基于web Service的分布式教务管理信息系统的设计

基于web Service的分布式教务管理信息系

统的设计

刘芳:基于WebService的分布式教务管理信息系统的设计 基于webService的分布式教务管理信息系统的设计 刘芳

(苏州经贸职业技术学院江苏苏州215021)

摘要:针对目前高校存在着地域分散,多种管理系统并存的特点,提出了一个基于WebService的3层结构的分布式

教务管理信息系统的设计方案,详细介绍了他的系统结构,功能模块及其关键技术.系统能够较好地满足当前高校对分布

式数据管理的要求,并且架构简捷,投入成本低,具有良好的扩展性,可与学校内部的其他信息管理系统相互集成应用.

关键词:Web服务;管理信息系统;分布式;集成;安全机帝】

中图分类号:TP311;TP393文献标识码:B文章编号:1004—373X(2006)02—13O—O4

DesignofDistributedEducationalManagementInformationSystemBasedonWebService LIUFang

(SuzhouInstituteofTrade&Commerce,Suzhou,215021,China)

Abstract:Accordingtothefeaturesindifferentschoolsitesandvariousmanagementsystemsexistedinthecollegespresently,a

distributededucationalmanagementinformationsystembasedonthetechniqueofWebServicethree—tiercomputationmodelisput

forward.Itssystemstructure,functionmoduleandkeytechniqueisintroducedindetail.Thissystemcansatisfytherequestof

distributeddatamanagement,anditsstructureissimplewithlowcost,andintegrateswithotherinformationmanagementsystemwith betterexpansibility.

Keywords:Webservice;managementinformationsystem;distributed;integration;safetymechanism

1弓I言伸性和可扩展性.

随着教育资源优化,整合工作的进行,目前许多高校2系统应用需求与设计策略 都存在着办学规模扩大,地域分散,多种管理系统并存的 特点,为了充分利用Internet的开放性,互联性及校园网 的资源,实现信息共享,有必要对原有的管理信息系统进 行改进,集成.在这种情况下,如果利用传统的C0RBA, C0M/DC0M,RPC这类紧密捆绑的分布式技术就存在着 难以实现跨越防火墙的数据通信,协议过于复杂,异类平 台难以集成等问题].如何在保证数据信息安全,原有的 基础设施(如操作系统和应用程序)不变的前提下,做到 各部门数据共享,各平台间的无缝通信连接,是当前要解 决的重要问题.

webService的推出使这个问题得到了解决,web Service为信息应用提供了一个统一开放的交互环境,使 各个应用实体之间能够方便地连接在一起,相互发现,彼 此了解各自的需求,从而为实现大范围的各种应用系统的 对接提供了条件[2].

为此本文提出基于WebService的分布式教务管理信 息系统的设计方案,以实现数据的跨防火墙通信和分布式 处理.该方案能充分利用网络资源,具有较好的集成性,延 收稿日期t2005—09—14 13O

2.1系统应用需求,

因为办学规模的扩大,某合并后的高等院校准备对原 有的教务管理信息系统进行改造:

在硬件设施上,为了保证数据安全,教务处内部各科 室组成一个虚拟网,通过架设自己的防火墙和代理服务器

系统,将数据库服务器隐藏在防火墙之后,借助防火墙与 校园网隔离,以防来自校园内外的恶意攻击; 在软件设施上,原有的教学管理信息系统主要有教学 计划管理子系统,学籍管理子系统,排课子系统,选课子 系统,成绩管理子系统,教务信息发布子系统. 现需建立院,系二级教务管理系统,扩充,新建多个 教务处理子系统(如考试管理子系统,奖学金评定子系统, 教学质量评估子系统等),解决不同资源子网的信息共享 问题,确保在院系原有的基础设施不变的前提下,各系可 通过校园网访问放置在教务处的数据库服务器,系教学秘 书可远程进行数据的录入,删除,更新,查询等操作,教 务处可根据从网上汇总的数据进行各种统计等处理.另 外,还要通过建立相应的数据接口,使教务系统可以为其 他系统如学生管理系统,人事管理系统,科研管理系统提 供数据共享,以提高信息资源共享的利用率.

