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北京邮电大学硕士学位论文邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 独创性( 或创新性) 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中所罗列的内容以外，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邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处。本人承担一切相关责任。 本人龆i 盈i ： 日期 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 。h 脚啦扩 北京邮电大学硕士学位论文邮政综台网邮瓷票品管理系统规划与设计 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。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磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名 导师签名 l 氮扛 盟 日期：鱼堂! 墨 日期：立竺里 北京邮屯大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 邮政练合网邮资票品管理系统规划与设计 邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 摘要 邮资票品管理系统是国家邮政局邮政综合网的重要组成部分，是 邮资票品经营管理体系的核心。该系统应用现代化的计算机和通讯技 术，采用先进的邮政作业手段和业务处理模式，实现了从国家邮政局 业务中枢到各省中心局、地市以至电子化支局生产部门与相关各级管 理部门的联网，形成全网资源最大程度的综合利用与共享。它以综合 网为依托，对内来说是一个包含了实物的规划设计、生产、库房并结 算的过程，对外是一个邮资票品、集邮品销售的过程，功能极其复杂。 实现了从信息发布、票品发行、票品印制、票品计划管理、库房管理、 结算管理到邮资票品前台销售的全国邮资票品系统的计算机化管理。 建立一个技术先进、运行可靠的国家级邮资票品管理系统，是在 新形势下邮政企业全面提高管理和服务水平、提高企业核心竞争力的 重要保证。本论文的工作就是围绕这个主题展开的。 本文在论述邮资票品管理系统规划和设计的过程中，分析系统集 中建设的必要性和重要性，邮资票品管理系统的主要技术；邮资票品 管理系统的功能实现；本人对整个邮资票品体系的运行现状特别是邮 票印制局的业务流程进行了调研；参与了系统的整体规划和预测，参 与了邮资票品管理系统邮票印制局子系统的业务能力需求分析和设 计，建设方案的规划、论证和建设。 这篇论文是本人在研究生进修和工作期间，以参加各种工程建设和项 目研究所得到的经验为基础所作的一个理论和实践的总结，其中的规 划设计结果和建设方案被证明是可行的，部分己被投入到工程实践 中。 关键词：信息化数据库网络结算邮资票品邮政综合网 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学碗士学位论义 邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 p o s t a g ei t e m sm a n a g e m e n ts y s t e mo ft h e p o s ta d m i n i s t r a t en e t w o r k a n a l y s i sa n dd e s i g n a b s t r a c t p i ( p o s t a g ei t e m s ) m a n a g e m e n ts y s t e mi saf u n d a m e n t a lp a r to f t h e p o s t a d m i n i s t r a t i v en e t w o r ko ft h es t a t ep o s tb u r e a ua n dc o n s t i t u t e st h e c o r eo fp i o p e r a t i o n 、w h i c ha p p l i e sc o m p m e ra n d o m e ru p t o d a t e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e s ，i m p l e m e n t sa d v a n c e dt r a n s a c t i o nm o d e l ， c o n n e c t st h eh e a d q u a r t e r so ft h es t a t ep o s tb u r e a uw i t ha l l p r o v i n c i a l c e n t e r sa n da l lo u t l e t sa r o u n dd i f f e r e n ta r e a sa n dc i t i e sa n dt h