1.3.2 网络信息系统技术架构
当前信息系统在网络环境下运行,信息处理技术的改变,带来了信息系统各要素的相应改变,比如为了在Internet网络传递信息,信息含义定义方法在原来的计算机文件、数据库文件的基础上增加了HTTP协议支持的HTML文件、可读性强的XML文件等;信息传递工具由烟火、旗语,到纸质文件,再到网络;信息传达接口由原来的肉眼到单机程序再到网络程序。网络环境下,信息系统需要一系列新的技术支撑,本节将给出一个网络信息系统的技术架构,使读者对整体的架构有个宏观的认识。
网络信息系统覆盖范围很大,每个系统的应用领域和应用目标各异,应用所涉及的环节和角色繁多,凡是在网络环境下通过信息交互实现的系统都可以称为网络信息系统,因此支持网络信息系统的技术是综合的、多层次的。
网络信息系统要在网络环境框架下,利用网络基础设施,在必备的系统环境下实现针对应用目标的信息服务软件。网络信息系统技术框架由网络环境框架、系统环境框架及信息应用服务框架三部分组成,如图1-12所示。图中被标为阴影的部分为本书重点讲述内容,用方框圈起的部分为本书在不同程度介绍的内容,二者构成一个从底向上的支持网络信息系统的关键技术子集。
1.网络环境框架
网络环境框架包含物理网络基础、网络传输协议、网络应用体系结构。网络信息系统一般根据信息应用范围选择已建设的物理网络,如局域网、Internet等,它是信息系统的传输通道,是信息交互及流动的载体;网络传输协议是网络中计算机间通信的约定,是网络节点进行信息共享的理论保障;网络应用体系结构决定网络节点间程序(进程)通信的模式及共享信息的存储位置,它直接影响信息访问效率、信息访问安全等问题。实验室科研项目管理系统的网络基础是局域网,网络体系结构是客户机/服务器(C/S)模式;网上书店的网络基础是Internet网络,网络应用体系结构是浏览器/服务器(B/S)模式。
2.系统环境框架
系统环境框架是开发信息系统的软件支持环境,包括操作系统、数据库管理系统和网络环境下通信主体的通信平台。操作系统完成计算机所有软硬件资源的协调和管理,操作系统中的网络功能是网络传输协议的实现者,保证网络节点间的通信实现;数据库管理系统承担共享信息的结构化组织、存储、维护及检索;网络通信平台支持网络计算机中应用程序间不同的信息交互方式。在1.2.1的实验室科研项目管理系统中,服务器和各个终端采用Windows系列操作系统,数据库管理系统采用Oracle,局域网节点间的通信没有依托特殊的通信平台,采用操作系统中的进程通信方法。
图1-12 网络信息系统技术框架
3.信息应用服务框架
信息应用服务框架是网络信息系统技术框架的最上层,是最直接与信息应用者交互的部分,包括服务平台、信息标识、信息描述、信息表达和应用程序。服务平台承载信息应用软件,支持应用软件运行,决定应用软件的工作模式,如Tomcat是支持JSP运行的Web应用服务器;信息标识保证网络环境下信息的唯一、定位(URL、URN、OID),并且负责网络程序的定位及链接;信息描述提供信息及信息服务的描述方法,包括描述信息的网络位置(RDF等)、信息的语义和结构(RDF、XML等)、信息服务的注册信息(UDDI)及信息服务的属性(WSDL),保证用户在网络环境下可以兼容地使用信息及信息服务;信息表达相关技术保证信息在不同的网络环境下得以显示,如Web浏览器中信息的显示(HTML、XML等)、移动终端上的信息显示(WXML等);应用程序是完成信息应用服务的实体,它集前述所有功能于一体,完成不同网络协议、网络结构下的网络节点通信,进行数据组织、维护及检索,将定义的信息及服务提供给信息应用的用户,等等,应用程序可以由很多程序设计语言来完成。在网上书店的例子中,服务平台是Tomcat,信息标识采用URL,信息描述采用数据库及XML文件,信息表达采用HTML及JSP编程语言。
4.信息安全
信息安全是信息系统的一个关键问题,不论在哪一层次的框架中,都存在着安全问题,包括网络安全、系统安全及应用安全,不同层次中有不同的技术,它们互相结合保证信息在网络环境下的安全应用。
网络信息系统框架中的三部分存在互相影响甚至决定的关系,总的原则是底层框架的选择影响上层框架的选择,具体到各个因素间的关系要复杂一些,如图1-13所示。
图1-13 网络信息系统框架各因素关系
图1-13中,“网络基础”由用户或设计者根据信息应用范围选取,“网络基础”决定“网络传输协议”和“网络体系架构”,“网络体系架构”也可能受“网络传输协议”的影响,由“网络传输协议”决定;左上角的虚线框“网络环境”决定右上角虚线框“软件系统环境”中的“操作系统”选型,“操作系统”进而决定“数据库管理系统”和“开发工具”的选择;“信息描述”的结构化模型由“数据库管理系统”决定,“信息描述”还会因为“网络传输协议”的不同有不同的组织方式,例如,如果网络信息系统的“网络传输协议”采用HTTP,那么可以由XML语言组织“信息描述”;“开发工具”直接完成“应用软件”;“共享信息”按照“信息描述”方法定义,“共享信息”的存储位置与“网络体系架构”有关,例如,在P2P网络架构下,共享信息存放在网络上的各个节点中。