《现代电子技术》2006年第2期总第217 2.2系统设计策略

(1)为满足应用功能的需求,系统设计为基于Web

Service的3层开放式体系结构,使其具有穿越防火墙取得数 据及跨平台访问不同数据源的能力,并在开放基础上实现良 好的可伸缩性和可维护性,以满足系统不断变化的需要. (2)为满足要求,各个系能根据自己的实际情况对数 据进行处理,进行应用程序的二次开发,需开发一系列 Web服务部署于教务处服务器端供远程用户调用,从而 使用户可通过Internet获得系统预置的Web服务来装配 自己的应用程序,实现应用程序的二次开发. (3)通过开发数据管理接口,扩展WebService接口, 以满足将来的系统扩展要求,同时教务处的系统管理员可

以借助这个接口实现透过防火墙的远程数据管理. (4)为满足系统中数据的保密性,重要性和安全性要 求,需建立完善的访问控制和授权体系,安全高效的通信 机制,防止信息泄密和对保密信息的非法侵入. 3系统设计

3.1系统结构及其运行模式

本系统在实际开发中,主要实现Internet/Intranet环 境下基于webService的客户端,中间件,数据库服务器的 3层体系结构模型.客户端是各系的本地服务器及其应用 逻辑;中间件的开发使用了WebService技术,主要包含数 据访问的定义和处理规则的定义;后端是SQLSer~er 2OOO数据库.由于WebService技术具有跨平台的特性,所 以其客户端既可以是Windows应用程序,也可以是Web 应用程序,还可以是其他平台的应用程序口].客户端和中 间件之间是XML形式的SOAP消息的请求和响应:客户 端向中间层的WebService发送SOAP消息请求,中间层 的webService接受请求后,执行指定的操作,如访问数据 库服务器取得数据或者做一些业务逻辑的处理,最后Web Service把数据或者处理结果以XML的形式封装成SOAP 数据包返回给客户端.其处理过程如图1所示. 防火墙

I查塑lSOAP请求着——————— 生业!l至兰至量● 教务处web服务器l 本地DB

图1基于WebService的系统运行模式 3.2系统功能模块

由于本系统是在原教务管理信息系统的基础上开发 设计的,所以整个系统分为:原有模块和新增模块.如图2

所示.

在设计时,新增模块全部采用WebService技术实现, 并与原有模块实现无缝集成.而在程序逻辑功能上,又将 每个模块分为用户管理,数据管理,安全管理,远程调用, 打印或发布等部分,前三者放在服务器端,后三者放在客 户端.如教学质量评估子系统的功能模块见图3所示. 教学计划管理I-分布............................ J式教 务管 理信 雨息

........................ 系统 LJ

图2系统功能模块结构 教

远程调jfJ模块 善学善 质 i量

评定模块J评服客估务户 器打印模块I端模端 模块模 块块

图3WebService集成功能模块结构

用户管理模块提供webService调用授权功能,只 有授权的用户才能调用Web服务,授权分多个等级,不同 等级的授权用户对数据拥有不同等级的操作权限,通过该 模块可以增加和删除用户,并给用户不同的授权.

数据管理模块可根据调用者的要求将防火墙内的 数据外置,实现跨越防火墙的远程数据库管理,如数据表 及其数据的增,删,改,查询等,不同级别的用户拥有该 模块中不同的功能.

安全管理模块该模块提供对调用者的身份认证和 数据传输安全的功能,以保障Web调用安全.此外还将记 录调用者的调用日志,方便管理员了解服务的调用情况. 远程调用模块提供客户端调用远程WebService模 块的功能,在用户的身份得到确认后,该模块可将用户输 入的条件转换成调用WebService模块所需的实际参数, 并将参数提交给远程的WebService模块,最后接收返回 的数据.

评定模块对返回的数据(这里指教师的各项教学工 作量)根据实际情况进行处理,并将处理后的数据存储到 数据库或XML文件中. 打印模块评定结果的打印. 3.3系统环境

VisualStudio.NET是Microsoft公司推出的新一代 可视化开发环境.通过.NErRuntime统一执行的机制, 所有开发语言(VB,C\都被统一在一个平台上, 为基于组件的应用程序(尤其是在使用Web服务和XML 技术方面)开发提供了很大的方便].本系统服务器端 WebService模块的开发采用Windows2000Server+ .

NET平台+C#语言,为了使开发出的WebService模块 能够在教务处的Web服务器上正常运行,需在教务处的 】3】

刘芳:基于WebService的分布式教务管理信息系统的设计

Web服务器上安装.NET框架.客户端使用VisualC# .