e r e o f e n a b l e st h er e s o u r c e so ft h en e t w o r kt ob es h a r e da sm a x i m u ma si tc a n t h i ss y s t e mi s s u p p o r t e db yt h ep o s ta d m i n i s t r a t i v en e t w o r k w h i c hi s v e r yc o m p l e xa n dc o m p o s e do fn u n l e r o u sf i m c t i o n ss u c ha sp h y s i c a l d e s i g n ，m a n u f a c t u r e r ，i s s u a n c e ，a c c o u n t i n gs e t t l e m e n t ，a n dc o v e r sp ia n d s a l e so fs t a m p sa n do t h e rd e r i v a t i v ep r o d u c t sa sw e l l r e l y i n go nt h i s s y s t e m ，t h em a n a g e m e m o ft h en a t i o n a lp is y s t e m ，i n c l u d i n gi n f o r m a t i o n a n n o u n c e m e n t ，s t a m pi s s u a n c e ，s t a m pp r i n t i n g ，s t a m p s o r t s c o n t r o l ， i n v e n t o r y ，a c c o u n t i n g s e t t l e m e n ta n ds a l eo f s t a m p h a v eb e c o m e c o m p u t e r i z e d g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t ob u i l du pat e c h n i c a l l ya d v a n c e da n ds t a b l e n a t i o n a lp i m a n a g e m e n ts y s t e m i st h e g u a r a n t e e t o i m p r o v e t h e m a n a g e m e n t a n ds e r v i c e s q u a l i t y a n dw i l lt h e r e o fe n h a n c et h e e n t e r p r i s e sc o m p e t i t i o nc a p a c i t y t h i se s s a yw i l lb ec o n s t r u e da r o u n d t h i si s s l l e 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 4 北京邮电大学硕士学位论文 自e 政综合网邮资票品管理系统规划与设计 t h i s e s s a y d i s c u s s e st h e d e s i g n a n dc r e a t i o n p r o c e d u r e o fp i a n a l y s e st h en e c e s s i t ya n di m p o r t a n c eo fc o n c e n t r a t i n gt h es o u r c e s ，g o e s t h r o u g ht h em a i nt e c h n o l o g i e so f p im a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dd i s c u s s e s h o wt om a k ep if u n c t i o n e d a u t h o ro fm i se s s a yd o e sac o m p r e h e n s i v e r e s e a r c ho nt h e o p e r a t i o no fp im a n a g e m e n ts y s t e m ，e s p e c i a l l yo nt h e b u s i n e s st r a n s a c t i o nf l o w o ft h e p o s t a g es t a m pp r i n t i n g b u r e a u ， p a r t i c i p a t e si n t ot h ep r o c e s so fb u i l d i n gu ps u c hs y s t e m ，w h o i n v o l v e si n a n a l y z i n g a n dd e s i g n i n gt h e c a p a c i t y o ft h e p o s t a g es t a m pp r