CS结构技术比较

C S vs n tier 传统传统 C S 计算模型分析计算模型分析 客户机 服务器系统比文件服务器系统能提供更高的性能 因为客户端和服务器端将应 用的处理要求分开 同时又共同实现其处理要求 对客户端程序的请求实现 分布式应用处 理 服务器为多个客户端应用程序管理数据 而客户端程序发送 请求和分析从服务器接 收的数据 这是一种 胖客户机 Fat Client 瘦服务器 Thin Server 的网络计算模式 在一个客户机 服务器应用中 客户端应用程序是针对一个小的 特定的数据集 如一 个表的行来进行操作的 而不是像文件服务器那样针对整个文件进行 对某一条记录进行 封锁 而不是对整个文件进行封锁 因此保证了系统的并发性 并使网络上传输的数据量 减到最少 从而改善了系统的性能 客户机 服务器模型的优点主要在于系统的客户端应用 程序和服务器部件分别运行在不同的计算机上 系统中每台服务器都可以适合各部件的要 求 这对于硬件和软件的变化显示出极大的适应性和灵活性 而且易于对系统进行扩充和 缩小 在客户机 服务器模型中 系统中的功能部件充分隔离 客户端用程序的开发集中于 数据的显示和分析 而数据库服务器的开发则集中于数据的管理 不必在每一个新的应用 开发中都要对一个数据库进行编码 将大的应用处理任务分布到许多通用网络连接的低成 本计算机上导致了费用的极大节约 随着信息的全球化 区域的界限已经被打破 电子商务作为 Internet 的强大的驱动力 迫使客户机 服务器模式从局域网 LAN 向广域网 WAN 延伸 如今 Internet 已经成为 全球最大的网络互联环境 在 Internet 的环境下实现数据的客户机 服务器计算模型正是目 前的流行趋势 在这种条件下产生的网络计算模式实际上是对传统的 C S 计算模式的扩充 用公式表示为 网络计算模式 多层 C S 动态计算 多层多层 C S 结构结构 两层与三层 C S 结构的区别 应用程序从结构上一般分为四层 形式逻辑 业务逻辑 数据逻辑和数据存储 传统 的 C S 计算多是基于两级模式 在这种模式中 所有的形式逻辑和业务逻辑均驻留在 Client 端 而 Server 则成为数据库服务器 负责各种数据的处理和维护 因此 Server 变得 很 瘦 被称为 瘦服务器 Thin Server 与之相反 这种模式需要在客户端运行庞大的 应用程序 这就是所谓的 胖客户机 Fat Client 用公式表示为 两层网络计算模式 多 Client 单 多 Database Server 动态计算 随着 C S 结构应用范围的不断扩大和计算机网络技术的发展 这种结构带来的问题日 益明显 主要表现在以下几方面 首先 系统的可靠性有所降低 一个客户机 服务器系统是由各自独立开发 制造和管 理的各种硬件和软件的混合体 其内在的可靠性不如单一的 中央管理的大型机或小型机 出现问题时 很难立即获得技术支持和帮助 其次 维护费用较高 尽管这种应用模式在某种程度上提高了生产效率 由于客户端 需要安装庞大而复杂的应用程序 当网络用户的规模达到一定的数量之后 系统的维护量 急剧增加 因而维护应用系统变得十分困难 第三 系统资源的浪费 随着客户端的规模越来越大 对客户机资源的要求也越来越 高 尽管硬件不断更新 但新的操作系统和新的应用软件的不断出现 使得用户对硬件的 更新仍然跟不上软件更新的速度 客户不得不在本地硬盘上装入大量的软件 但是使用的 大都只是其中很少一部分 一般低于 10 在一个拥有众多的 胖客户机 的环境中 这 无疑是一种巨大的浪费 最后 系统缺乏灵活性 客户机 服务器需要对每一应用独立地开发应用程序 消耗了 大量的资源 但胖客户机的计算模式却仍然满足不了日益增长的应用的需要 在向广域网 扩充 如 Internet 的过程中 由于信息量的迅速增大 专用的客户端已经无法满足多功能 的需求 网络计算模式从两层模式扩展到 N 层模式 并且结合动态计算 解决了这一问题 