（通信与信息系统专业论文）基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现.pdf

北京邮电大学硕士研究生论文 摘要 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 摘要 随着国内电信市场竞争的日趋激烈，电信业务经营水平和运行服务质 量的提高成为了电信运营企业关注的焦点，因此电信运营支撑系统的建设 也成为近几年国内电信行业的研究和开发热点。作为电信运营支撑系统的 重要组成部分，电信网络资源管理系统是电信企业充分利用网络资源，实 现企业的信息化，加强电信企业的内部管理和改善对外的服务，增强自身 竞争力的有效手段。 本课题主要研究基于组件的软件开发方法在中国电信长途传输网资源 管理系统中的应用，旨在对电信资源管理系统在软件可重用性、可扩展性 以及切合电信资源特点等方面有所贡献。 本文首先利用p o w e r d e s i g n e r 面向对象建模方法对电信网中的长途传 输网资源进行需求分析和用例建模，为组件的抽取、开发与组装奠定了基 础；然后将三层c s 结构中的中间层业务逻辑组件细分为4 个子组件： 应用服务组件、对象属性组件、业务规则组件和数据访问组件，提出了一 个贴近电信网络资源特点、易于实现和复用的总体框架结构，并设计了框 架中各组件的开发策略；再利用p o w e r b u i l d e r 组件技术完成了基于本框架 的组件开发，并讨论了组件粒度选择、e a s e r v e r 事务处理、基于p o w e r b u i l d e r 的调试策略等关键问题；最后就如何改进系统路由查询效率的问题提出一 个分布式环境下查询大批量多层次数据的优化算法，此算法在应用中被证 实有效。 关键词组件电信网资源分布式系统p o w e r b u i l d e r 北京邮电大学硕士研究生论文 r e s e a r c ha n di m p l e 剐哐n t a t i o no fc o m p o n e n t b a s e d t e l e c o m 唧】- n i c a t i o nn e t w o r kr e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ei n t e n s ec o m p l e t i t i o ni nn a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nm a r k e t , n e t w o r ko p e r a t o r s b e g i nt of o c u st h e i ra t t e n t i o n so nt h ed e v e l o p m e n to fb u s i n e s so p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m ( b o s s ) a sa l li m p o r t a n tc o m p o n e n to fb o s s ，t h et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kr e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e mo n r r m s ) i sa l le f f e c t i v ew a yt oi n h a n c et h em a n a g e r m e n ta n ds e r v i c e p r o v i d i n gl e v e lo ft e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r s t h i sr e s e a r c hm a i n l yt a l k sa b o u tt h ea p p l i c a t i o no fc o m p o n e n tb a s e d v e l o p m e n t m e t h o r di nt n r m s ，w i t ht h ep u r p o s eo fm a k i n gc o n t r i b u t i o nt ot h er e u s a b i l i t ya n d e x p a n s i b i l i t yo f s o f t w a r es y s t e m i nt h i st h e s i s ，f i r s t l y , w ec o m p l e t et h es y s t e m sr e q u i r e m e n ta n a l y s i sp r o c e s sw i