i n t i n g b u r e a us u b - s y s t e mo fp im a n a g e m e n ts y s t e ma n dh e l p st ov e r i 母a n d f i n a l i z et h ew o r k i n gp l a n t l l i sc s s a yi sar e s u l to ft h ea u t h o r st h e o r y s t u d i e sa n d p r a c t i c ea c c u m u l a t e df r o mv a r i o u sp r o j e c t sa n d r e s e a r c h e ss h e h a si n v o l v e dd u r i n gh e re m p l o y m e n ta n dw h e ns h ea c t sa sac a n d i d a t et o t h em a s t e r sd e g r e ea tt h es a m et i m e m o r ei m p o r t a n t ，t h ef i n a ld e s i g n a n dw o r k i n g p l a nh a v e b e e np r o v e df e a s i b l ea n d p a r to f w h i c hh a v eb e e n c a r r i e do u ti np r a c t i c e k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o n ，d a t ab a s e ，n e t w o r k ，a c c o u n t i n gs e t t l e m e n t ， p o s t a g ei t e m ( p i ) ，p o s t a d m i n i s t r a t i v en e t w o r k 北京邮电大学程拄交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合同邮资票品管理系统规划与设计 1 1 课题背景 第1 章前言 经济全球化和全球信息化形势突飞猛进，实现科学的、规范的、现代化的管 理是邮政发展必由之路。 邮资票品管理系统是以国家邮政局邮政综合网为依托，由国家邮政局相关人 员和中软金马软件开发公司共同设计开发的应用软件系统。该系统应用现代化的 计算机和通讯技术，采用先进的邮政作业手段和业务处理模式，实现电子化支局、 中心局与中心局、生产部门与相关各级管理部门的联网，形成全网资源最大程度 的综合利用与共享，达到提高管理与服务水平、提高劳动生产率、增强企业竞争 能力和讲求效益的目的。全网统一的基础数据覆盖到全国各级邮政生产和管理部 门，包括一个全国邮政信息中心、3 1 个省邮政局、全国2 3 6 个邮区中心局、全 部电子化支局和各中心局所辖地、市、县局，使部分工作从手工化向计算机管理 过渡，从而提高了管理的效率和水平，为邮资票品规划和资源配置的科学性和合 理性提供决策依据。建立邮资票品信息管理系统对全国的邮资票品供求、生产状 况提供有效的分析手段尤为重要，是提高企业综合服务水平和管理水平的迫切需 要。 因此，邮资票品管理系统为全国邮政建设规划和资源的配置管理提供一种辅 助决策手段。通过建设一个国家级数据交换服务中心和各级大型数据库，形成支 撑各级政府决策和社会服务的基础资源。 1 2 系统建设目标 邮政综合网邮资票品管理系统应能满足对外服务、内部生产作业处理、业务 经营与通信管理方面信息的采集、传输、处理、存储和综合利用，对各种信息进 行统计、分析、计划，为管理部门的经营和辅助决策提供支持。在邮政综合网的 骨干网结构的基础上，开发一个面向全国的邮资票品管理系统。 利用计算机和通信技术，在各级集邮管理部门和经营部门之间建立计算机 网，及时、完整、准确地掌握各类邮资票品分配、销售和库存信息，实现决策科 学化，管理自动化，增强管理水平和工作效率，提高邮政企业的经济效益和社会 效益。邮资票品管理系统的软件开发工作包括国家、省、地市、县及门市的应用 软件以及集邮总公司和京外厂的接入工作。 1 3 邮资票品管理系统进度情况 邮资票品管理系统的研发从2 0 0 0 年0 5 月开始，经过全体工作人员三年的努 北京邮电大学程控交换技术与通信旧国家重点实验室 10 北京邮电大学硬士学位论文邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 力，系统软件、硬件、网络系统已完成配置工作，应用软件已进入初验阶段，投 入试运行。 1 4 系统特点 邮资票品管理系统的特点包括： 1 、复杂性 系统的复杂性表现在如下两个方面：一是系统涉及的组织机构几乎涵盖了邮 资票品管理的各级层次上的所有部门；二是系统的功能比较复杂。邮资票品管理 系统对内来说是一个包含了实物的规划设计、生产、进发存并结算的过程，对外 是一个邮资票品、集邮品销售的过程，功能极其复杂。 2 、网络优势 邮资票品管理系统的依托是邮政综合网，最明显的优势就是很多数据由国家 局一次性维护，然后将这类数据向全国进行发送，这类数据称做广播数据，例如 发行计划、邮资票品基本信息等。这样，下级单位可以避免重复录入广播数据的 工作，同时保证了邮资票品数据的统一标准。