银行主机的负荷太重，难以管理大量的终端，系统的性能容易变坏； 软、硬件的组合及集成能力有限； 由于终端程序可以直接访问数据库服务器，使得数据库的安全性受到威 胁等。 一是因为二层c s 有这么多难以克服的缺点，所以把系统扩展为c p s 三层 结构，提出前置系统，作为中间层分担和缓解业务压力。三层c p s 结构是将结 构划分为客户端( 终端设备) 、前置系统( 包括前置机和监控机) 、服务器( 银行 主机) 三个部分，如图所示。 题江大学硕j j 学位论立 基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 图表2 2c ，p s 架构 与传统的二层结构相比，三层c p s 具有以下优点： 合理地划分三层结构的功能，使之在逻辑上保持相对独立性，从而使整 个系统的结构更为清晰，能提高系统和软件的可维护性和可扩展性。 更灵活而且有效地选用相应的平台和硬件系统，使之在处理负荷能力上 与处理特性上分别适应于结构清晰的三层；并且这些平台和各个组成部 分可以具有良好的可升级性和开放性。合理地分割三层结构并使其独 立，可以使系统构成的变更非常简单。 充分利用前置机有效地将终端设备与银行主机隔离开来，未经授权的用 户难以绕过前置系统而利用工具或其他手段来非法地访问银行主机，这 就为严格的安全管理奠定了坚实的基础；使得整个系统的管理层次也更 加合理和可控制。 三层c p s 结构中，应用的各层可以并行丌发，各层也可以选择各自最 适合的丌发语言。使之能够并行地而且是高效地进行开发，达到较高的 性能价格比；这样对每一层的处理逻辑的开发和维护也会更容易些。 浙江大学硕一l 学位论文 皋于规则的银行前置报文协议的研究与设计 2 2 前置系统 银行需要的不再是简单的技术平台和业务的整合，将不同的前置系统综合在 一起已经不能完全满足银行客户的需求。我们需要为银行在总分行的体制下，提 供一套完整的业务数据的集中与分布的管理的解决方案，甚至需要从某种程度上 改变原有的运作模式，有机地将业务处理与技术平台结合起来。保证核心业务系 统的稳定性的同时，能不断扩展不同地域的服务渠道( 在不同的地区这些服务渠 道也许是各不相同的) ，即能满足大集中的数据集中处理，又能解决不同地域的 特色业务处理。 在金融电子化高速发展的今天，银行的交易模式在不断的整合，电子交易的 整合影响了银行的业务的交易流程和处理模式，随着数据处理向集中方向的发 展，前置系统在银行的整个电子系统中成为分行运行中心与接入门户。 银行的数据处理中心对外只面向前置系统，接受的所有交易来自于前置系 统，前置系统负责所有的渠道接入处理、特别业务的预处理、交易的路由，所有 服务渠道的接入都提交给前置系统。 采用统一的前置平台，并能在实施大集中前在全辖上线，能给银行带来以下 优势： 统一全辖分支行的前置平台； 统一各部门的前置平台； 为大集中打下坚实的基础； 方便以后大集中核心业务系统改造和升级： 缩短金融产品的开发周期，加强银行在当地的竞争优势； 保证系统的连接性等。 前置系统是整个系统中至关重要一环。所有终端设备都通过网络及路由器等 通讯设备联接到前置系统上，进行交易过滤、交易转换并对终端设备进行全面的 管理。前置系统从功能上分为前置机和管理监控软件。前置机与管理监控软件通 过数据库服务器进行交互通信。其具体架构如下图所示： 瓯江人学硕士学位论文 基于规则的银行前置报文掷议的研究与设计 f 终端设舔 i 1 广 文夕 溽鼹挑峻控封ll 霾 数搌库服务器 l 图表2 3 基于前置系统的c ，p s 三层架构 前置机内罱网卡、通过通用网关与主机互联。不同地区有各自独立的前置机 及监控系统。本系统支持各地区可有多台独立的前罱机及监控系统进行负载均 衡。主机可连接多套自助前置机及管理监控系统，每一套前置机及管理监控系统 又可连接多个终端设备。 管理监控软件对前置机所连接的终端设备进行监视、控制和管理，并实现统 计分析、信息查询、远程控制等功能，提供交易报文的配置功能，无须编程，即 可允许前置机实现报文格式转换。管理监控软件可查询前置机日志以及自身日 志：通过权限配置和账号管理实现本身的系统管理与维护。 2 3 前置机 前置机是银行余融交易的转换平台，也是所有终端设备的连接中心。前置机 对终端而言，是一个统一的后台，对银行主机而言，则是一个统一的前台。前置 机将不同的服务渠道根据配置参数，将一系列的服务交易转化为对后台的标准交 易接口，将不同类型的服务交易提炼转化为帐务交易，减少数据处理中心的复杂 度，对不同地域的不同特色业务采用统一的帐务处理规则。 