t h p o w e r d e s i g n e ro b je c t - o r i e n t e dm o d e l i n gt e c h n o l o g y , t h i ss t e pp a v ew a yf o rt h ea b s t r a c t ， d e v e l o p m e n ta n da s s e m b l yo fc o m p o n e n t s t h e nt h et h e s i sd i v i d e st h eb u s i n e s sc o m p o n e n ti n t h em i d d l el a y e ro f t h r e e t i e rc u s t o m s e r v e ra r c h i t e c t u r ei n t of o u rs u b c o m p o n e n t st h a ta r et h e a p p l i c a t i o ns e r v i c ec o m p o n e n t ，t h ed a t ap r o p o r t i o nc o m p o n e n t ，d a t a a c c e s sl o g i cc o m p o n e n t a n db u s i n e s sr u l ec o m p o n e n t ，a n daf r a m e w o r kt h a ti sm o r ee x p l i c i ta n de a s i e rt od e v e l o pa n d r e u s ei sc o n s t r u c t e d h 1t h i s 缸眦e w o r k ，t h ed e s i g ns t r a t e g ya n dm e t h o do fc o m p o n e n t sa r e g i v e nt oc o m p l e t et h e i rc o r r e s p o n d i n gf u n c t i o n s a f t e rf i n i s ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o m p o n e n t ，t h et h e s i sd i s c u s s e ds o m ec r i t i c a l p r o b l e m sl i k e ：c o m p o n e n ts i z ea s s a y , e a s e r v e rt r a n s a c t i o nf e a t u r ea n dp o w e r b u i l d e rd e b u g s t r a t e g y f i i a a l l yt h et h e s i sb r i n g so u tam e t h o d o l o g yu s e di nm u l t i l a y e rd i s t r i b u t e ds y s t e m a i m e da ti m p r o v i n gt h ec o n s u l t i n ge f f i c i e n c yo fr e s o u r c er o u t ei n f o r m a t i o n -keyw o r d sd i s t r i b u t e d s y s t e m ；p o w e r b u i l d e r ； n e t w o r k c o m p o n e n t ； t e l e c o m m u n i c a t i o n 北京邮电大学硕士研究生论文图表目录 图表目录 图1 1 电信资源管理系统在t m n 管理架构中的定位。3 图1 2 本论文的结构7 图2 1 基于组件的软件开发过程。1 2 图2 - 2 两层c s 结构1 3 图2 。3 两层c s 结构原理。1 3 图2 4 三层c s 结构。1 4 图2 5 三层c s 结构原理1 4 图2 - 6b s 模式体系结构。1 4 图2 7c o m 十模型1 7 图3 1 中国电信长途网络资源管理系统的子系统划分2 3 图3 - 2 长途电信网资源管理系统管理范围。2 4 图3 3 基于组件的电信网络资源管理系统开发步骤2 5 图3 _ 4 资源建立功能用例图。2 7 图3 5 光缆业务对象关系图。2 8 图3 - 6 建立光缆干线建设版本业务活动图2 9 图3 7 修改资源建设版本业务活动图。3 0 图3 8 结束资源建立业务活动图31 图3 - 9 查询资源业务活动图3 2 图3 1 0 删除资源业务活动图3 3 图3 。