另外，一些专业性数据( 如上级发 货单) 的信息也是从网上进行传输的。 当然，在系统设计过程中，也考虑了网络不同情况下的处理。采用信息补录 的方式来保证日常业务的正常进行。 3 、统一标准 国家局花费了大量的精力，对邮资票品的基础数据信息进行了规范，利用网 络将规范化的数据进行向下广播，保证了全国邮资票品信息统一标准。同时，国 家局正在整理邮资票品单式结构，邮资票品管理系统也要遵从单式规范，使全国 的邮资票品系统所使用的单式规范化。 4 、严密的逻辑联系 邮资票品管理系统尽力做到重要单据有据可查，重要单据有相应的依据单。 例如：发货单的依据是分配单等。 s 、开放的数据接口 本系统提供查询结果的向外导出功能。导出的格式包括：e x c e l 和文本格 式。这样为对数据进行进一步加工处理提供了便利条件，使系统具有充分的扩展 性。 6 、客户机服务器的体系结构 c e n t s e r v e r 模式简化了复杂应用程序的开发和维护，使系统具有强大的 处理能力，信息共享能力，能够保证数据的安全性。s e r v e r 为c l i e n t 提供系 统定义的各种服务，为用户提供了一种有效的资源共享手段。 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 11 北京邮电大学硕士学位论义 邮政综台网邮资票品管理系统规划与设计 7 、模块化的程序设计 本系统采用结构化的程序设计方法，它基于模块化、自顶向下逐步求精、结 构化程序设计等程序设计技术基础。 1 5 本人承担的工作 该项目是由国家邮政局相关人员和中软金马软件开发公司共同设计开发的 应用软件系统。在该项目中本人作为国家邮政局的技术人员主要参加了邮资票品 管理系统的整体规划、系统总体设计、重点负责了邮票印制局子系统的需求分析、 概要设计、详细设计、测试、培训等方面的工作。 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合弼邮瓷票品管理系统规划与设计 第2 章系统需求 2 1 邮资票品系统的依托平台一一邮政综合网 2 1 i 邮政综合网的主要业务功能 邮政综合网主要包括邮政生产处理业务功能、邮政运营管理业务功能、对公 众服务业务功能。 邮政综合网的信息处理功能能够满足各类邮政业务系统联网信息处理业务 的要求，这些业务包括邮政速递系统( e m s ) 、总包和其它各类国内国际给据邮件 查询、报刊发行、邮运生产和指挥调度、国际业务处理、集邮、机要、邮政储汇 业务及电子商函、电子邮购等各类电子邮政新业务；在横向层次上能够满足邮政 支局、邮区中心局内部生产作业信息处理要求和各级邮政管理部门运营管理和办 公自动化要求，并能够满足社会和公众不断增长的邮政信息服务要求和网内用户 特殊信息处理需求。 2 1 2 邮政综合网网络结构层次 从技术角度划分，邮政综合网由物理网络和软件系统两大部分组成，其中物 理网络又分为广域网和局域网两部分。广域网覆盖全国信息中心、3 1 个省会城 市和1 8 9 个中心局，采用先进的异步传输模式( a t m ) 技术、帧中继技术和语音压 缩及交换技术，传送的信息类别以i p 型的数据业务为主，兼顾语音、视频等通 信业务，广泛服务于邮政系统。局域网包括综合网内的全国中心、省中心、各级 中心局、电子化支局所和地、市、县局的局域网节点，采用t c p i p 技术实现数 据的传输和处理功能。 2 1 2 1 广域网网络结构 邮政综合网广域网根据业务流向和行政区域分为骨干网和省内网两段，骨干 网再细分为核心层和外围层两层结构，如图2 1 所示。 北京邮屯大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论立邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 骨干网 省内网 核心层 外围层 图2 1 邮政综合网广域网网络结构示意图 1 骨干网 骨干网的范围界定到各省会城市( 含全国信息中心) ，共计3 2 个点，省 会之间采用a t m2 m b s 电路连接。 核心层：在七个一级中心局( 北京、上海、广州、沈阳、武汉、西安和成都) 和 全国信息中心设置汇接交换机，设定c 1 ，组成骨干网的核心层，其职能是： 汇接进出本辖区各省中心局的信息通信业务；疏通本辖区内各省中心之间的信 息通信业务。 外围层：由各省会城市( 除一级中心局和全国信息中心外) 设置的骨干网交换 机组成，设定为c 2 ，组成骨干网的外围层，其职能是疏通进出本省的信息通 信业务。 2 省内网 省内网由省内各交换机组成，设定为c 3 ，主要安装在三级中心局及以上， 其职能是提供各种信息业务的接入。为便于省内网中也设置了汇接交换机，汇 接交换机由省会城市c 3 和省内汇接c 3 负责。省内各地市交换机之间采用 n * 6 4 k b sd d n 电路( 省内汇接c 3 至其它省的直达电路将在以后视具体情况开 放) ，以减少初期运营成本。 2 1 2 2 月域雳l 网络结构 邮政综合网的组织分为互相衔接的三层网络结构：省际网、省内网和邮区网， 各层之间通过广域网相连。在网络中，根据邮政业务的管理特点设置全国邮政信 息中心、省邮政信息中心、邮区邮政信息中心及基础接入节点等四级作为入网节 点，如图2 2 所示。 