NET开发Windows应用程序调用WebService,实现对数 据的处理;而处理后的数据发布采用动态页面显示,其 Web应用程序采用ASP.NET+IIS的方式开发.教务处数 据库系统为SQLServer2000,数据组件采用ADO.NET 技术,其利用XML(可扩展标记语言),可以向任何平台 上的任何应用程序进行有效的数据传输,并可把数据集当 成对象来返回,从而大大地提高了数据访问的效率,也更 适合s0AP协议的传输. 4系统实现的关键技术

为了实现教务管理所需的多个通用服务,如奖学金评 定,教学质量评估,统一身份认证等,开发了相应的Web Service模块部署于教务处的代理服务器上供远程用户调 用.如教学质量评估,各系评定时,在符合学校的总体评 定要求的框架下,可根据自己的实际情况来实施,即通过 webService取得防火墙内的教师的各项教学工作量数据 后可进行应用程序的二次开发,根据本系的实际情况开发 自己的教学质量评定模块,并将评定后的结果放入本地数 据库或XML文件中.在上述基于webService的系统实现 中,起决定作用的是Web服务提供者与Web服务请求者, 他们分别对应于SOAP服务器端和SOAP客户端. 4.1SOAP服务器端的实现

Web服务是可以通过标准的Internet协议访问的分 布式软件组件.他使用HTTP/TCP等标准的网络协议 完成底层的传输,将XML作为不同应用之间交换数据的 描述手段,用S0AP(简单对象访问协议)说明系统间交 换信息的方法,通过WSDL(web服务描述语言)描述和 记录Web服务所产生与接收的消息,以UDDI(通用发现

和集成方法集)来登记和寻找服务.在基于webService的 3层应用系统中,处于中间层的Web服务包含了系统所需 的数据存取处理和商务逻辑处理,该web服务由继承于 System.Web.Services的类生成,任何类只有继承于 System.Web.Services才是一个webService,否则只是一 个普通的类而已.另外,作为WebService的类,所包含的 方法中只有声明为[WebMethod]的方法才能在网络上通 过S0AP消息被调用.

本系统中,在中间层的服务器端设计了webService 数据管理类,WebService用户管理类,WebService用户 认证类和日志类.下面重点说明数据管理类的几个部分: DataSetService类:该类主要实现根据用户提出的要 求获得数据库服务器上的数据,并将数据以对象的方式返 回给客户端.主要由以下几个方法构成:

PublicDataSetService():为该类的构造函数,在此函 数中实现组件的初始化和ADO.NET对象到数据库连接 的初始化. 132

[webMethod()]PublicDataSetGetTable(string tablename):该方法为外置的Web服务,形式参数

tablename为字符串类型,整个函数的返回值为DataSet类 型.使用此方法可以获得指定表中的全部数据. [WebMethod()]PublicDataSetGetSqlData(string

tablename):该方法为外置的Web服务,功能是获得符合 指定条件(sQL的查询语句)的数据,并将数据以对象的方 式返回.

UpdateDataService类:该类主要实现对数据表和表 中数据的添加,删除,修改,该类中的方法只有高级的授权 用户才能调用.主要方法有:

PublicUpdateDataService():为该类的构造函数,在 此函数中实现组件的初始化和AD0.NET对象到数据库 连接的初始化.

[WebMethod()]:PublicstringCreateTable(string tablename,stringvalue[]):该方法为外置的Web服务,功 能是在数据库中创建表,并返回提示信息说明操作成功或 失败.

[WebMethod()]PublicboolInsertData(stringtable— name,stringcondition[]):该方法为外置的Web服务,功 能是在指定的数据表中添加新数据,并返回一布尔值说明 操作是否成功.

[WebMethod()]PublicboolExecSql(stringsqlstr):

该方法为外置的web服务,功能是执行指定的SQL语句, 并返回一布尔型变量说明执行是否成功,该方法执行SQL 语句时并不返回结果集,可以用来执行Insert,Create等 sQL语句,实现对数据库的复杂操作. 4.2SOAP客户端的实现

在客户端,使用.NET中的代理类(proxyclass)来

实现对远程Web服务的调用.本系统中,各个系的客户端 存放着Web服务的代理程序以及使用Web服务的客户端 应用程序,主要包括对教务数据的调用,学生奖学金的评 定,教学质量的评估等.编写模块时,首先要添加对Web Service的引用,然后生成一个符合webService的wSDL 描述语言声明的代理类Proxy,并构造这个代理类的对象, 最后通过使用该对象的方法实现所有的功能.如教学质量 的评估是从教务处获得教师一学期各教学工作量的总分, 再根据本地数据库中教师的综合评价分,算出教师教学质 量的综合测评分.在具体实现时,客户端给出相应的实际 参数,然后由代理类接收从应用程序来的方法调用,而需

求被打包成S0AP数据包,通过HTTP协议传递给中间层 的WebService;当经WebService处理后的结果返回时,再 由Proxy解开数据包,将其中的结果传给调用WebService 的应用程序,这样客户端取得数据后即可使用评定模块进 行处理.