1 1 资源配置业务对象关系3 4 图3 1 2 配置光纤通路业务活动图3 5 图3 1 3 电信网络资源管理系统架构3 6 图3 1 4n e t t r a c k e r 硬件结构3 8 图4 1 业务逻辑层组件的进一步划分4 0 图4 。2 应用服务组件架构4 1 图5 1p o w c r b u i l d e r 中的组件4 5 图5 - 2 应用系统服务组件。4 6 图5 3 业务对象属性组件4 7 图5 _ 4 光缆资源业务规则组件。4 9 图5 5 数据访问组件5 2 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 表1 1 部分资源管理系统及其主要技术5 表3 1 建立光缆干线建设版本子用例的详细说明2 8 表3 2 修改资源建设版本子用例的详细说明2 9 表3 3 结束资源入库子用例的说明3 0 表3 4 查询资源业务用例说明3 1 表3 5 删除资源业务用例说明3 2 表3 - 6 资源配置业务用例的详细说明3 4 表6 一l 开发工作要点6 5 2 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。 本人签名： 赵l 丝 日期：盘翌! 查 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： 日期： 日期： 九9 占。弓 北京邮电大学硕士研究生论文第一章绪论 1 1 电信网络资源管理系统 1 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 近年来，随着中国电信行业一系列改革措施的出台、中国电信业运营条例的颁布， 以及中国加入世贸组织以后外资的逐步渗入，国内已形成了多家电信运营商激烈竞争的 局面。以往中国的电信运营商一直都把企业的重点放在电信网络基础设施和网络运行及 管理这样的资源优势上，但随着电信市场竞争日趋激烈，电信运营商逐步认识到：电信 市场竞争的焦点将不再是资源的优势，而是在电信业务的经营水平和运行服务质量上， 要在费用不增加或少增加的前提下提供更多的服务，这就要求电信运营企业将企业重点 从网络基础设施等资源的建设转移到运营支撑系统的建设上来。 电信网络资源管理系统是运营支撑系统的重要组成部分。电信网络资源是电信企业 对外提供服务的基础，建立电信资源管理系统，充分利用电信网络资源，实现企业的信 息化，加强电信企业的内部管理和改善对外的服务，是电信运营商增强自身竞争力的有 效手段。现阶段，电信资源管理系统已成为电信企业信息化建设的热点。 目前，国内电信运营商的资源管理现状不容乐观。主要有以下四方面的原因：其一， 电信网络资源管理、设备管理、线路管理、线路维护等基础数据量大，且一直采用人工 测绘、图纸管理，资源调配信息主要依靠人工掌握，随意性大，清理起来较为繁杂。 其二，以往的电信运营支撑系统建设缺乏统一规划，造成企业运营管理支撑软件横 向分散，彼此间缺乏数据交换和共享的接口。分散的运营管理系统导致的最大问题就是 网络内部资源之间的关联关系被分散的系统撕裂开，无法进行统一的电信网络优化分析 和电信业务成本核算，无法支持跨业务的营销策略。 其三，以往的资源管理软件缺乏灵活性和可扩展性。传统的软件开发技术缺乏对软 件复用性的重视，使得应用系统难于大幅度升级，以适应电信业的高速发展。 最后一点是由于电信资源的管理和调度具有特定的行业规则，其管理软件的开发不 仅需要计算机技术和软件工程方面的知识，还需要相应的电信技术知识，熟悉电信行业 的业务规则。这对开发团队来说是个较高的要求。 综上，现阶段将计算机技术、软件工程知识和电信知识综合起来，研究和开发具有 可重用性、可扩展性和可维护性的电信资源管理系统，是一个既具有现实的应用价值， 同时在组件设计与实现等软件系统开发方法上又具有理论意义的课题。 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 1 1 2 电信网络资源的范畴及管理属性 电信网络资源是电信运营企业开展业务经营的重要技术基础平台，是企业最重要的 内部资源。我们可以从以下两种常用的分类方式来认识其电信网络资源涵盖的范围。按 照资源形态分，电信网络资源可以分为有形资源和无形资源两大类：【l j ( 1 ) 有形资源：包括传输网、固定电话交换网、长途交换网、移动通信网、智能网、 信令网、分组交换网、数据通信网、a t m f r 宽带多媒体通信网、计算机通信网、综合 业务数字网、宽带综合业务数字网、宽带工p 网、网络端口、钱路设备及配套设备如管 道、管孔、杆路、光纤、波长、电路等，这些资源属电信经营许可范围内的有限的商品 资源； ( 2 ) 无形资源：属国家控制的资源，包括无线电频率、卫星轨道位置、电信网码号 等用于实现电信功能且有限的资源，其中电信网码号资源包括固定电话网号码、移动通 信网号码、数据通信网号码、信令点编码四个部分。 