北京邮电大学程拄交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文邮政综合髑邮资票品管理系统规划与设计 二l 勿二 邮区网 j 1 一。 外部网络 图2 2 邮政综合网网络结构示意图 1 、省际网 省际网由全国邮政信息中心( 以下简称全国中心) 节点和各省( 直辖市、自治区) 邮政信息中心( 以下简称省中心) 节点组成，总体结构见图2 3 。建设初期，根据 业务需求和网络的可靠、高效、经济运行等因素，在省际网中设置全国中心和北 京、上海、广州、沈阳、西安、成都、武汉等七个省中心作为枢纽节点，各节点 之间采用不完全网状结构。其余各节点，至少有一条链路与枢纽节点联接，通信 业务量大的节点也可直接与全国中心相联。随着业务的发展，枢纽节点之间今后 向完全网状网联接方向发展，其余节点之间可逐步过渡为不完全网状网结构。 全国邮政信 息中心节点 。省邮政信息 口省邮政信息 中心枢纽节点中心节点 图2 - 3 省际网网络结构示意图 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 k 竺 门。 北京邮电大学硕士学位诧文邮政综台网邮瓷票品管理系统规划与设计 2 、省内网 省内网由省中心节点和本省其它各中心局所在城市的邮区邮政信息中心( 以 下简称邮区中心) 节点组成。省内各节点与省中心节点主要采用星形网联接；省 内网中非省会二级中心局所在城市的邮区中心节点之间可按需采用不完全网状 网结构；根据业务信息流量和地理位置，三级中心局所在邮区中心节点直接与省 中心节点联接，也可经省内网中非省会二级中心局所在城市的邮区中心节点汇接 至省中心节点。随着业务发，省内网可逐步过渡为不完全网状网结构。 3 、邮区网 邮区网由邮区中心节点与本邮区所辖的县局、电子化支局等基础接入节点组 成。各县局、各电子化支局接入节点与邮区中心节点之间采用星形网联接。邮区 网络结构图见图2 4 。 口 i 天王 中心局局域网 滏 ! 薹垦曼! 图2 4 邮区网网络结构示意图 2 2 系统与外部系统接口关系 邮资票品管理系统与基于邮政综合网开发的其它应用系统之间，目前还没有 数据交换，下一步将制定接口标准，实现数据共享。邮资票品管理系统中存在与 下述几个部门或系统的接口，它们是信息中心信息交换处理系统、集邮总公司、 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 】6 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合舄邮资粟品管理系统规划与设计 京外厂，与这些单位的接口，在下面第五章中进行详细描述。 2 3 系统需求概述 经过研究、分析，我们总结出系统的需求为： 1 、系统信息全网共享，根据各单位的工作性质和工作范围设定严格的权限管理。 2 、全网统一编码，统一名称，理顺信息提供渠道，确保信息的准确性、唯一性， 明确信息采集的流程，进行数据的规范和定义。 3 、将邮资票品管理系统按行政机构划分成各个功能予系统，各子系统按职能划 分成独立的模块分别安装在各单位及部门。 4 、邮资票品管理系统需提供以下功能： ( 1 ) 发布邮资票品发行计划、核算价信息。己发行邮资票品数据库管理。 ( 2 ) 接收各省邮资票品局库存及请领明细数据、迸发存数据。接收、查询各省 局财务部门贴票收入数据。 ( 3 ) 接收、汇总各省市预订、零售和开发邮品用票需求计划。接收、汇总集邮 公司开发邮品和出口用票需求计划。制定纪特套票年需求量计划。 ( 4 ) 查询邮政票印制局、集邮总公司和各省邮资票晶库存量、收入值、预订量， 分析预测全国集邮需求。 ( 5 ) 汇总生成全国迸发存报表、贴票收入与库存对帐报表、生成各省贴票收入 及库存对帐情况。统计、分析各省各面值票的库存结构情况、辅助编制通 信票品分配计划，传送相应省。 ( 6 ) 结算标准管理。生成、传送结算数据，结算情况统计， ( 7 ) 印制厂生产管理。接收发行计划，下达生产任务通知单，接收厂生产进度 周报，生产进度质量分析，编制生产统计报表。 ( 8 ) 库房管理。入库处理、出库处理、盘存、生成库存统计表。 ( 9 ) 综合查询。 2 4 系统功能及分布 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合网邮资票品管理系统规划与设计 根据组织机构情况，相应所需系统功能如表2 1 所示： 级次机构所需功能备注 国家级票品司系统管理、发行、集邮票业务管理、通 信票业务管理、综合查询等 印制局系统管理、图稿部、计调部、生产部、 印制局结算、国家级库存管理、印制局 综合查询、京外厂管理等 计财部系统管理、结算与价格管理 集邮总公自行开发集邮总公司做与邮 司资票品管理系统的 数据接口 省级票品处系统管理、集邮票业务管理、通信票业各种功能的选择与 务管理、集邮品业务管理、市场购入票配置，由用户权限 业务管理、库房管理、综合查询等管理 集邮公司系统管理、集邮票业务管理、集邮品业 务管理、市场购入票业务管理、库房管 理、综合查询等 计财处无票品处向计财处提 供发货情况汇总单 地市级集邮公司公共信息维护、系统管理、集邮票业务 管理、集邮品业务管理、市场购入票业 务管理、库房管理等 计财处无 县市级集邮公司公共信息维护、系统管理、集邮票业务 管理、集邮品业务管理、市场购入票业 务管理、库房管理等 计财处无 集邮门集邮门市集邮门市前台管理和后台管理 巾 2 5 系统性能目标 2 5 1 系统商安全性 表2 - 1 机构与功能对照表 北京邮电大学程控交换技术与通信嘲国家重点实验室 8 北京邮电大学硕士学位论文邮政综合两邮瓷票品管理系统规划与设计 数据传输的种类很多，包括伴随计划的下发，实物的流动，货款的结算等操 作型数据以及所有的分析型数据和公共数据，数据传输量并不很大，因此实时性 要求不高，但要求有较高的安全性。