摘要:在對B/S結構和C/S結構進行充分分析比較的情況下,簡述了今后發展的前景,并提出了一種新的體系結構。結合B/S與C/S,將組件技術COM+和AcdveX技術分別應用在服務器端和客戶端,從而開發出高效、安全的應用系統。
近年來,隨著網絡技術不斷發展,尤其是基于Web的信息發布和檢索技術、Java計算技術以及網絡分布式對象技術的飛速發展,導致了很多應用系統的體系結構從C/S結構向更加靈活的B/S多級分布結構演變,使得軟件系統的網絡體系結構跨入一個新階段。認識這些結構的特征,并根據實際情況進行系統的選型,對于成功開發一個MIS系統是非常關鍵的。
1 C/S結構與B/S結構
1.1 C/S結構
C/S結構,即Client/Server(客戶機/服務器)結構。此結構把數據庫內容放在遠程的服務器上,而在客戶機上安裝相應軟件。C/S軟件一般采用兩層結構,其分布結構如圖1所示。它由兩部分構成:前端是客戶機,即用戶界面(Client)結合了表示與業務邏輯,接受用戶的請求,并向數據庫服務提出請求,通常是一個PC機;后端是服務器,即數據管理(Server)將數據提交給客戶端,客戶端將數據進行計算并將結果呈現給用戶。還要提供完善的安全保護及對數據的完整性處理等操作,并允許多個客戶同時訪問同一個數據庫。在這種結構中,服務器的硬件必須具有足夠的處理能力,這樣才能滿足各客戶的要求。
C/S結構在技術上很成熟,它的主要特點是交互性強、具有安全的存取模式、網絡通信量低、響應速度快、利于處理大量數據。但是該結構的程序是針對性開發,變更不夠靈活,維護和管理的難度較大。通常只局限于小型局域網,不利于擴展。并且,由于該結構的每臺客戶機都需要安裝相應的客戶端程序,分布功能弱且兼容性差,不能實現快速部署安裝和配置,因此缺少通用性,具有較大的局限性。要求具有一定專業水準的技術人員去完成。
1.2 B/S結構
B/S結構,即Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構,就是只安裝維護一個服務器(Server),而客戶端采用瀏覽器(Browse)運行軟件。它是隨著Internet技術的興起,對C/S結構的一種變化和改進。主要利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術,結合多種Script語言(VBScript、javascript…)和ActiveX技術,是一種全新的軟件系統構造技術。
B/S三層體系結構采用三層客戶/g艮務器結構,在數據管理層(Server)和用戶界面層(Client)增加了一層結構,稱為中間件(Middleware),使整個體系結構成為三層。三層結構是伴隨著中間件技術的成熟而興起的,核心概念是利用中間件將應用分為表示層、業務邏輯層和數據存儲層三個不同的處理層次,如圖2所示。三個層次的劃分是從邏輯上分的,具體的物理分法可以有多種組合。中間件作為構造三層結構應用系統的基礎平臺,提供了以下主要功能:負責客戶機與服務器、服務器與服務器間的連接和通信;實現應用與數據庫的高效連接;提供一個三層結構應用的開發、運行、部署和管理的平臺。這種三層結構在層與層之間相互獨立,任何一層的改變不會影響其它層的功能。
在B/S體系結構系統中,用戶通過瀏覽器向分布在網絡上的許多服務器發出請求,服務器對瀏覽器的請求進行處理,將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數據請求、加工、結果返回以及動態網頁生成、對數據庫的訪問和應用程序的執行等工作全部由Web Server完成。隨著Windows將瀏覽器技術植入操作系統內部,這種結構已成為當今應用軟件的首選體系結構。顯然B/S結構應用程序相對于傳統的C/S結構應用程序是一個非常大的進步。
