一種基于B/S結構與C/S結構結合的新體系結構

近年來(lái)，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是基于Web的信息發(fā)布和檢索技術(shù)、Java計算技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )分布式對象技術(shù)的飛速發(fā)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(wǎng)絡(luò )體系結構跨入一個(gè)新階段。認識這些結構的特征，并根據實(shí)際情況進(jìn)行系統的選型，對于成功開(kāi)發(fā)一個(gè)MIS系統是非常關(guān)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(hù)機/服務(wù)器)結構。此結構把數據庫內容放在遠程的服務(wù)器上，而在客戶(hù)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(hù)機，即用戶(hù)界面（Client）結合了表示與業(yè)務(wù)邏輯，接受用戶(hù)的請求，并向數據庫服務(wù)提出請求，通常是一個(gè)PC機；后端是服務(wù)器，即數據管理（Server）將數據提交給客戶(hù)端，客戶(hù)端將數據進(jìn)行計算并將結果呈現給用戶(hù)。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(gè)客戶(hù)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)數據庫。在這種結構中，服務(wù)器的硬件必須具有足夠的處理能力，這樣才能滿(mǎn)足各客戶(hù)的要求。

C/S結構在技術(shù)上很成熟，它的主要特點(diǎn)是交互性強、具有安全的存取模式、網(wǎng)絡(luò )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(kāi)發(fā)，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(wǎng)，不利于擴展。并且，由于該結構的每臺客戶(hù)機都需要安裝相應的客戶(hù)端程序， 分布功能弱且兼容性差，不能實(shí)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(zhuān)業(yè)水準的技術(shù)人員去完成。

1.2 B/S結構

B/S結構，即Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結構，就是只安裝維護一個(gè)服務(wù)器（Server），而客戶(hù)端采用瀏覽器（Browse）運行軟件。它是隨著(zhù)Internet技術(shù)的興起，對C/S結構的一種變化和改進(jìn)。主要利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術(shù)，結合多種Script語(yǔ)言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技術(shù)，是一種全新的軟件系統構造技術(shù)。
B/S三層體系結構采用三層客戶(hù)/服務(wù)器結構，在數據管理層（Server）和用戶(hù)界面層（Client）增加了一層結構，稱(chēng)為中間件（Middleware）,使整個(gè)體系結構成為三層。三層結構是伴隨著(zhù)中間件技術(shù)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(yè)務(wù)邏輯層和數據存儲層三個(gè)不同的處理層次，如圖2所示。三個(gè)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(hù)機與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接和通信；實(shí)現應用與數據庫的高效連接；提供一個(gè)三層結構應用的開(kāi)發(fā)、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(huì )影響其它層的功能。

在B/S體系結構系統中，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò )上的許多服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器對瀏覽器的請求進(jìn)行處理，將用戶(hù)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(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)生成、對數據庫的訪(fǎng)問(wèn)和應用程序的執行等工作全部由Web Server完成。隨著(zhù)Windows 將瀏覽器技術(shù)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(gè)非常大的進(jìn)步。
B/S結構的主要特點(diǎn)是分布性強、維護方便、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單且共享性強、總體擁有成本低。但數據安全性問(wèn)題、對服務(wù)器要求過(guò)高、數據傳輸速度慢、軟件的個(gè)性化特點(diǎn)明顯降低，這些缺點(diǎn)是有目共睹的，難以實(shí)現傳統模式下的特殊功能要求。例如通過(guò)瀏覽器進(jìn)行大量的數據輸入或進(jìn)行報表的應答、專(zhuān)用性打印輸出都比較困難和不便。此外，實(shí)現復雜的應用構造有較大的困難。雖然可以用ActiveX、Java等技術(shù)開(kāi)發(fā)較為復雜的應用，但是相對于發(fā)展已非常成熟C/S的一系列應用工具來(lái)說(shuō)，這些技術(shù)的開(kāi)發(fā)復雜，并沒(méi)有完全成熟的技術(shù)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(huán)境不同