要保证系统安全地运行，就要作到以下方面： 保护系统内的各种资源免受破坏： 明确、找到计算机系统的弱点； 估计到对计算机系统的各种威胁； 开发、实施有效的安全策略，减小系统面临的风险； 制定应急计划，使系统遭到破坏或攻击时能够尽快恢复。 2 5 2 系统捆n 旷靠性 各种硬件设备，尤其是主机等关键设备，选用技术成熟、先进的产品。 为了保证系统稳定、可靠地运行，防范各种突发事件对邮资票品系统信 息造成损坏，需要对重要数据和文件进行定期备份，并能够利用备份文 件进行故障和灾难恢复处理。 使用网络管理与系统管理软件，自动诊断故障，发现网络、设备的故障， 及时通知系统管理员；实施负载平衡策略。 2 5 3 交易可靠性 对于分布式网络联机事务处理，特别是广域网上的事务，软件处理具有交易 完整、数据一致、交易原子性等保证交易可靠的处理能力。 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文邮政综合脚邮费票晶管理系统规划与设计 3 1 数据库技术 第3 章关键技术分析 3 1 1 数据库技术概述 目前大型数据库均采用客户h a 务器体系结构，支持s q l 语言和o d b c ，其 功能覆盖了数据安全性、完整性、并发控制能力、在线备份和恢复、分布式处理 能力、异构互访、并行处理等内容，功能强大。 商品化的大型数据库管理系统以关系型数据库为主导产品，技术比较成熟。 国际的主导关系型数据库管理系统有o i l a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 和 i n g r e s 。这些产品都支持多平台，如u n i x 、v m s 、w i n d o w s ，但支持的程 度不一样。i b m 的d b 2 也是成熟的关系型数据库。但是，d b 2 是内嵌于i b m 的a s 4 0 0 系列机中，只支持o s l 4 0 0 操作系统。s q ls e r v e r 7 0 是微软的产品， 只能在w n d o w s 下运行。相比较而言，o r a c l e 数据库更具有优势。 数据库系统就是对数据进行存贮和管理的系统。现在新一代数据库系统有对 象关系型及纯对象型之分，它们各有长处及应用领域。数据库名下实质上是“簇” 式产品系列。数据库与别的技术结合而产生诸如面向对象数据库、分布式数据库、 并行数据库、多媒体数据库等等。数据库也可以按不同领域来划分，如数据库应 用于地理就有空间数据库，数据库应用于科学工程就是科学工程数据库。现在我 们所说的数据库不仅指核心技术而且包括工具及中间件，从上到下构成广义的数 据库大系统。 贯穿数据库发展的主线是数据模型。通常我们给数据库系统分代就是按照数 据模型来划分的。依次有层次网状数据库，关系型数据库以及现在的面向对象 数据库。 第二代数据库系统就是关系型数据库系统。关系模型有严格的数学基础，其 发展极为迅速。一般而言，关系型模型的特点有： 概念简单、清晰，实体间的联系就是关系； 以关系代数为基础，具有良好的数据形式： 数据独立性强，数据的物理存储及存取路径对用户透明； 非过程的关系数据库语言。 随着计算机技术的发展及使用的普及，人们对数据库产品提出了许多新的要 求。数据库系统的定义没变，而数据的概念作了很大的扩展。现在人们要求数据 北京邮电火学程控交换技术与通信网国家重点实验室 2 0 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合网邮舞票品管理系统规划与设计 库系统不仅能处理以前的简单数据类型，还要处理包括声音、图形、图像、动画 等多种音频、视频信息。面向对象技术的发展给人们解决问题增加了新的思路和 技术。面向对象技术与数据库结合形成的面向对象数据库为解决上述问题找到了 答案。在具体数据库系统产品上又分为对象关系型数据库系统和纯对象型数据库 系统。 对象关系型数据库管理系统( o r d b m s ) 就是在关系型数据库管理系统 ( r d b m s ) 的基础上又加上对象特征。把面向对象技术结合上关系数据库系统 从而建立对象关系数据库系统，对象关系型数据库系统建立在技术发展成熟的关 系数据库系统之上。以前关系型数据库系统所有的一切优点，0 r d b m s 都具有。 例如支持已广为使用的s q l 查询语言，具有很好的通用性，与原有的系统具有 极佳的兼容性。0 r d b m s 还具有对象特征，支持复杂对象及复杂对象行为。 o r d b m s 的双重优点使得它目前在市场上占居绝对的主导地位。现在主流 数据库厂商如i b m 、s y b a s e 、i n f o r m i x 、o r a c l e 的产品均是o r d b m s 。这些厂商 的一致性表明现在的o r d b m s 占市场优势是必然的。因为大量用户的大量应用 还是基于传统数据类型的，他们在关系型计算环境已有许多投资及建设，只有能 兼容及保护他们以前投资及应用的系统才会为他们采纳。 