B/S結構的主要特點是分布性強、維護方便、開發簡單且共享性強、總體擁有成本低。但數據安全性問題、對服務器要求過高、數據傳輸速度慢、軟件的個性化特點明顯降低,這些缺點是有目共睹的,難以實現傳統模式下的特殊功能要求。例如通過瀏覽器進行大量的數據輸入或進行報表的應答、專用性打印輸出都比較困難和不便。此外,實現復雜的應用構造有較大的困難。雖然可以用ActiveX、Java等技術開發較為復雜的應用,但是相對于發展已非常成熟C/S的一系列應用工具來說,這些技術的開發復雜,并沒有完全成熟的技術工具供使用。
2 C/S結構與B/S結構的分析比較
2.1 硬件環境不同
C/S建立在局域網的基礎上,通過專門服務器提供連接和數據交換服務。所處理的用戶不僅固定,并且處于相同區域,要求擁有相同的操作系統。B/S建立在廣域網的基礎上,信息自己管理,有比C/S更強的適應范圍,一般只要有操作系統和瀏覽器就行。與操作系統平臺關系最小。面向不可知的用戶群。
2.2 結構不同
C/S軟件一般采用兩層結構,而B/S采用三層結構:
這兩種結構的不同點是兩層結構中客戶端參與運算,而三層結構中客戶端并不參與運算,只是簡單地接收用戶的請求,顯示最后的結果。由于三層結構中的客戶端并不需要參與計算,所以對客戶端的計算機電腦配置要求較低。雖然BlS采用了邏輯上的三層結構,但在物理上的網絡結構仍然是原來的以太網或環形網。這樣,第一層與第二層結構之間的通信、第二層與第三層結構之間的通信都需占用同一條網絡線路,網絡通信量大。而C/S只有兩層結構,網絡通信量只包括Client與Server之間的通信量,網絡通信量低。所以,C/S處理大量信息的能力是B/S無法比擬的。
2.3 處理模式不同
B/S的處理模式與C/S相比,大大簡化了客戶端,只要裝上操作系統、網絡協議軟件以及瀏覽器即可,這時的客戶機成為瘦客戶機,而服務器則集中了所有的應用邏輯。
2.4 構件重用不同
在構件的重用性方面,C/S程序從整體進行考慮,具有較低的重用性。 而BlS對應的是多重結構,要求構件具有相對獨立的功能,具有較好的重用性。
2.5 系統維護不同
系統維護是在軟件生存周期中開銷最大的一部分。C/S程序由于其本身的整體性,必須整體考察并處理出現的問題。而B/S結構,客戶端不必安裝及維護。B/S結構在構件組成方面只變更個別構件,開發、維護等工作都集中在服務器端。當需要升級時,只需更新服務器端的軟件,而不必更換客戶端軟件,實現系統的無縫升級。這樣就減輕了系統維護與升級的成本和工作量,使用戶的總體擁有成本(TCO)大大降低。
2.6 對安全的要求不同
由于C/S采用配對的點對點的結構模式,并采用適用于局域網、安全性比較好的網絡協議(例如NT的NetBEUI協議),安全性可得到較好的保證。C/S一般面向相對固定的用戶群,程序更加注重流程,它可以對權限進行多層次校驗,提供了更安全的存取模式,對信息安全的控制能力很強。一般高度機密的信息系統采用C/S結構適宜。而B/S采用點對多點、多點對多點這種開放的結構模式,并采用TCP/IP這一類運用于Intemet的開放性協議,其安全性只能靠數據服務器上管理密碼的數據庫來保證。所以B/S對安全以及訪問速度比C/S有更高的要求。而Intemet技術中這些關鍵的安全問題遠未解決。
2.7 速度不同
由于C/S在邏輯結構上比B/S少一層,對于相同的任務,C/S完成的速度總比B/S快。使得C/S更利于處理大量數據。
2.8 交互性與信息流不同
交互性強是C/S固有的一個優點。在C/S中,客戶端有一套完整的應用程序,在出錯提示、在線幫助等方面都有強大的功能,并且可以在子程序間自由切換。B/S雖然由javascript、VBScript提供了一定的交互能力,但與C/S的一整套客戶應用相比是太有限了。C/S的信息流單一,而B/S可處理如B-B、B-C、B-G等信息并具有流向的變化。
3 基于B/S結構與C/S結構結合的體系結構
綜上所述,可見B/S與C/S這兩種技術是各有利弊的。
