D通信中间件软件需求规格说明书.doc

文件编号 TH-MB-08 软件需求规格说明书软件需求规格说明书目录软件需求规格说明书1目录1一.引言21.1项目背景21.2 文档概述21.3 定义21.4 参考资料2二. 任务概述32.1 目标32.2 运行环境32.3 条件与限制3三. 数据描述33.1 数据描述及说明33.3 流程图及数据流向4四. 功能需求64.1 功能划分64.2 功能描述7五. 性能需求95.1 数据精确度95.2 时间特性95.3 适应性9六 运行需求96.1 用户界面96.2 硬件接口106.3 软件接口106.4 故障处理10七 其他需求10一.引言1.1项目背景随着公司在高速公路项目建设领域的发展和壮大，原来针对不同项目进行不同的管理软件系统的集成和开发，已经渐渐的不能满足项目实施的需要。因为不同高速公路项目的情况和要求不尽相同，虽然在开发过程中有一些功能可以重复使用，但是很多功能仍然需要重新开发，而应用系统的平台化是解决这一问题的根本方法，通信和数据的传输则是平台化的基础。从以前的工作当中，我们也可以深切的感受到，由于系统规模的不断扩大，数据量也越来越大，使得使用应用级开发的通信和数据传输系统（或功能模块）带来的问题越来越多，系统的效率和维护渐渐的成为一个非常头疼的问题。而将来一些跨地域跨跃几条高速公路的综合管理系统需求很快就会出现，如果仍然采用现在的通信和数据传输方法，很难构筑更加复杂的应用，必定使得我们在将来的竞争中处于不利的地位，使得成为行业领导者的地位难以迅速建立和巩固。中间件技术的出现为解决通信和数据传输提供了现实的技术参考和背景。实现通信和数据中间件，不仅可以解决公司目前的实际问题比如改造老系统、支持一卡通项目，而且可以用一次性成本代替连续不断的投入，形成产品增加新的利润点，为公司的行业策略提供有利的支持。1.2 文档概述本文档由数据通讯中间件项目组编写。文档中包括了以下内容：系统功能需求说明，数据的定义和描述，以及其他的相关说明。1.3 定义中间件：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享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。1.4 参考资料所引用的有关标准：国家关于软件编制规范的标准GB8567-88。软件开发的相关书籍：计算机软件产品开发文件编制指南 GB8567-88湖北省高速公路联网收费总体方案东方通科技消息中间件白皮书东方通科技事务中间件白皮书二. 任务概述2.1 目标为高速公路系统解决方案提供跨平台的通信中间件、跨数据库的数据中间件以及相应的辅助工具集，保障系统实时高效、可靠、安全的运行。2.2 运行环境由于高速公路系统的复杂性，通信和数据中间件将来的运行环境是多种多样的。所以需求设计的目标，将是跨平台和跨数据库的。即使在唯一的版本中不能完全实现，也将用不同的版本提供相应的服务，以解决所有可能出现的问题。前期的设计工作希望围绕WINDWOS+SQLSERVER和UNIX+ORACLE之间来进行。2.3 条件与限制现有的通信方式和数据库接口的主要情况：远程过程调用（RPC）：客户端调用服务器端的接收程序，形成远程过程调用，来实现通信。会话编程（CPI -C，如TCP/IP的Socket）：使用通用通信编程接口，通过客户端和服务器端信息的发送来实现通信。消息队列中间件（MQI，如IBM 的MQ Series，Microsoft的Message Queue，BEA的MQ）：将发送和接收的信息发送到消息队列中，通过消息队列中间件来完成通信。数据库接口：ODBC，JDBC，OLEDB，BDE等。系统曾经在以前的开发中选择采用MSMQ消息队列中间件来实现，可做参考。本次开发，可以利用上面的条件，也可以重新独立开发或采用其他公司的产品进行二次开发。希望在4月30日能得到可以内部测试的版本。三. 数据描述3.1 数据描述及说明1 静态数据：与通信相关：数据编码的格式，传输消息的格式，同步/异步通信方式等形成类似协议的文件，最终用它们来确定如何将消息投送到不同操作系统上的不同协议中。与数据相关：数据内容，数据长度，发送时间等，它们是传送的主体，这部分数据将保存在数据库或日志中。它是由动态数据在完成事务后转化产生的。与配置相关：中间件所在网络节点，数据对应关系，数据库接口，用户验证的名称和口令，传输数据大小的限制，是否加密及加密的方法等内容，这部分数据用来确认系统工作的环境，同时还实现一部分逻辑。