面向对象数据库在概念上和技术上无疑是先进的。但纯对象数据库在支持传 统数据类型的性能方面要逊于对象关系型。因而，我们认为在现阶段对象关系型 数据库更能代表目前的应用水平，它符合市场情况，而大多数主流数据库厂商的 产品策略也证实了这一看法。 3 1 2o r a c l e 数i t - 库特点 o r a c l e 数捌库是一个可靠的、集成的关系型数据库，支持s q l 3 ，3 s q l ，j d b c 等标准提供了开放式的二次研发手段。具有以下特点： 采用标准的s q l 结构化查询语言。 支持大型数据库，数据类型支持数字、字符、大至2 g b 的二迸制数据， 为数据库的面向对象存储提供数据支持。 具有第四代语言的开发工具、字符界面、图形界面，易于开发。 通过s q l + d b a 控制用户权限，提供数据保护功能，监控数据库的运行状 态，调整数据缓冲区的大小。 具有数据透明、网络透明，支持异种网络、异构数据库系统。并行处理采 用动态数据分片技术。 支持客户机朋昆务器体系结构及混合的体系结构( 集中式、分布式、客户 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 2 1 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合网邮舞票品管理系统规划与设计 机服务器) 。 支持多种系统平台( l i n u x 、时u x 、s u n o s 、o s f 1 、v m s 、w i n d o w s 、 w i n d o w s 悄t 、o s 2 ) 。 数据安全保护措旄：没有读锁，采取快照s n a p 方式完全消除了分布读写 冲突。自动检测死锁和冲突并解决。 数据安全级别为c 2 级( 最高级) 。 o r a c l e 公司的数据库系统产品在全世界范围内占有相当比例的市场份额。作 为一家老牌数据库厂商，o r a c l e 力争解决用户所遇到的所有问题。在向i n t e r a c t 过渡的过程中，对数据库系统自然有迫切的要求。首先，并发的用户数会很大。 用户企业内部，与合作伙伴以及通过i n t e r a c t 来访问的用户数，这些数目会十分 巨大。o r a c l e 在支持大数量用户方面有了很大的提高。与o r a c l e 7 3 相比，o r a c l e 8 支持的用户数提高了十倍，据统计，在峰值时，o r a c l e 支持1 7 万个访问者。 o r a c l e 8 是公司经过认真努力而提供给用户的。不仅支持并发用户数有极大 的提高，o r a c l e 8 还支持更多的数据。这有两层含义，一是支持巨大数量的数据， 海量吞吐力。另一方面，o r a c l e 8 支持更多的数据类型。不仅如此，它还具有更 好的性能和更快的速度。总的来说，与前一版本相比，o r a c l e 8 有了长足的进步， 性能总体提高了十倍。 o r a c l e 8 采用了队列技术，从而在技术上解决了分布式大型应用的问题。队 列的机制是作为中间传递消息的手段。以前的实现方法是文件系统，缺点是安全 性不够好，而且跟踪困难。在o r a c l e 8 中，把队列作为数据库的一个表，这样就 易于记录、跟踪分析，并且在性能上也有提高。 o r a c l e 8 在核心内支持许多数据类型，支持全文检索、地理信息、多媒体等。 不仅如此，o r a c l e 8 还支持用户扩展的数据类型，支持第三方厂商的数据类型。 用户可以根据自己应用的需要扩充自己的数据类型。 o r a c l e 8 也是对象关系型数据库系统，在传统的关系数据库系统上增加面向 对象的特性。对于面向对象的实现方法，各个厂商采取不同的作法。o r a c l e 的做 法是在数据库内部定义对象作为新的数据类型。由o r a c l e 本身在核心提供绝大 多数用户最常用到的数据类型，由系统本身来实现，其质量控制完全由o r a c l e 内部控制。同时也允许第三方及用户的数据类型。但是，由于后一种类型的实现 是在系统外进行的，对其质量缺乏必要的控制，因而，o r a c l e 8 在运行它们时与 系统核心不在同一地址空间，以避免因其外部原因而导致的系统崩溃。这种做法， 就系统的可靠性而言，是有其优点的。 对于o r a c l e 在其原有系统上增加新的模块来实现新技术，这样可以最大限 度地保持其原有系统的优势及其兼容性。 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 2 2 北京邮电大学硕士学位论文 邮政综合弼邮资票品管理系统规划与设计 3 2c l i e n t s e r v e r 结构 c l i e n t s e r v e r 计算结构的实质是在客户端和服务器之间分配计算任务，在两 层体系结构中，客户机执行应用处理和数据表述功能，服务器维护后台数据库： 在三层体系结构中，有一个称为应用服务器的机构执行应用处理的工作，而客户 端仅仅进行数据表述和用户界面的维护。三层体系的最大好处是可扩展性，而且 显著地减少了网络业务量。 结合综合网的实际应用，本系统软件架构主要采用两层c l i e n t s e r v e r 、三层 c l i e n t s e r v e r 二种方式。 