分布式多层结构的通信网络资源管理系统的设计与实现-四川省

1分布式多层结构的通信网络资源管理系统的设计与实现王培国陈文汉林红卫（成都军区通信网络技术管理中心）摘要随着计算机网络的发展，管理信息系统的体系结构也随之发展变化，分布式多层结构在当今管理信息系统建设中表现出了很好的应用效果，特别是其稳定性和安全性上的优势，较好的满足了大型管理信息系统的需求。本文介绍了分布式多层结构的概念与优势，并以一个通信网络资源管理系统为例介绍了用Delphi的MIDAS设计并实现一个分布式多层结构的通信网络资源管理系统的技术方法。关键词多层结构通信网络资源管理信息系统数据库在当今信息社会，数据库系统开发成为信息处理系统开发的主流。随着计算机技术的发展和进步，特别是INTERNET技术的日益普及和分布式计算技术的发展，软件体系结构和计算模式也在逐步演进。信息处理系统经历了两次重要的计算模式的变迁，从终端/主机方式发展到传统的两层C/S（Client／Server，客户/服务器）结构和B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)结构，再从传统的两层C/S和B/S结构再发展到现在的分布式多层C/S和B/S结构。1C／S与B／S结构九十年代，信息处理系统的结构以C/S方式为主要代表。它是将信息处理从逻辑上分成两层分别进行程序设计。这两层分别是：（1）信息处理的表示逻辑；（2）信息处理的事务逻辑。由于C/S结构把应用系统的业务逻辑编写在客户端应用程序之中，随着最终用户需求的千变万化，客户端可能会不堪重负，而客户端的过于庞大，使安装和维护变得十分困难。随2着信息系统的规模的不断扩大，这一缺点越来越突出。随着INTERNET的产生和发展，将客户端简化为标准的浏览器，则形成了B/S结构。2分布式多层结构的基本概念针对传统的二层结构的缺点，出现了信息处理的分布式多层结构，现在主要是分布式三层结构，它将应用逻辑进一步细分，具体划分为三个层次：客户服务层（客户机）、业务逻辑层（应用服务器）、数据服务层（数据库服务器）。下图显示了分布式三层应用的结构：前端：客户服务层中间：业务逻辑层后台：数据服务层（1）客户服务层主要是提供用户界面。客户服务层可以是本地计算机上支持Web远程数据操作的浏览器，也可以是独立的编译好的应用程序。随着Internet/Intranet的迅猛发展，基于远程数据服务（RDS）Web应用系统的客户端能调用服务器端用以实现Web应用系统的业务逻辑组件，更好地满足了Internet/Intranet的应用需求。（2）业务逻辑层为所有客户提供公用数据服务，它是三层中最关键的一层。此层也称应用服务器，主要完成了原来两层结构中客户端的业务逻辑和服务器端的业务逻辑管理功能。业务逻辑层既可以是运行在IIS上的ASP程序，也可以是不基于Web的编译好的可执行应用程序。根据需要，此层可细化为多层。（3）数据服务层则提供关系数据库管理系统。它与两层结构的数据库服务器的功能类似，主要完成数据管理与服务功能。3分布式多层结构的优点分布式多层结构主要有以下优点：（1）增强了系统的稳定性、安全性分布式多层结构较好的实现了分工合作，且很容易实现容错和负载平衡机制。将应用服务器这一层设计成多台应用服务器，这样就使系统具备了容错能力和负载平衡能力，提高了系统的稳定性、可靠性和运行效率。与传统的两层C/S结构及B/S结构相比，在分布式多层结构的信息系统中可以较为方便地实现数据加密，提高系统的安全型。因为客户端软件和应用服务器软件均是应用程序开发客户1客户2客户n业务逻辑、数据访问（应用服务器）数据库服务器3者所开发，很容易约定数据加密/解密算法，因此实现客户机和中间服务器之间加密通信就变得较容易。客户机和中间服务器之间是远程连接时，加密通信是十分必要的。分布式多层结构在稳定性、安全性上的优势，较好地满足了大型管理信息系统需求。（2）提高了系统的性能和执行效率如果客户端用户较多时，传统的两层C/S结构执行效率和性能便开始大幅度降低，此时，分布式多层C/S结构在性能执行效率上明显优于两层结构，主要原因是：·减轻了客户端负荷。·减少了与数据库服务器的并发连接数,从而提高了系统的性能。·减少网络的流量和保证事务的可靠性。客户端与中间件的通信远比两层结构时的通信开销要少,传输成功率要高得多，在分布式多层结构的应用在广域网环境有着绝对的优势。（3）提高了系统的易维性和可扩充性，大大降低了维护成本分布式多层结构的客户端、应用服务器、数据库服务器的扩充都简单易行，组件可重复使用，使得维护成本大幅度降低。4、一个分布式多层应用系统的研发实例下面以一个通信网管理信息系统的研究开发为例，介绍如何设计与实现分布式多层应用系统。下图是一个建立在跨省市的广域环境下的通信网管理信息系统的结构图：……二级信息心1客户机是用户的操作平台，包括对通信网的各种管理信息的录入、查询和统计。信息中心客户机操作界面是通信网络管理部门对通信网及其维护单位和附属设施情况的查询、修改和统计工具。客户机包括本地客户机和远程客户机，其中本地客户机通过局域网连接到服务器，远程客户机通过IP广域网再经路由器上局域网。该系统采用分布式多层结构，可大致分为数据库服务器、应用程序服务器和客户机三IP广域网R一级本地客户机R数据库服务器R应用服务器R一级远程客户机一级信息中心……二级信息心nR客户机R数据库服务器R应用服务器4个部分。