例如数据库从原来的SQLSERVER变为SYBASE则相关描述数据库接口的数据项目也相应的发生变化。与监控和日志相关：网络状况比如：网络故障，传输数据字节数；反应系统运行各种情况比如：结点状况，命令内容及完成情况，出现的异常描述信息等。这部分数据主要的作用是提供可维护的方法，例如客户机和服务端的网络断开了，应该马上产生相应的数据反映在监控程序和日志中。2 动态数据：应用程序产生并通过中间件，没有完成的事务中的在途数据。由监控程序来监视管理。3.3 流程图及数据流向通信中间件网络环境应用程序数据中间件数据存储图1 应用实体应用实体DM上图可以简单记为：D表示数据中间件，M表示通信中间件。系统应用将由网络结构和环境中的应用实体构成。在应用实体中，应用程序的开发将只围绕本地数据库（其他数据存储形式）和中间件接口来进行，不再考虑异地数据的通信和数据库（其他数据存储形式）间数据信息的传输的具体实现。数据中间件则主要负责将异地间数据库（其他数据存储形式）中的数据和信息逐级的上传或下发。通信中间件用来保证异地的各种数据和信息交流的正确和及时。这一模型的一个典型的高速公路系统的应用如下图所示： 1n站实体DM1n车道实体DM车道实体DM站实体DM1n车道实体DM车道实体DM中心实体DM而事实上典型的省级高速公路计算机系统结构一般分为五级：总中心计算机管理系统、中心计算机管理系统、分中心计算机管理系统、收费站计算机管理系统和车道控制机, 它们构成总中心局域网、中心局域网、分中心局域网、收费站局域网四个级别的局域网，其中收费站局域网由收费站计算机管理系统和车道控制机组成。各级计算机网络之间通过通信系统实现数据传输。应用进程消息发送者消息接收者消息接收者消息发送者服务进程接收输入信息，预处理，加密打包将消息发送给服务进程接收，解释处理，输出将消息发送给客户进程接收消息，解释处理打包通信中间件应用处理流程失败失败失败成功成功成功读取配置信息通信中间件公用数据接口存储数据（数据库，文件等）数据中间件应用处理流程四. 功能需求4.1 功能划分1 通信中间件：为了使应用程序开发能独立于通信功能，不需要再考虑应用程序中通信方面的问题，将通信功能封装起来形成中间件，让它来承担所有和通信相关的功能需求，从而使系统的整体开发更为灵活，体系更为健壮。通信中间件主要负责将数据安全可靠的由数据源发送到数据目的地，提供应用开发的接口。2 数据中间件：封装数据库之间数据的传输是系统中的另外一个重要功能。数据中间件将用来保证数据库间相对应数据的一致性和完整性，提供应用开发的接口。3 配置分发管理：为通信中间件和数据中间件提供可配置和可维护的工具，用它来生成各种相应的初始化配置，并提供必要的分发功能。4 监控管理：实时的监控当前系统的运行情况，全面的反映系统各种参数的变化。5 日志管理：提供系统运行的必要数据的连续时间反映，使系统的运行可以得到追踪和审计。6 辅助工具：提供系统的测试，应用实例等其他辅助方法的实现。7 其他：如有新的需求功能出现，及时补充。4.2 功能描述4.2.1功能详细描述1 通信中间件：正确性：提供有效的数据传输保障，源和目的的一致性、完整性校验，异常情况的处理。稳定性：维持系统的不间断性，正确处理和分配内存，提供保护程序来重新激活那些发送失败的消息，建立管理消息的完整机制。安全性：使用某种算法对数据进行加密，以防止非法用户的解读和识别。效率：在规定时间内完成数据的传输任务。跨平台思路：使用C或Java语言来实现所有功能，避免使用独立于某种平台的类库或函数，形成跨平台的服务或者提供针对不同平台的不同版本。2 数据中间件：数据传输过程：应用程序或数据传输程序，使用数据中间件提供的接口，向数据中间件提交请求，数据中间件通过通信中间件将请求传送到服务方，服务方的数据中间件从通信中间件接收请求，将请求送到相应的服务程序，服务程序通过数据中间件提供的接口接收请求，进行相应的处理，处理结束后，再通过数据中间件将应答传递回客户程序，完成一次简单的数据传输。最终形成以下三个分解过程：请求过程：数据从客户进程发到服务进程的过程。应答过程：数据从服务进程返回客户进程的过程。确认过程：提交或撤消结果，从客户进程发到服务进程的过程。a. 基本特性：原子性：每一个事务的操作要么全部成功，要么全部失败。