C/S建立在局域網(wǎng)的基礎上，通過(guò)專(zhuān)門(mén)服務(wù)器提供連接和數據交換服務(wù)。所處理的用戶(hù)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(wǎng)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(guān)系最小。面向不可知的用戶(hù)群。

2.2 結構不同

C/S軟件一般采用兩層結構，而B(niǎo)/S采用三層結構。

這兩種結構的不同點(diǎn)是兩層結構中客戶(hù)端參與運算，而三層結構中客戶(hù)端并不參與運算，只是簡(jiǎn)單地接收用戶(hù)的請求，顯示最后的結果。由于三層結構中的客戶(hù)端并不需要參與計算，所以對客戶(hù)端的計算機電腦配置要求較低。雖然B/S采用了邏輯上的三層結構，但在物理上的網(wǎng)絡(luò )結構仍然是原來(lái)的以太網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)。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(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路，網(wǎng)絡(luò )通信量大。而C/S只有兩層結構，網(wǎng)絡(luò )通信量只包括Client與Server之間的通信量，網(wǎng)絡(luò )通信量低。所以，C/S處理大量信息的能力是B/S無(wú)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(jiǎn)化了客戶(hù)端，只要裝上操作系統、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議軟件以及瀏覽器即可，這時(shí)的客戶(hù)機成為瘦客戶(hù)機，而服務(wù)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(jìn)行考慮,具有較低的重用性。 而B(niǎo)/S 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(kāi)銷(xiāo)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(wèn)題。而B(niǎo)/S結構，客戶(hù)端不必安裝及維護。B/S 結構在構件組成方面只變更個(gè)別構件，開(kāi)發(fā)、維護等工作都集中在服務(wù)器端。當需要升級時(shí)，只需更新服務(wù)器端的軟件，而不必更換客戶(hù)端軟件，實(shí)現系統的無(wú)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(hù)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(diǎn)對點(diǎn)的結構模式，并采用適用于局域網(wǎng)、安全性比較好的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議(例如NT的NetBEUI協(xié)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(hù)群, 程序更加注重流程,它可以對權限進(jìn)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(niǎo)/S采用點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)這種開(kāi)放的結構模式，并采用TCP/IP這一類(lèi)運用于Internet的開(kāi)放性協(xié)議，其安全性只能靠數據服務(wù)器上管理密碼的數據庫來(lái)保證。所以B/S 對安全以及訪(fǎng)問(wèn)速度比C/S有更高的要求。而Internet技術(shù)中這些關(guān)鍵的安全問(wèn)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(wù)，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(gè)優(yōu)點(diǎn)。在C/S中，客戶(hù)端有一套完整的應用程序，在出錯提示、在線(xiàn)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(hù)應用相比是太有限了。C/S的信息流單一，而B(niǎo)/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(jiàn)B/S與C/S這兩種技術(shù)是各有利弊的。

C/S技術(shù)是20年前的主流開(kāi)發(fā)技術(shù)，它主要局限于內部局域網(wǎng)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(lián)網(wǎng)這樣的環(huán)境上去，而且要求開(kāi)發(fā)者自己去處理事務(wù)管理、消息隊列、數據的復制和同步、通信安全等系統級的問(wèn)題。這對應用開(kāi)發(fā)者提出了較高的要求,而且迫使應用開(kāi)發(fā)者投入很多精力來(lái)解決應用程序以外的問(wèn)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(shù)發(fā)展歷史更為“悠久”。從技術(shù)成熟度及軟件設計、開(kāi)發(fā)人員的掌握水平來(lái)看，C/S技術(shù)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(wù)器開(kāi)銷(xiāo)大、通信帶寬要求高、安全性差、總投資增加等問(wèn)題。而且，對于一些復雜的應用，B/S方式目前尚沒(méi)有合適方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
客觀(guān)地分析C/S、B/S的優(yōu)劣，建立C/S、B/S結構相結合的網(wǎng)絡(luò )構架已成為必然趨勢。在實(shí)際開(kāi)發(fā)和規劃系統的時(shí)候要有的放矢，才能夠搭建成合適的信息系統。