前置机应包含的主要功能如下： 前置机解决各类型系统的终端设备和跨系统银行主机的通信问题： 浙江大学颁十学位论文 基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 前置机对金融交易的进行流量控制，交易合法性、实效性、交易范围预 处理； 前置机为银行主机系统提供统一的报文格式接口，并实现报文格式转 换，从而屏蔽终端设备和银行主机之间的报文差异： 前置机检查接入系统的合法性，通过报文认证和加密等手段加强金融交 易的安全性； 前置机检查接入设备的合法性，它对金融交易进行基本的处理和转发。 2 4 设计过程 前置机是为了缓解银行主机与日益增长的终端设备通信之间矛盾，而出现的 一个中间设备。由于原来银行通信交易的两层模型，已经变为现有的终端、前置 系统、银行主机的三层模型，前置机所肩负的任务便是完成原有模型中的所有交 易业务功能的同时，使得整个三层模型的通信达到一种良性的负载平衡。因此前 置机软件是作为各个终端设备与银行主机之问的中间通信载体，它主要要实现的 目标是： 实现终端设备以及银行主机之间的负载平衡，即保证定量的终端设备与 银行主机之间的通信，缓解银行主机的通信压力； 具备强大的通信功能，能同时处理来自全国各地数以万计的交易请求， ( 能够替代银行主机进行交易处理) ； 实现银行交易的业务功能，前置机的主要功能便是实现银行的主要各项 业务： 实现交易记录功能，能够对每次交易活动，记录详细的同志信息，供查 询和对账时使用； 考虑到软件整体的可移植性以及软件开发的跨平台能力，我们采用了i a v a 语言作为开发语言，并且充分利用j a v a 多线程技术来实现前置机软件系统的强 大的多线程通信功能。在本前置机软件的设计过程中，首先我们对现有的前置机 软件功能以及框架进行了分析，并根据具体的要求对其进行了相应的扩展；并对 银行交易的数据报文进行了详细的分析，根据数据报文的交易特点，我们设计了 基于银行报文的前置机软件文法，研究并设计了报文规则以及协议用以定义报文 浙江大学硕二l 学位论文 基于j i ! i ! 则的银行前置报文协议的研究与设计 处理的方式。最后基于整个数据报文协议，我们设计和开发了整个前置机软件系 统。 本前置机软件是我所在实验室的结晶，凝聚了全体同学的心血。本人主要参 与了整个前置机软件早期版本的报文协议以及文法的研究与设计以及前置机软 件部分主要模块的设计与实现工作。由于前置机软件是一个完整的软件系统，因 此在本文中也引用到了许多其他同学所做的相关工作。 溉汪大学酿：l ：学位论文 基于裁瓣瓣锻 亍嚣鬟撤室捺汉弱麟究与设计 第3 盖前置机软件的分析与设计扩展 在嚣一章中，我们介绍了蘸鬟系统以及煞置槐，浅们疑邋蓠器杭作为前嚣系 统豹霪要组成部分，它的功能、褴能静饶劣与否将壹接关系翔整个前置系统乃至 于整个锻行或是盒融机构的业务处理的效率。因此前置机软件设计的优劣就照得 非常的重要了。前置机作为终端设备以及银行主机的中间通信设备，它应该具备 定的功能，因此本难首先分析了通用前置机软件的一些必餐的功能，接着分析 了现有前置机软件的框架以及前鼹机软件设计所涉及到的一蝗关键技术，最簌对 现有的菔置机软l 牛提出了设计扩展。 3 。1 。前置机软件功能分析 前置机作为银行愈融交易的转换平台，也是所有终端设签的连接中心。可以 豢出煎置差l - 刘于终端设餐蘑蠢，是一个统一的后台，褥对银行主极露富，则是一 个统一豹蘩惫。翦置枧主要瘦浚拥喜逶镶管理、交易预处理、报文转换、交翁合 浚牲检查、以及金融渣务管毽这凡大功麓。孰系统的处瑾流稀上分祈，可以将前 鬣梳的功能按下黼剜分： 通信管理 l 交嬲怂懋 l 搬文转拯 l 交翳合法性梭遗 l 金融遂务功麓 l 潮表3 一莆重梳功巯结构图 幽上图可知，前餐机为终端设备提供通讯接口，从而接受终端设备的报文请 求。对所接收到的请求，前置机通过交易预处理进行请求报文流量控制，然后将 报文转换为自定义的格式，再通过交易合法性检查和特定的金融业务处理后，烙 浙江大学硕士学位论文基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 报文发给银行主机。 3 1 1 通信管理 前置机是一种跨系统的会融交易中间设备，为银行主机和终端设备之问的交 易处理提供通信平台，并且解决跨系统银行主机的通信问题。