按照资源物理属性，电信网络资源可分为物理资源和逻辑资源： ( 1 ) 物理资源：包括管线网、电缆网、光缆网、机房等电信基础设施，是电信网络 建设的基础； ( 2 ) 逻辑资源：在电信基础设施上，建立了传输网、交换网、数据网、智能网、d c n 网等专业电信网络。通过对网络的调度和配置，形成了通道、电路、号码等逻辑资源， 逻辑资源之间又形成复杂的多层次拓扑结构。 对网络资源的管理必须有三方面的内容，即资源的存在性、使用性和动态性【2 】。 ( 1 ) 资源的存在性，就是确认有没有某个资源，以及网络资源的存在状态、位置、 方式、与其它资源的关系等的完整记录。资源的存在性集中体现在资源数据库中的资源 映像与现实网络中各种物理和逻辑资源的一一对应关系是否建立。资源管理系统建设初 期对资源的清点、核查、录入工作，就是了解资源的存在性。 ( 2 ) 资源的使用性表现在某一资源是否承载着上一层业务，是否被占用，被谁占用 等。如管道中是否穿有光缆电缆，光纤中是否承载着传输系统，传输系统中有多少电路， 电路中承载的是什么业务等都是资源使用性的表现。 ( 3 ) 资源的动态性体现在资源数据库跟随现实网络变化的及时性与准确性方面。为 了使现实网络中资源存在及使用状态的变化能及时反映到数据库中资源映像上，需要建 立相应的调度流程和组织管理模式。 电信资源管理的主要管理功能包括：网络资料图纸管理、网络拓扑管理、资源配 置管理、资源调度管理、性能管理、故障管理、统计查询、备品管理、系统管理等9 大 类。 需要注意的是，必须将电信网络资源和电信业务资源区分开。电信业务资源是电信 运营企业在业务层面上，开展和实施业务的过程中需要使用和可以调配的资源，其中不 北京邮电大学硕士研究生论文第一章绪论 仅包括运营商企业内部的各种资源，也包括运营商可以取得和调配的企业外部资源【3 】。 1 1 3 与t m n 的关系【4 】【5 】 由于网络管理与网络资源管理两者在名称和范畴上均容易混淆，故在电信资源管理 系统建立之初，有必要明确电信资源管理系统与电信管理网( n 烈) 的关系。 从总体上看，电信网络资源管理系统是t m n 体系结构在中国电信实际网络管理过 程中的具体化和实用化。t m n 虽然在目前国内建设的过程中在网管接口问题上面临困 境，但其原则没有过时。按照t m n 的体系结构，通过采用开放标准接口进行系统的模 块化并保证互操作，保证了管理系统的综合性和灵活性，不但满足目前电信资源管理的 需要，而且为管理网络将来的发展提供保证。电信网络资源管理系统保留了t m n 结构 的部分特征，如以数据通信网d c n 作为整个系统的通信平台，采用省际长途、省内长 途、本地网三层结构的集中分布式管理等。 t m n 把电信管理功能划分为五个层次：事物层、业务层、网络层、网络管理层和 网元层。从层次分布上看，资源管理系统涵盖网络的三个层次：承载层、业务层、支撑 层。电信资源管理系统在t m n 管理架构中的定位如图1 1 所示。 图1 1 电信资源管理系统在t m n 管理架构中的定位5 】 从功能和内容上来看，电信资源管理和t m n 的侧重有不同，具体如下： 1 在管理功能中，电信资源管理着重强调的首先是网络资料、图纸、逻辑拓扑的 管理和统计查询功能，即解决资源存在性的管理问题，其管理范围涵盖物理资源、逻辑 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 资源、智能资源和非智能资源。必须根据各种电信资源的实际属性，建立每类资源的数 据模型，建立完整、准确的资源映像。资源的建立应统一录入、编号、命名，只要有了 所有的资源映像，基于资源信息的各种应用如查询、统计、资源调度、资源配置、路由 分析、网络优化都可实现。强调对资源存在性的管理，针对解决了目前电信资源管理中 突出的资源状态不明、管理手段落后的矛盾，迅速提高资源利用率，并通过备品管理等 手段明显提高企业经济效益，获得最大的建设投入产出比。 2 系统通过资源的配置管理、调度管理，解决资源使用性的管理问题。通过电信 资源管理系统与业务调度流程的紧密结合，解决系统动态性的问题。 3 在电信资源管理系统的性能管理中，从资源管理的角度出发，侧重于性能的阈 值管理和性能趋势分析，反映的是资源使用性的性能特征。在该点上，与t m n 侧重于 性能实时监测和性能控制存在明显的不同。 4 电信网络资源故障管理侧重于故障分析及故障定位，及故障后果分析，反映的 是资源使用性的故障特征。t m n 侧重于故障的实时监测、故障修正及故障测试。 在与t m n 其它层的关系上，电信资源管理系统通过定单管理和电子工单管理提供 与业务层的接口，通过与厂商网管系统的接口或数据同步实现与网元管理层的接口。但 其接口规程和信息模型不应局限在q 3 接口，而必须支持多种接1 3 ，如标准数据库接1 3 、 简单数据流等多种方式，采用务实的态度逐步解决网管接口问题。在相应网管接口问题 解决以前，可以采用数据转录和数据迁移的方式，将现场网元设备的性能及故障信息录 入电信网络资源管理系统。 