4.3系统安全机制的实现

本系统是一个运行于Internet环境中的应用程序,系

《现代电子技术》2006年第2期总第217期集成电路司 统有可能受到非法入侵和恶意攻击.另外,因为web Service模块被外置给公众,如何解决数据安全,服务拒 绝,未授权的使用等问题显得尤为重要.现将本系统安全 设计的主要部分介绍如下: (1)访问控制和授权的问题

系统具有完善的访问控制和授权体系,可针对不同级 别的用户授权,具有管理权限,编辑权限,查询权限等控 制功能,并对所有的控制功能实现集中管理.系统开发的 webService统一身份验证模块可以被各个系统通过 Internet调用,并返回相应的验证结果,以后新的系统开 发也可以调用该功能模块实现身份验证,从而实现校内的 身份统一验证服务. (2)WebService安全性问题

于策略的规则,这些规则可以根据客户端的原始位置或标 识,对不同的客户端提供不同的限制.

④使用webService自己的验证逻辑验证用户的合法 性,并利用开发日志记录程序记录webService调用过程等. 5结语

本文提出的系统方案能够较好地满足当前企事业单 位在保证信息安全的前提下对分布式数据管理的要求,并

且系统架构简捷,能充分利用web平台的开放性,互连性 及校园网的资源,降低开发,维护成本,提升系统的可扩 展性,是一个比较实用的设计方案. 参考文献

②使用IP层的安全机制,即利用IP地址校验来保护华大学出版社,2002. .

宴系譬的环苎烹'.ET嚣兰要孽问wS .

ervice服务,所以通[]:N-4~N\"#'某二b过规定只有指定范围的 IP可以访问webService服务.[i'.计程,20O3,29.(3;:…192一-1.94. 2006年最值得关注的白电企业 海尔

在冰箱,洗衣机,空调等白电领域经过多年来的发展已建 立了很强的竞争优势.特别是在海尔集团从国际化向品牌全 球化战略转型的大背景下,其在白电领域的竞争优势和地位 将会得到进一步巩固.

我们也应当清楚地看到,一方面,国内白电市场增长放 慢,短期内很难推动海尔在经营业务上的快速增长,中长期如 何规划白电业务是道难题;另一方面,其从去年底开始在白电 领域展开操作策略转型,由贴近市场的灵活价格体系转向中 高端市场的争夺,因此在国内众多同行的竞争中,海尔短期内 很难找到一条同步提升市场份额与利润的有效途径. 2006年,海尔如何在白电的中高端市场份额和利润率上 获得突破性增长,有待时间检验. 海信

在今年白电市场上所获得的发展,远不如其收购科龙电 器的事件影响力.但这并不能掩盖其在空调和冰箱领域所取 得的业绩.

以变频为突破口,海信在白电领域始终贯穿这一主题,在

产品高度同质化的背景下,独树一帜获得了差异化竞争力,而 市场份额和利润率也得到稳步提高.

面对2006年的市场竞争,海信还需要不断更新操作思路 和寻找新的推广手段,应巧妙地借助政府的政策导向力量,实 现变频与消费者的零距离接触,真正将技术融入生活. 新飞

是国内白电领域不可忽视的一大品牌.多年来,其在冰箱 领域已经建立起来了雄厚的竞争优势,品牌,产品,技术,管 理等多个环节相互支撑.

2006年,新加坡外资的全面收购无疑将为新飞的发展插 上翅膀.然而如何在资本实力拥有足够话语权的形势下,继续 保持新飞在冰箱市场的操作思路和经营目标的稳定不变?如 何在国内空调市场整合加速的背景下,通过单一的农村市场 操作策略继续拥有足够的发展空间?这一大一小两个问题拷 问着新飞,也成为其参与新年度市场竞争的最大看点. 美的

依靠电风扇发家,空调致富的美的集团,经过多年来的发 展,经营业绩仍然没有能够摆脱来自这两大领域的有力支撑. 只不过,现在美的集团旗下主营业务变成了家用电路和制冷 两大主业,其向汽车,主地产等其他产业的多元化扩张一直未 见成效.而同属制冷系的美的冰箱,至今在市场上的影响力偏 弱,发展速度缓慢,销售份额较少.尽管收购荣事达已达一年, 但美的整合旗下洗衣机产品的动作仍然不见动静,令人费解. 应该说,在2006年的市场上,美的空调竞争优势会进一步 加强,市场份额不断提升,但是在规模化成倍增长的同时,如 何获取合理利润,对于支撑美的今后在空调领域的发展至关 重要.同样,美的在冰箱和洗衣机领域的表现一直欠佳,要想 实现短期内的迅速突围,时机还不成熟. 133