目前流行的三层网络计算模式 用公式表示为 三层网络计算模式 多浏览器 单 Web 服务器 多数据库服务器 动态计算 在三层模式中 Web 服务器既作为一个浏览服务器 又作为一个应用服务器 在这个 中间服务器中 可以将整个应用逻辑驻留其上 而只有表示层存在于客户机上 这种结构 被称之为 瘦客户机 这种结构中 无论是应用的 HTML 页还是 Java Applet 都是运行时刻 动态下载的 只需随机地增加中间层的服务 应用服务器 即可满足扩充系统的需要 由 此我们可以用较少的资源建立起具有很强伸缩性的系统 这正是网络计算模式带来的重大 改进 三层三层 C S 结构的实现结构的实现 三层 C S 结构是将应用功能分成表示层 功能层和数据层三部分 其解决方案是 对 这三层进行明确分割 并在逻辑上使其独立 原来的数据层作为 DBMS 已经独立出来 所 以关键是要将表示层和功能层分离成各自独立的程序 并且还要使这两层间的接口简洁明 了 一般情况是只将表示层配置在客户机中 如果连功能层也放在客户机中 与二层 C S 结构相比 其程序的可维护性要好得多 但是其他问题并未得到解决 客户机的负荷太重 其业务处理所需的数据要从服务器传给客户机 所以系统的性能容易变坏 如果将功能层和数据层分别放在不同的服务器中 则服务器和服务器之间也要进行数 据传送 但是 由于在这种形态中三层是分别放在各自不同的硬件系统上的 所以灵活性 很高 能够适应客户机数目的增加和处理负荷的变动 例如 在追加新业务处理时 可以 相应增加装载功能层的服务器 因此 系统规模越大这种形态的优点就越显著 值得注意的是 三层 C S 结构各层间的通信效率若不高 即使分配给各层的硬件能力 很强 其作为整体来说也达不到所要求的性能 此外 设计时必须慎重考虑三层间的通信 方法 通信频度及数据量 这和提高各层的独立性一样是三层 C S 结构的关键问题 在三层 C S 中 表示层是应用的用户接口部分 它担负着用户与应用间的对话功能 它用于检查用户从键盘等输入的数据 显示应用输出的数据 为使用户能直观地进行操作 一般要使用图形用户接口 GUI 操作简单 易学易用 在变更用户接口时 只需改写显 示控制和数据检查程序 而不影响其他两层 检查的内容也只限于数据的形式和值的范围 不包括有关业务本身的处理逻辑 功能层相当于应用的本体 它是将具体的业务处理逻辑地编入程序中 表示层和功能 层之间的数据交往要尽可能简洁 数据层就是 DBMS 负责管理对数据库数据的读写 DBMS 必须能迅速执行大量数据 的更新和检索 现在的主流是关系数据库管理系统 RDBMS 因此一般从功能层传送到 数据层的要求大都使用 SQL 语言 在三层或 N 层 C S 结构中 中间件 Middleware 是最重要的部件 所谓中间件是一 个用 API 定义的软件层 是具有强大通信能力和良好可扩展性的分布式软件管理框架 它 的功能是在客户机和服务器或者服务器和服务器之间传送数据 实现客户机群和服务器群 之间的通信 其工作流程是 在客户机里的应用程序需要驻留网络上某个服务器的数据或服 务时 搜索此数据的 C S 应用程序需访问中间件系统 该系统将查找数据源或服务 并在 发送应用程序请求后重新打包响应 将其传送回应用程序 随着网络计算模式的发展 中 间件日益成为软件领域的新的热点 中间件在整个分布式系统中起数据总线的作用 各种 异构系统通过中间件有机地结合成一个整体 每个 C S 环境 从最小的 LAN 环境到超级 网络环境 都使用某种形式的中间件 无论客户机何时给服务器发送请求 也无论它何时 应用存取数据库文件 都有某种形式的中间件传递 C S 链路 用以消除通信协议 数据库 查询语言 应用逻辑与操作系统之间潜在的不兼容问题 结论结论 和两层 C S 结构相比 三层 C S 结构具有更灵活的硬件系统构成 对于各个层可以选 择与其处理负荷和处理特性相适应的硬件 合理地分割三层结构并使其独立 可以使系统 的结构变得简单清晰 