1 1 4 国内外研究现状 专家指出，电信网络资源管理系统的建设会经历三个过程【6 j ： ( 1 ) 建设期，这一阶段完成静态资料录入及管理，并围绕资源管理数据库进行相应 资源调度； ( 2 ) 完善期，这一阶段逐步实现与监控、网络管理中心的配置与质量管理数据接口， 在此基础上实现监控、网络管理数据的动态变化管理，并实现与业务层、事务管理系统 的应用接口； ( 3 ) 融合期，这一阶段在实现动态接口的基础上，逐步实现融网络管理层网管、监 控、资源管理为一体的运营支撑底层平台，使现有的资源管理部分成为整个平台的资源 管理子系统。 目前国际上广泛的认同和支持的运营支撑系统业务框架规范是电信管理论坛( t m f ) 在t m n 体系基础上提出的t o m ( t e l e c o mo p e r a t i o n sm a p ) 以及之后补充提出的 e t o m ( e n h a n c e dt e l e c o m o p e r a t i o n sm a p ) 。迄今欧美电信运营商对电信支撑系统 的建设已经历了一个较长的发展时期，同时建设过程中普遍实现了系统之间的互联互 北京邮电大学硕士研究生论文第一章绪论 通，对电信基础数据资料的保存及处理已经达到了第三个发展阶段。在该阶段，资源管 理功能普遍在综合运营支撑系统中作为底层模块出现。 目前中国电信运营企业的建设水平普遍处于第一个发展阶段。且中国电信、中国网 通的基础数据量大，清理周期长，第一阶段将持续较长时间。其中，户外管线部分由于 基础数据量大、积累时间长、数据不全，管理手段落后，是资源管理系统建设的难点。 针对当前电信资源管理系统建设的实际情况及各电信运营商资源情况的差异，目前 国内开发商的产品开发主要集中在第一阶段。对第二阶段的建设内容仍处在研讨、规划 过程中。且由于电信资源管理系统建设以业务为导向，因此，在产品设计中，必须贴近 电信运营企业实际的运营管理过程，量身定做，切实解决用户的实际问题。中国电信运 营企业管理的中国特色，决定了电信资源管理系统的建设主要依靠国内软件开发服务商 完成，国外的产品及技术只能作为良好的开发平台。 现阶段国内外致力于电信网络资源管理系统的开发工作的厂商有近3 0 家，主要成 型的系统有国信朗讯的n e t m a s t e r 、中兴通信的r e s m a s t e r 2 0 0 0 、吉奥普泰的 t r a n s m a s t e r 2 0 、华胜鸣天的g i s t a r 等，部分系统已经投入应用。表1 1 中展示了部分 系统的主要技术和开发工具。 表1 1 部分资源管理系统及其主要技术 系统主要技术和工具 中兴通讯资源管理系是基于j 2 e e 的、具有g i s 功能的电信网络资源管 统( r e s m a s t e rv 2 0 )理系统平台。系统采用o r a c l e 数据库统一管理电 信网络资源的空间与非空间数据。属性库基于j 2 e e 的三层架构进行管理，图形库则基于s u p e rm a p o b j e c t s 开发的g i s 应用组件进行管理。客户端提 供a c t i v e x 控件、d l l 、b p l 等形式的功能组件。 广东省长途电信网络系统采用分布式面向对象d c o m 技术，并结合了地 资源管理系统理信息的分布式计算机管理系统( g i s ) 。 t e l e m a n t m 深圳本地网传输资源 c lie n t s e r v e r 体系结构，数据库采用s y b a s e 公司 管理调度系统的a d a p t i v es e r v e r l 2 0 ，开发工具采用 p o w e r b u i l d e r6 0 ，按面向对象的方法开发设计。 厦门电信长途传输电数据库系统采用s y b a s es q la n y w h e r e5 5 ，基于 路资源管理系统c s 模式的数据维护模块，使用p o w e r b u i l d e r6 5 开发；基于b s 模式的数据查询模块，使用 m i c r o s o f tv i s u a li n t e r d e v和m i c r o s o f t f r o n t p a g e2 0 0 0 开发。 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 1 2 本人参与资源管理系统研发的情况 本人在2 0 0 4 年9 月至2 0 0 5 年7 月期间参与了由国讯科技有限公司主持的中国电信 长途网络资源管理系统( n e t t r a c k e t e r 2 o ) 的研发，主要负责系统组件的设计、实现和 维护工作。本课题就源自n e t t r a c k e t e r 系统研发项目。国讯科技有限公司的前身是中国 电信研究院的软件研发中心，兼有软件开发和电信行业经验两方面知识储备，在电信运 营支撑系统的研发方面颇有实力。 