3 2 1 两屡c u e n t ，s e r 、砸r 培袖 在该结构中，系统分成两层( c l i e n t ，数据库s e r v e r ) ，c l i e n t 端存放应用软件， 实现用户界面和业务处理；数据库s e r v e r 端负责数据库的存取管理。客户机与服 务器通过请求回答的方式协同工作。基本工作原理是，客户程序向数据服务器 发送s q l 请求，服务器返回数据和结果。客户端负责实现用户接口功能，同时 封装了部分或全部的应用逻辑。服务器端的数据库服务器主要提供数据存储功 能，也可通过触发器和存储过程提供部分应用逻辑。采用客户机朋r 务器方式， 使系统具有强大的处理能力，信息共享能力，能够保证数据的安全性，但在规模 较大的应用系统中运用时，有其局限性。 该系统的特点是： 技术比较成熟，主流的系统和开发工具都支持该技术，开发人员也比较 熟悉。有利于提高开发效率。 业务处理与数据管理分开，有利于各种数据安全机制的采用； 网络通信比较繁忙，每一个客户端所需的全部数据都要从服务器上获 取，占用网络带宽比较大。 系统以后的维护工作量比较大，应用系统升级要重新安装所有的客户 端。 3 2 2 置层c l i e n t ，s e r v e r 结构 为了克服两层c l i e n t s e r v e r 结构的缺点，可以在客户端与服务器之间增加一 层应用服务器，将应用集中于应用服务器上，成为三层结构。 在该体系结构中客户端通常实现用户界面，它提供了一个可视化接口，用来 显示信息和收集数据，它只与应用服务器打交道。应用服务器通常实现应用逻辑， 是连接客户与数据库服务器的桥梁。它响应用户发来的请求执行某种业务任务， 并与数据库服务器打交道。在实际应用过程中，该层的组件通常可分为两个以上 北京邮电大学程控交换技术与通信髓国家重点实验室 北京邮电大学硕十学位论文 邮政综台网邮资票品管理系统规划与设计 的层次，因此这种结构也被称为多层次结构。数据库服务器实现数据的定义、维 护、访问、更新以及管理，并响应应用服务器的数据请求。它的物理实现可以在 某一种数据库管理系统中，也可以是多个异种数据库的集合，这种数据库可以驻 留在多种平台上。三层应用对广域网而言显得更加适用些，并且能提供更短的用 户响应时间。 目前一些主流的开发工具都推出了基于应用服务器的开发方法，并提供了将 应用程序转移到应用服务器的手段，同时市场上也有一些中间件产品可以辅助开 发。应用服务器与数据库服务器之间的划分只是逻辑上的分层，应用服务器和数 据库服务器即可以分布在不同的机器上通过网络连接，也可以在同一台机器上。 该结构的特点是： 应用s e r v e r 负责接收来自c l i e n t 端的各种业务处理请求，并与数据库 s e r v e r 发生联系，有利于与数据库s e r v e r 连接的复用。 客户端与应用服务器之间，降低了网络负担，同时也增加了应用的分布 手段。 系统以后的维护比较方便，应用系统升级或功能变化时一般仅需要重新 安装应用服务器上的程序。 3 2 3c l i e n t s e r v e r 锺目的瑚日事 以上两种结构各有其特点，邮资票品管理系统的各个子系统应根据其应用需 求采用适合自己应用的体系结构。 在广域网环境中采用基于服务的三层c l i e n t s e r v e r 结构，各信息中心既是数 据存贮和处理中心，也是相关业务服务中心，通过应用服务层提供各类业务服务， 而应用服务器与数据库服务器的联系则通过局域网或同一机器内部通讯来实现， 从而有效减少应用对广域网带宽的要求和应用处理的效率。 在局域网环境中，可采用两层c l i e n t s e r v e r 体系结构，有效提高应用开发的 效率。邮资票品管理系统各级别的日常管理工作，通常是在业务部门内部进行的。 只有在需要进行数据传输时，才与相关单位的服务器进行数据传输。业务模式是 分散的，数据库的分布，也是分散的。采用c s 结构，并辅以d e l p h i 做客户端 开发工具，使程序的开发工作简单易行，最大限度地保证工期。对于集邮门市的 处理，更有必要采用两层结构。因为门市的主要工作在于预定和零售，这是个实 时性要求极高的工作。根据综合网目前的状况，采用d d n 专线等线路基本不可 行，集邮门市与上级的通信，多半采用拨号线路。这就要求集邮门市有自己的数 据库系统，采用c s 结构这种投资相对较小的结构很合适。各级邮资票品系统保 存许多关键数据，这些数据只能由各地票品处访问。 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京邮电大学硕j “学位论文邮政综合嘲邮资票品管理系统规划与设计 3 3 中间件技术 中间件不是一个孤立软件，而是一个独立软件层。它提供平台( 硬件和操作 系统) 和应用之间的通用服务，具有标准的程序接口和协议。从而避免了应用系 统与具体平台之间的紧耦合。一般地来说，中间件正在将操作系统中的非分布式 功能取代成使用网络的分布式功能。如分布式数据库、远程文件访问、远程过程 调用r p c 等。 3 3 1 中间件的特点 满足大量的企业应用需求 运行于多个平台 支持分布对象计算，屏蔽网络和系统分布的复杂性 支持标准的协议 支持标准的a p i 3 3 2 中间件服务的主要作用 提供独立于平台的a p i ，使应用系统能在多种平台上运行 提供一些高层服务，将网络和分布式系统中的大部分复杂性屏蔽掉 将一些常用功能组合成独立的部件，使之能在跨平台的软件环境上共享。