一致性：一个操作把一个合法对象比如一条记录，从一个数据存储地点转变为一个数据存储地点完成一个任务，如果该操作被放弃了或失败了，则此记录本身不发生变化。使用事务的回滚来实现。防止诸如本地操作取消了，而服务器的操作却执行了之类的问题。隔离性：一个对象比如一条记录在操作时，在其被提交之前对于其它操作来讲是不可用的。由系统标识，标志位或数据锁实现。防止在记录提交以前使用这条数据信息。永久性:一笔数据成功的提交后，其对应的操作产生的结果将保存在数据库或其他存储形式中，是永久性的，若要取消该操作结果，必须通过另一个操作来抵消它，使它回退到没有执行该操作前的数据结果，比如冲掉该数据。并确认数据按照规则要求写入磁盘中。以上四种特性是事务的ACID属性，数据中间件中努力实现上面的功能特性，保证在分布式的系统中数据的完整和一致。数据结构的灵活性：实现数据结构的灵活对应。比如：A客户机上的数据库DATABASE_A中的表TABLE_A一条记录要通过数据中间件如何写入B服务器上的数据库DATABASE_B中的表TABLE_B中，而且第一列相互对应，TABLE_A的第二列乘以N后写入TABLE_B中？见下图：1221TABLE_ACOL_1COL_2COL_3TABLE_BCOL_1COL_2COL_3数据中间件得到对应关系，运算方法等规则应用程序数据中间间接口配置文件b. 其他特性：跨数据库的方法：选择标准的数据库接口。逐渐的提供一系列的数据库对应方法，比如客户端是SQLSERVER，服务器端是ORACLE；客户端是SQLSERVER，服务器端是DB2等等。3 配置分发管理：生成系统初始化各个网络节点的配置文件，提供修改配置文件的方法。分发文件到相应的网络节点处。4 监控管理：实时的监控当前系统的运行情况，全面的反映系统各种参数的变化比如当前网络中加密或未加密的数据表达内容，校验错误的次数，数据包的源和目的，网络节点的传输流量等。5 日志管理：提供系统运行的必要数据的反映如记录各用户登录和使用情况，日志历史数据的清理和备份，不同类别数据的分类过滤和排序方法，建立维护设置的方法和策略。使系统的运行情况可以得到追踪和审查。6 辅助工具：提供系统连续工作的测试方法，接口引用的应用实例以及其他中间件的相关帮助。4.2.2问题领域分析1 如何形成有利于高速公路交通系统的中间件接口和协议？在应用系统消息传输中，本地应用程序（在车道机上）发送一条消息给本地中间件，本地中间件添上一个包含消息路由信息的头部，然后将其置于本地传输队列。本地中间件采用指定的传输协议和物理连接将消息发送给服务器远端中间件（收费站数据库服务器）。在另一端（收费站数据库服务器），消息逆向上行，服务器远端中间件读取消息路由信息，然后把消息置于相应的目的队列。远端应用程序通过远端中间件读取消息。消息传送的协议，负责将消息投送给不同系统的各种底层传输层协议，在传输链路不存在时，系统也可以存放消息，当传输链路恢复后重新设法传输。支持的传输协议首先是TCP/IP。2 图像和声音信息的处理方法。五. 性能需求5.1 数据精确度字符型数据：100的精确度。数字型数据：涉及到货币的用高精度的浮点数, 其他数据100的精确度。日期型数据：精确到毫秒。声音图像数据：不失真。5.2 时间特性响应时间：小于等于15秒。更新处理时间：小于等于5秒。数据转换与传输时间：小于等于5秒。运行时间：724小时连续工作。资源开销：在处理并发事务时，服务器内存和CPU，IO开销的峰值不超过所处计算机资源的60。吞吐量：在响应时间内，完成一个事务的数据量大于等于每次传输数据的最大值。5.3 适应性提供跨数据库、跨平台的版本，尽量考虑为应用软件系统开发中提供一些预留的接口和扩展方法。六 运行需求6.1 用户界面6.1.1报表格式系统产生的各种文档的打印报表格式，一般只提供流水帐式的打印方式。特殊情况在详细设计中提供具体格式方案。6.1.2屏幕格式系统中各种辅助程序将在800*600像素下的屏幕格式下的进行设计。用户界面的风格采用标准的Windows界面风格如界面中的字体为宋体9号字，灰色主色调等。数据表示形式主要由表格和编辑框的格式给出。如果需要，将给出命令行的提示屏幕的格式。具体的屏幕格式在详细设计阶段给出。6.2 硬件接口通过操作系统和设备本身提供的驱动程序来实现与硬件的交互。6.3 软件接口通信中间件：最终通过统一的API以及其上的COM，DLL或者独立运行的标准程序作为提供的方式。数据中间件：最终通过统一的API以及其上的COM，DLL或者独立运行的标准程序作为提供的