中国电信长途网络资源管理系统( n e t t r a c k e t e r 2 0 ) 是一个针对长途网络资源进行 管理、配置和调度的电信企业后台运行支撑系统，由集团公司应用、各省公司应用、北 方事业部应用。其建设目标是为了更好地满足资源管理工作的需要，满足电信企业高层 领导分析研究业务发展和开发电信市场的策略提供可靠决策依据的需要，同时提高对全 网网络资源的利用率，提高电路调度的效率，更好的为客户提供服务。n e t t r a c k e r 采用 j 2 e e 体系结构，基于u n i x 操作系统、t c p i p 网络协议、s y b a s e 企业级关系数据库管 理系统。开发采用p o w e r b u i l d e r + e a s e r v e r 为主，以j s p + w e b s e r v e r 为辅的方式。 参与项目期间，本人完成了系统传输模块查询部分p o w e r b u i l d e r n v o 组件的实现、 系统传输模块所有资源查询效率的优化及系统动态统计报表的组件实现，并参与了需求 分析、结构设计、故障处理等工作。研发实践之外，本人查阅了大量资料，从理论上了 深化了自己对基于组件的电信资源管理系统的认识，加之思考和讨论，形成了本论文。 1 3 本文的贡献 1 3 1 针对电信资源的特点设计组件框架结构 在利用p o w e r d e s i g n e r 面向对象建模方法对电信网中的长途传输网资源进行需求分 析的基础上，将三层c s 结构中的中间层业务逻辑组件细分为4 个子组件：应用服 务组件、对象属性组件、业务规则组件和数据访问组件，提出了一个贴近电信网络资源 特点、基于组件的总体框架结构，并设计了框架中各组件的开发策略。 1 3 2 开发长途传输网子系统的业务逻辑层组件 利用p o w e r b u i l d e r 组件技术完成了长途传输网资源管理系统的业务逻辑层组件的 开发与组装，实现了预期功能，运行无误。同时分析了开发过程中遇到的组件粒度选择、 e a s e r v e r 事务处理等关键问题。 1 3 3 提出分布式环境下查询大批量多层次数据的优化算法 研究和实现提高基于p o w e r b u i l d e r 技术的分布式系统效率的方法。电信资源管理系 北京邮电大学硕士研究生论文第一章绪论 统是一个分布式的应用系统，分布式环境中应用服务器需要频繁地访问异地服务器数 据库，来实现数据交换。每一个数据库的连接都会导致多个初始化处理，如身份验证、 日志、建立和激活连接，这些连接处理有时比业务逻辑的处理更消耗系统资源，延迟系 统响应时间。尽管企业应用服务器( e a s e r v e r - e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ns e r v e r ) 已经采用 了连接缓存的方法来降低连接成本，提高连接效率，但在实际应用中其效率仍不理想。 当需要多次跨服务器查询时，以往的实现手段带来的等待时间尤为显著。针对上述问题， 本文提出并实现了分布式环境下查询大批量多层次数据的优化算法，大大提高了系统查 询效率。 1 3 4 总结p o w e r b u i l d e r 环境下的系统调试方法 本文总结了在p o w e r b u i l d e r 环境下的进行系统调试的标准流程，并分析了最常见的 错误及其解决办法。在定位错误方面，提出利用写系统日记的方式来弥补 p o w e r b u i l d e r 的调试工具d e b u g g e r 的缺陷不能跟踪显示d a t a s t o r e 、s t r u c t u r e 和b l o b 等类型的数据值( d a t a s t o r e 、s t r u c t u r e 和b l o b 等在程序中被频繁用于存储和传递结构 复杂、数量大的数据，观察它们的变量值很有必要) 。 1 4 本文的组织 论文分为三大部分：概况介绍、论文主体和总结展望。如图1 2 ： 图1 2 本论文的结构 概况介绍包括第一章和第二章。第一章绪论主要介绍资源管理系统的背景、现状以 及本人工作成果；第二章介绍了研究中将要用到的方法、概念及工具，为论文主体部分 的论述奠定了基础。 论文主体部分分三章( 第三、四、五章) 展开：首先，在第三章中利用p o w e r d e s i g n e r 厂t 圈 鞫 厦 匪 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 面向对象建模方法对电信网中的长途传输网资源进行需求分析和用例建模，这是组件的 抽取、开发与组装的前期工作；第四章将三层c s 结构中的中间层业务逻辑组件细 分为4 个子组件：应用服务组件、对象属性组件、业务规则组件和数据访问组件，提出 了一个贴近电信网络资源特点、易于实现和复用的总体框架结构，并设计了框架中各组 件的开发策略；第五章利用p o w e r b u i l d e r 组件技术完成了基于本框架的组件开发，并讨 论了组件粒度选择、e a s e r v e r 事务处理、基于p o w e r b u i l d e r 的调试策略等关键问题， 本章还就如何改进系统路由查询效率的问题提出一个分布式环境下查询大批量多层次 数据的优化算法，此算法在应用中被证实有效。 