其中，数据库服务器是一个大型关系型数据库系统，负责保存和管理全网各方面的管理信息，并负责处理来自应用程序服务器的有关访问请求；应用程序服务器负责接受来自客户机的业务请求，把这些请求发送到数据库服务器，并把处理结构回送到客户机；客户机分布在通信网的各传输站以及各级业务管理部门，各传输站负责录入该站以及与其相关的各条干线的管理信息，供本站和各级业务管理部门查询统计。客户机、应用服务器、数据库服务器均采用Windows系列操作系统，数据库服务器和应用服务器的运行环境均采用Windows2000Server，客户机应用程序的运行环境采用Windows2000Professional或Windows98。由于各层均采用Windows系列操作系统，不存在跨操作系统平台的问题，因此我们采用微软的COM/DCOM/COM+这种工业标准设计实现应用系统的分布式多层结构。客户机上的应用软件与服务器上的应用服务软件的开发工具均采用Delphi，并使用Delphi提供的MIDAS技术来具体实现分布式多层结构。应用服务器主要功能是给本地或远程的客户机软件提供各种业务逻辑和给用户提供系统维护的界面。客户端所有与数据库相关的操作都是由应用服务器提供的业务逻辑实现的，如客户端需要查询某台站的某条干线的某条用于PCM的2M链路中每一条PCM电路的分配情况，那么服务器端需要定义一个相应的函数，供客户端调用，其具体定义方法如下：functionTsrvObject.GetGXPCM(tzmc,gxdh,lldh:OleVariant):OleVariant;//函数格式声明beginQuery.Close;//预先关闭查询Query.SQL.Text:=format('select*fromPCMwhereTZMC=''%s''andGXDH=''%s''andLLDH=''%s''',[tzmc,gxdh,lldh]);//根据查询函数输入参数值形成查询语句Query.Open;//打开查询Result:=Provider.Data;//提供查询结果供客户端调用end;以上程序段中GetGXPCM为应用服务器给客户机提供的可调用的方法名称（即函数名），该函数3个输入参数：台站名称（tzmc）、干线代号(gxdh)、链路代号(lldh)，其输出参数就是查询结果。该段程序形成完整的SQL语句后到数据库服务器上去执行查询。应用服务器与数据库服务器是这样建立连接的：应用服务器上的BDE定义的一个名为ORACLE的数据库名，其中定义了数据库的访问参数；应用服务器的软件通过session,database,query等控件与数据库发生联系。应用服务器通过provider控件给客户机提供相应数据。在客户端通过以下程序端调用应用服务器端的该函数procedureTpcmform.FormShow(Sender:TObject);//客户端查询显示函数的声明begin5ClientDataSet1.Close;//预先关闭数据集ClientDataSet1.Data:=fmmain.RemoteServer.AppServer.GetGXPCM(tzmc_,gxdh_,lldh_);//调用服务器端函数，将查询结果赋予数据集供显示Caption:=tzmc_+'站至'+zdtz_+'站'+gxdh_+'干线链路:'+lldh_+'的PCM配置情况';//形成表格标题end;在以上程序段中三个输入参数（台站名称tzmc_、干线代号gxdh_、链路代号lldh_）是由上级查询窗口（2M链路查询窗口）的当前记录传递过来的。应用服务器除了实现客户端所需要的各类业务逻辑外，其另一功能是给系统管理员提供系统维护的界面，该系统的应用服务器具体提供了各类标准表的维护、用户授权、数据备份、数据恢复等功能。5结束语本文从信息系统的体系结构的角度，描述了信息处理系统的发展历程。目前，分布式多层结构已经成为信息处理系统重要的体系结构，本文以当前使用最多的三层结构为例描述了分布式多层结构的基本概念及其优势，分析了分布式多层结构的技术机制，并以一个通信网管理信息系统为例介绍了如何用Delphi的MIDAS设计与实现一个基于分布式多层结构的通信网络资源管理系统。虽然当前的分布式多层结构以三层结构为主，但随着用户需求的日趋复杂，应用服务器的业务逻辑也会越来越复杂，将应用服务器再进一步分层，就会发展成未来的功能更强、适应面更广、移植性更好、应用前景更广的分布式多层结构的信息系统。参考文献[1]李维，Delphi分布式多层应用系统篇，北京：机械工业出版社，2000.4[2]张自立.三层次C/S结构及其在电信本地网计费帐务系统中的应用.电信科学，2001,Vol.17,No.6:27～30[3]习胜丰.基于RDS与MTS的N层事务性Web数据库应用程序的构造与实现.计算机系统应用，2003,No.11:33～356作者简介：1．王培国，男，成都军区通信网络技术管理中心五室主任兼高级工程师。1965年6月出生，1983年7月毕业于解放军信息工程学院，2002年6月获电子科技大学硕士学位，曾多次荣获军队科技进步奖。通信地址：成都市北较场成都军区司令部通信部邮编：610011联系电话：0821-680064130600877582．陈文汉，男，成都军区通信网络技术管理中心高级工程师。1945年6月出生，1969年7月毕业于哈尔滨军事工程学院，大学本科。曾多次荣获军队科技进步奖。通信地址：成都市北较场成都军区司令部通信部邮编：610011联系电话：0821-680058135586138863．林红卫，女，成都军区通信网络技术管理中心高级工程师。1956年12月出生，1997年7月毕业于解放军武汉通信指挥学院，大学本科。曾多次荣获军队科技进步奖。通信地址：成都市北较场成都军区司令部通信部邮编：610011联系电话：[phone]