这样就提高了程序的可维护性 三层 C S 结构中 应用的各层可以 并行开发 各层也可以选择各自最适合的开发语言 有利于变更和维护应用技术规范 按 层分割功能使各个程序的处理逻辑变得十分简单 一般而言 三层 C S 结构的优势主要表 现在以下几个方面 利用单一的访问点 可以在任何地方访问站点的数据库 对于各种信息源 不论是文本还是图形都采用相同的界面 所有的信息 不论其基于的平台 都可以用相同的界面访问 可跨平台操作 减少整个系统的成本 维护升级十分方便 具有良好的开放性 系统的可扩充性良好 进行严密的安全管理 系统管理简单 可支持异种数据库 有很高的可用性 Verity 的优势的优势 Verity 系统采用基于代理的多层次体系结构 继承了上述多层体系结构的所有优点 此外 Verity 还具有以下优势 不对现有系统造成任何影响不对现有系统造成任何影响 一些 C S 结构的系统基于现有应用系统的数据库 所有检索请求都由现有系统的数 据库来负担 这样 给数据库系统造成了很大的压力 既要服务于现有的应用 完成其 数据请求 查询 插入 修改 删除等操作 又要承担新的服务系统的检索请求 而 且 来自于互联网的检索请求几乎是无法预计的 将对现有的系统造成影响 降低现有 系统的运行效率 Verity 系统采用了外挂的方式与现有系统进行集成 不需要对现有系统做任何的修 改 也不会对现有系统的运行产生任何影响 而本系统所服务的所有检索请求均由本系 统处理 不会向现有系统的数据库提交任何与检索相关的负担 优化服务器系统资源优化服务器系统资源 从技术上看 两层 C S 结构系统的客户端都直接连接数据库 由于来自于互联网的 检索请求几乎是无法预计的 当大量来自于互联网的客户并发访问系统时 需要建立大 量的数据库连接 这将极大地浪费数据库服务器的系统资源 同时 也对数据库服务器 造成极大的压力 Verity 系统采用基于代理的多层次体系结构 客户的请求首先发送到应用服务器 应用服务器再将检索请求发往 Verity K2 的代理服务器 最后 由 Verity K2 的代理服务 器将检索请求发往 K2 服务器进行检索 多层体系结构使得我们可以在应用服务器或代 理服务器上缓冲检索请求 排队发往 K2 服务器 这样一来 我们无需在 K2 服务器上 建立大量的并发连接 从而优化 K2 服务器系统资源的使用 使其可以快速地对每一个 请求进行处理 Verity 系统继承了多层次体系结构的所有优点 具有灵活的硬件系统构成 对于各 个层可以选择与其处理负载和处理特性相适应的硬件 从而优化了服务器资源的使用 也保证了系统的适应性和经济性 良好的可扩展性和可靠性良好的可扩展性和可靠性 Verity 系统基于代理的多层次体系结构 很容易组建群集系统 具有良好的可扩展性 和可靠性 Verity 系统可以灵活部署 随着客户数据量及访问量的增加 逐步增加部署的 服务器 满足客户需求的增长 而原有的服务器仍然可以继续使用 运行 K2 Server 从 而有效地保护了客户在软 硬件方面的投资 在系统运行初期 由于客户数量有限 可以配置一台服务器 对外提供服务 随着数 据量和客户数量的增加 再适当增加服务器 与原有的服务器构成群集系统 相互间互为 备份 共同对外提供服务 灵活自如的分类导航灵活自如的分类导航 Verity K2 系统的信息组织功能可以灵活地按业务规则对信息进行分类 并按照分类系 统引导客户找到需要的信息 Verity 分类系统非常灵活 用户可以利用 Verity 的工具方便 地修改分类系统及其规则 而修改一旦完成后 立即就可以生效 而无需对原有的信息再 进行任何处理 Verity 系统支持多种分类系统下的多维导航视图 用户可以按照业务要求对信息数据 进行多种分类 例如 行业 地区 经营范围等 并且将这些相互独立分类综合起来 进 行多维信息导航 便于客户快速定位需要的信息 强大的参数查询强大的参数查询 存储在数据库中的结构化数据一般都包含有非结