总结展望部分( 第六章) 归纳了本系统的优缺点及改进和扩展的思路。 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章基于组件的软件开发方法及工具 第二章基于组件的软件开发方法及工具 2 1 组件的相关概念 2 1 1 组件的定义及特点 组件( 或称构件) 一词的完整说法是“软件组件”，但在使用中常常省略“软件” 这个限定词。组件概念萌芽于结构化软件开发思想占主导地位的上世纪7 0 年代， 当时组件的含义是指一些定义良好的方法包或功能模块。从8 0 年代起，随着面向对象 的软件开发思想的面世与发展，软件组件的含义就是类库。类虽然提供了封装性、多态 性和继承性，但需要依赖于具体的编程语言，且开发人员需要对类库的结构和宿主语言 有较深的了解，因此不能完全达到软件的可移植性和互操作性要求。进入9 0 年代之后， 为了提高软件生产力，应用系统可复用性需求上涨，又兼i n t e r n e t 技术飞速发展，大量 分布式处理系统需要开发，组件的概念以及基于组件的开发方法的重要性日益显露出 来，组件工程被称为第四代软件工程 7 1 。 迄今计算机软件界对于组件的定义仍没有一个明确的标准，但各资料从不同角度对 组件一词的描述殊途同归。本文采用文献8 中提供的定义：【8 】 一个软件组件是可执行软件的一个可分离的部分，作为一个单元来说也是有意义 的，可以与其他组件实现相互操作，需要某种环境的支持。只能通过组件的接口来访问 它，在进行了必要的安装和配置过程之后，它就能以接口规定的方式来使用。为了能与 其他组件一起共同工作，必须能够得到其他接口的细节。 本文对组件的定义的表述可能更通俗：组件是按照预定义好的服务和接口的规范标 准来实现业务逻辑并将之封装的软件模块。如被封装的类、一些功能模块、软件架构、 系统模型和软件的文档等。对用户来说，组件只显示接口信息，而完全隐藏了具体业务 细节，实现了真正意义上的封装。 组件在实现分布式应用设计、提高系统性能和可靠性上有显著优势。其主要特点为： ( 1 ) 可重用性。组件开发有利于软件企业的经验和技术积累，使企业大大减少后续开 发与改进的投入和费用，而且当面对不同客户需求时，只需更改相应的组件，通过事先 定义好的组件接口，很快完成系统的集成。另外使用组件管理还可以方便系统版本维护， 当现有系统不能满足要求时，企业可以在重用现有组件的基础上进行扩展。 ( 2 ) 支持分布式应用。基于组件提供的高层网络协议，使组件对象在位于不同机器上 的两个进程间协作，使程序员可以不必编写代码去处理分布式组件跨网络交互所需要的 通信。从而，组建可以方便地与应用程序和其他组件对象通过通信组件互相通信和交互， 这有利于分布式处理的实现。 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 ( 3 ) 开放性。不依赖于企业的类型和规模，可以在多数数据库系统、操作系统平台上 运行。系统中所有单元均不依赖于某一种数据库系统，即数据可以在异构数据库之间实 行转换。 ( 4 ) 对业务逻辑的封装( 算法保密性) 。对业务逻辑封装的规划，确定了组件的边界 和接口特性。良好的规划可以使组件和其功能与某一具体的应用系统之间相对独立，组 件可以独立开发和分开测试。 ( 5 ) 语言无关性。由于组件的实现具有语言独立性，应用系统开发人员可以选择自己 最熟悉的语言和工具来进行开发，如p o w e r b u i l d e r 、j a v a 、v c + + 、v b 、d e l p h i 等。 2 2 软件开发方法 软件开发方法是软件开发过程所遵循地办法和步骤，其目的在于有效地得到一个可 运行的系统及其支持文档，并满足有关的质量要求。业界于软件开发方法的评价一般基 于四方面的特征：技术特征、使用特征、管理特征和经济特征。【9 1 下面将就此来比较几 种常用的软件开发方法。 2 2 1 传统结构化软件开发方法及其不足 结构化的系统开发方法是在批判传统的自发的系统开发方法的基础上，通过很多学 者的不断探索和努力而建立起来的一种系统化方法。结构化开发方法有一种变形是面向 数据结构方法，它着重数据结构而不是数据流。其基本原理类结构化开发方法。结构化 方法处理软件复杂性的办法主要是将要解决的问题一步一步地分解，直到每个小问题都 足够简单，并且易于处理【l 。 这种方法的突出优点是：它强调系统开发过程的整体性和全局性，强调在整体优化 的前提下来考虑具体的分析设计问题，即所谓的自顶向下的观点。