下面以學(xué)校學(xué)生管理系統為實(shí)例說(shuō)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(shù)，并將組件技術(shù)COM+和ActiveX技術(shù)分別應用在服務(wù)器端和客戶(hù)端。該系統的實(shí)現主要分為三個(gè)部分：ASP頁(yè)面、COM＋組件和數據庫，是一個(gè)三層結構。表示層由ASP頁(yè)面組成，用以實(shí)現WEB頁(yè)面顯示和調用COM＋組件，業(yè)務(wù)邏輯和數據訪(fǎng)問(wèn)由一組用VC實(shí)現的COM＋組件構成。為了便于維護、升級和實(shí)現分布式應用，在實(shí)現過(guò)程中，又將業(yè)務(wù)邏輯層和數據訪(fǎng)問(wèn)層分離開(kāi)，ASP頁(yè)面不直接調用數據訪(fǎng)問(wèn)層，而是通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯層調用數據庫。一些需要用WEB處理的、滿(mǎn)足大多數訪(fǎng)問(wèn)者請求的功能界面采用B/S結構，例如任課教師可以通過(guò)瀏覽器查詢(xún)所教班級學(xué)生各種相關(guān)信息；學(xué)校管理人員通過(guò)瀏覽器對學(xué)校的學(xué)生、教師等信息進(jìn)行管理與維護以及查詢(xún)統計；領(lǐng)導層可通過(guò)瀏覽器進(jìn)行數據的查詢(xún)和決策。這樣客戶(hù)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(fā)揮各種模式的優(yōu)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(diǎn)以及C/S結構在維護和靈活性等方面的缺點(diǎn)。COM＋的實(shí)現可分為三個(gè)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(hù)端發(fā)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(wù)器，數據庫服務(wù)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(hù)端。對于一些較難實(shí)現的功能通過(guò)在頁(yè)面中嵌入ActiveX控件來(lái)實(shí)現。

采用這種結構優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)充分發(fā)揮了B/S與C/S體系結構的優(yōu)勢，彌補了二者不足。充分考慮用戶(hù)利益，保證瀏覽查詢(xún)者方便操作的同時(shí)也使得系統更新簡(jiǎn)單，維護簡(jiǎn)單靈活，易于操作。

(2)信息發(fā)布采用B/S結構，保持了瘦客戶(hù)端的優(yōu)點(diǎn)。裝入客戶(hù)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(wǎng)絡(luò )綜合服務(wù)器都是基于工業(yè)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(guò)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(lái)的客戶(hù)端維護工作量大等缺點(diǎn)。并且在客戶(hù)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(diǎn)。

(4)對于原有的基于C/S體系結構的應用，只需開(kāi)發(fā)用于發(fā)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(lái)的某些子系統。這樣就充分地利用現有系統的資源。

(5)通過(guò)在瀏覽器中嵌入ActiveX控件可以實(shí)現在瀏覽器中不能實(shí)現或實(shí)現起來(lái)比較困難的功能。例如通過(guò)瀏覽器進(jìn)行報表的應答。

(6)將服務(wù)器端劃分為WEB服務(wù)器和WEB應用程序兩部分。WEB應用程序采用組件技術(shù)實(shí)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(yōu)缺點(diǎn)，怎樣結合B/S與C/S開(kāi)發(fā)系統是開(kāi)發(fā)MIS系統普遍關(guān)注的問(wèn)題。在應用過(guò)程中，應結合實(shí)際情況，并根據實(shí)際情況進(jìn)行系統的選型與構建，從而開(kāi)發(fā)出高效、安全的應用系統。