因此通信管理的功 能是前置机所应该具备的重要的功能之一，而它又包括了终端通信和银行主机通 信两个子功能： 终端通信 因为各种终端设备的交易信息与管理信息差异较大，所以前置机必须能 够识别各种终端设备的通信信息，并且加以区分。前置机为终端设备提供特 定的通讯端口，从而验证终端设备身份；一方面它接收终端设备传送的信息， 并分发给相应请求输入队列；另一方面将接收到的银行主机反馈信息分发给 相应的终端设备。 银行主机通信 由于各银行主机间的通信协议差别较大，系统间的字符编码不同，网络 结构复杂，所以不同类型的银行主机之间通常不能通过网络直接识别。因此 前置机需要具有动态参数配置机制，可以对主机网络通信系统的协议、协议 控制等参数进行调整，实现银行主机与不同主机系统建立基于不同网络通信 协议的理连接。 3 1 2 交易预处理 交易预处理功能也是前置机的重要功能之一。前嚣机对于所有发送到银行主 机的交易进行流量控制，目标是保证将对银行主机的接入并发数目控制在一定限 度内，来降低银行主机的通信负荷。对于所有的金融交易请求在进入前置机后， 前置机可对交易的合法性、实效性、交易范围等进行预先处理，剔除不合法的交 易、取消超时的交易、拒绝超出范围的交易，从而降低银行主机的负荷，减少银 行主机处理帐务所需的丌销。 浙江大学颁十学位论文基于规则的银行前置报文协泌的研究与设计 l 终端设错 窝褐诲掌l 警 l通信处艘 l 定赫潜蒜 r 兜ll 弋之岁7 满求消息队列- 避端罐浓撤童上 窆翳预处删 报文转换 合法性榆焱 渤谈桃性爆髓l 洲壮窝 毒 宰醚行二e 釉l 图表3 - 2 交易请求报文处理流程 如上图所示，终端设备的交易请求报文经过通信处理后接入前置机，然后被 放入请求消息队列中。系统以暂存、缓冲、拒绝低优先级服务等手段控制交易请 求的流量峰值，并从请求消息队列中提取报文，经过其他方式的预处理、报文转 化、合法性检查后，发给银行主机。 浙江大学顶十学位论文 基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 终端设备 t 甜班姆疑躲藏j i 通信处理 撤文转羧 1 p 糍棚 l 应替消息队列 ll 激i = l 盎目鬻 l 锻礼二生机 图表3 - 3 交易应答报文处理流程 相应的，如上图所示，前置机将来自银行主机的交易响应加入到应答消息队 列，并根据调度规则所确定的优先权，将交易响应取出，并经过报文转换处理后 送到对应终端设备。同时，前置机处理相关异常，并将日志信息发送到日志记录 队列。 通过这些步骤，前置机能有效的限制银行主机的峰值业务通信量，使业务流 量与银行主机业务处理能力相匹配，从而提高交易成功率，保证系统稳定运行。 3 1 3 报文转换处理 前置机处理的所有交易都以金融交易报文为基础。利用报文可以很容易将金 融交易的各项要求表述清楚。只要将报文格式定义明确，任何金融交易的细节都 可以包含在报文之中。 然而，各种终端设备和不同类型的银行主机所采用的报文格式并不一致。为 了解决系统终端报文的差异性，前置机为银行主机系统提供统一的报文格式接口 实现交易数据格式的转换。报文转换是在各外部交易报文和统一的内部报文之间 的可灵活配置的可定义式转换，为核心帐务系统提供统一的报文格式接口，屏蔽 外围系统的差异性。 浙江犬学硕j 一学位论文基于规则的银行前置报文协议的研究与设计 3 1 4 交易合法性检查 银行系统要求高安全性、可靠性和灵活性。在不同的通信层次和银行所拥有 的软硬件条件以及提出的要求下，前置机必须提供必要的加密方法来保证交易的 安全性。 交易报文在网络传输时容易被第三方窃取、盗用和仿制，从而威胁金融交易 的安全。为了避免这种情况出现，前置机需对交易报文做认证处理以及加密： 报文认证。验证所有收到的报文密押，认证所有发出系统的报文。通过 这种机制，可有效地避免假冒交易报文的出现而对系统造成的金融风险。 加密解密。个人密码p i n 不能以明码的方式在网络上存在，前嚣机要对 进出银行主机系统的个人密码进行加解密处理。从而保证交易人的资金 安全。 3 _ 2 _ 通用前置机软件框架分析 由于前置机软件的功能特殊性，它的设计框架一般都是基于前置机软件这些 功能的，现行的前置机软件框架一般可以分为三个层次，分别为通信接口层、交 易处理层和数据库管理层。并且主要由以下这些模块组成：通信模块( 包括主机 通信模块以及终端通信模块) 、交易预处理模块、报文处理模块、交易处理模块、 数据库管理模块等。通用的前置机软件基本框架如下图所示： 浙江大学硕七学位论文基于规则的银行前置报文掷泌的研究与设计 图表3 4 通用前置机