它严格地区分开发阶 段，强调一步一步地严格地进行系统分析与设计，每一步工作都及时地总结、发现问题， 从而避免了开发过程的混乱状态。它是目前被广泛采用的系统开发方法之一。 但这种开发方法也存在很多缺点和不足：它的起点太低，所使用的工具落后，致使 系统开发周期过长而带来了一系列的问题。同时，这种方法要求系统开发者在早期调查 中就需要充分地掌握用户需求、管理状况以及预见可能发生的变化，不符合人们认识事 物的循序渐进的规律性，因此给实际开发带来了困难。同时系统的扩充、版本的更新和 维护的难度也比较大。 2 2 2 面向对象软件开发方法及其不足 面向对象技术是自2 0 世纪8 0 年代以来迅速发展起来的一种软件技术。面向对象技 术用对象描述客观事物，符合人们对现实世界描述的自然规律，使得建模过程和人们认 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章基于组件的软件开发方法及工具 识客观世界的方法一致【1 1 1 。它是利用面向对象的信息建模概念如类、关系、属性等以及 封装、继承、多态等机制来构造、模拟现实系统的方法。对象封装了客观世界中实体的 属性和行为，类是同一类对象公共属性和行为的抽象，因此对象是它所属类的一个实例。 面向对象建模方法提供了从对象、类、类库直至专用系统框架的多层次抽象机制，能够 支持复杂系统层次模型的建立，是研究集成化软件工程的重要工具，适宜于大型系统模 型的建立。【1 2 j 同时面向对象技术的封装性有助于改善软件的可重用性和灵活性【1 3 】。 面向对象模型比以往的模型有了很大的进步，但仍有不足。对象之间的联系是一种 点对点的直接联系，当系统中对象数目增加时，通讯连接数以平方级激增；为支持通讯， 每个对象实体都要维护一个包含所有对象实体功能的信息库，这部分信息不但重复，而 且还要保证一致性。这些开销降低了系统的效率，更大的问题还在于对象的接口没有一 致的标准，不同开发商所提供的软件对象不能在同一地址空间里交互协作，更不能跨越 线程空间、网络空间、或者机器结构的边界，造成了向系统中扩充对象时的随意性与不 规范性，不利于系统的维护和对象的复用。因此，面向对象的软件设计给我们带来的是 一个个分离在应用程序中孤立的对象体【1 4 1 。从理论上说，面向对象技术应该支持软件的 复用和集成；但实际上，面向对象技术只能作为一种基础，它需要和新的技术结合起来， 共同解决软件开发中的问题。 2 2 3 基于组件的软件开发方法( c b d ) 基于组件的开发方法( c b d ：c o m p o n e n t b a s e dd e v e l o p m e n t ) 是在模块化系统、结 构化设计和面向对象技术的基础上发展起来的【l5 1 。其定义可以表述为：基于组件的开发 是一种软件开发方法，采用这种方法开发生命周期中的所有问题和阶段，包括需求分析、 体系结构、设计、构建、测试、部署、支持技术基础设施和项目管理，都是基于组件进 行的【1 6 1 。 按照它的思想，系统开发中需要将单独的、庞大而复杂的应用程序分成多个模块， 每个模块保持一定的功能独立性，并且还可以将每一个模块继续划分成更小的单元，每 一个这样的单元称为一个组件，它们可以运行于同一台机器上，也可以运行在局域网、 广域网甚至i n t e m e t 上的不同机器上。一个设计良好的应用系统往往被划分成许多组件， 这些组件可以单独开发，单独编译，甚至单独调试和测试，然后组装成一个完整的应用 系统。如图2 1 。 与传统的软件开发方法不同，基于组件的方法重在组件的集成，而不是软件的编程。 虽然在实现中免不了编程的过程，但是基于组件的软件开发将编程细节任务从软件系统 的开发者转移到了组件开发者身上。开发人员只需将这些组件组装起来，构成一个应用 系统。 基于组件技术的电信资源管理系统的研究和实现 图2 1 基于组件的软件开发过程【1 7 j c b d 方法中没有一个单独方面本身是新的，在很大程度上，c b d 方法不过是现有 概念和手段的再组织。但它不是对现有的面向对象技术的精化，而是革命性地站在面向 对象方法之上看待软件开发的各个方面，它可以大大简化讨论、建模、管理、复杂性控 制、文档、测试和其他开发方面。在最低限度上，即使没有计划全部运用这些概念， c b d 方法也会提供非常有用的思考c s 和分布式业务系统的概念框架【l 引。 由于c b d 是在过去所有成功技术、原则和实践上构建的，所以它不仅具有以往开发 方法的优点，还突破了这些方法的局限性。c b d 的优点主要表现在以下几方面j ： ( 1 ) 更好的设计和代码重用，允许用户重用商业逻辑。与在类级上重用应用程序相比， 做成可重用组件，能更加有效地表达面向服务器的商业逻辑。同时减少了开发的工作量， 降低了开发成本。 ( 2 ) 便于维护，增加了应用软件灵活性。各应用程序在结构上划分成为具有简洁接口 的可重用模块。当业务规则发生改变时，只需修改原组