C/S技術是20年前的主流開發技術,它主要局限于內部局域網的需要。因而缺乏作為應用平臺的一些特性,難以擴展到互聯網這樣的環境上去,而且要求開發者自己去處理事務管理、消息隊列、數據的復制和同步、通信安全等系統級的問題。這對應用開發者提出了較高的要求,而且迫使應用開發者投入很多精力來解決應用程序以外的問題。這使得應用程序的維護、移植和互操作變得復雜,成了C/S的一大缺陷。
但是,與B/S結構相比,C/S技術發展歷史更為“悠久”。從技術成熟度及軟件設計、開發人員的掌握水平來看,C/S技術更成熟、更可靠。在某些情況下,采用100%的B/S方式將造成系統響應速度慢、服務器開銷大、通信帶寬要求高、安全性差、總投資增加等問題。而且,對于一些復雜的應用,B/S方式目前尚沒有合適方式進行開發。
客觀地分析C/S、B/S的優劣,建立C/S、B/S結構相結合的網絡構架已成為必然趨勢。在實際開發和規劃系統的時候要有的放矢,才能夠搭建成合適的信息系統。
下面以學校學生管理系統為實例說明這種設計方法。該系統采用B/S+C/S體系結構,結合了ASP技術,并將組件技術COM+和ActiveX技術分別應用在服務器端和客戶端。該系統的實現主要分為三個部分:ASP頁面、COM+組件和數據庫,是一個三層結構。表示層由ASP頁面組成,用以實現WEB頁面顯示和調用COM+組件,業務邏輯和數據訪問由一組用VC實現的COM+組件構成。為了便于維護、升級和實現分布式應用,在實現過程中,又將業務邏輯層和數據訪問層分離開,ASP頁面不直接調用數據訪問層,而是通過業務邏輯層調用數據庫。一些需要用WEB處理的、滿足大多數訪問者請求的功能界面采用B/S結構,例如任課教師可以通過瀏覽器查詢所教班級學生各種相關信息;學校管理人員通過瀏覽器對學校的學生、教師等信息進行管理與維護以及查詢統計;領導層可通過瀏覽器進行數據的查詢和決策。這樣客戶端比較靈活。而后臺只需少數人使用的功能則采用C/S結構,例如數據庫管理維護界面。如此處理,可充分發揮各種模式的優越性——避免了B/S結構在安全性、保密性和響應速度等方面的缺點以及C/S結構在維護和靈活性等方面的缺點。COM+的實現可分為三個步驟:COM+組件的設計、COM+應用程序的生成和編程。COM+組件位于WEB應用程序中,客戶端發出請求到WEB SERVER。WEB SERVER將請求傳給WEB應用程序。WEB應用程序將數據請求傳送給數據庫服務器,數據庫服務器將數據返回WEB應用程序。然后再由WEB SERVER將數據傳送給客戶端。對于一些較難實現的功能通過在頁面中嵌入ActiveX控件來實現。
采用這種結構優點在于:
(1)充分發揮了B/S與C/S體系結構的優勢,彌補了二者不足。充分考慮用戶利益,保證瀏覽查詢者方便操作的同時也使得系統更新簡單,維護簡單靈活,易于操作。
(2)信息發布采用B/S結構,保持了瘦客戶端的優點。裝入客戶機的軟件可以采用統一的WWW瀏覽器。而且由于WWW瀏覽器和網絡綜合服務器都是基于工業標準,可以在所有的平臺上工作。
(3)數據庫端采用C/S結構,通過ODBC/JDBC連接。這一部分只涉及到系統維護、數據更新等,不存在完全采用C/S結構帶來的客戶端維護工作量大等缺點。并且在客戶端可以構造非常復雜的應用,界面友好靈活,易于操作,能解決許多B/S存在的固有缺點。
(4)對于原有的基于C/S體系結構的應用,只需開發用于發布的WWW界面,就可非常容易地升級到這種體系結構,并保留原來的某些子系統。這樣就充分地利用現有系統的資源。
(5)通過在瀏覽器中嵌入ActiveX控件可以實現在瀏覽器中不能實現或實現起來比較困難的功能。例如通過瀏覽器進行報表的應答。
(6)將服務器端劃分為WEB服務器和WEB應用程序兩部分。WEB應用程序采用組件技術實現三層體系結構中的邏輯部分,達到封裝的目的。
B/S結構與C/S結構各具優缺點,怎樣結合B/S與C/S開發系統是開發MIS系統普遍關注的問題。在應用過程中,應結合實際情況,并根據實際情況進行系統的選型與構建,從而開發出高效、安全的應用系統。
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