一種基于B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)結(jié)合的新體系結(jié)構(gòu)

近年來，隨著網(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(jì)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(dǎo)致了很多應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從C/S結(jié)構(gòu)向更加靈活的B/S多級分布結(jié)構(gòu)演變，使得軟件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)跨入一個(gè)新階段。認(rèn)識這些結(jié)構(gòu)的特征，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)的選型，對于成功開發(fā)一個(gè)MIS系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的。

1 C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)

1.1 C/S結(jié)構(gòu)

C/S結(jié)構(gòu)，即Client/Server (客戶機(jī)/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)把數(shù)據(jù)庫內(nèi)容放在遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，而在客戶機(jī)上安裝相應(yīng)軟件。C/S軟件一般采用兩層結(jié)構(gòu)，其分布結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由兩部分構(gòu)成：前端是客戶機(jī)，即用戶界面（Client）結(jié)合了表示與業(yè)務(wù)邏輯，接受用戶的請求，并向數(shù)據(jù)庫服務(wù)提出請求，通常是一個(gè)PC機(jī)；后端是服務(wù)器，即數(shù)據(jù)管理（Server）將數(shù)據(jù)提交給客戶端，客戶端將數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。還要提供完善的安全保護(hù)及對數(shù)據(jù)的完整性處理等操作，并允許多個(gè)客戶同時(shí)訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)庫。在這種結(jié)構(gòu)中，服務(wù)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(jié)構(gòu)在技術(shù)上很成熟，它的主要特點(diǎn)是交互性強(qiáng)、具有安全的存取模式、網(wǎng)絡(luò)通信量低、響應(yīng)速度快、利于處理大量數(shù)據(jù)。但是該結(jié)構(gòu)的程序是針對性開發(fā)，變更不夠靈活，維護(hù)和管理的難度較大。通常只局限于小型局域網(wǎng)，不利于擴(kuò)展。并且，由于該結(jié)構(gòu)的每臺客戶機(jī)都需要安裝相應(yīng)的客戶端程序， 分布功能弱且兼容性差，不能實(shí)現(xiàn)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(yè)水準(zhǔn)的技術(shù)人員去完成。

1.2 B/S結(jié)構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)，即Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，就是只安裝維護(hù)一個(gè)服務(wù)器（Server），而客戶端采用瀏覽器（Browse）運(yùn)行軟件。它是隨著Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)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(jié)合多種Script語言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技術(shù)，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。
B/S三層體系結(jié)構(gòu)采用三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)管理層（Server）和用戶界面層（Client）增加了一層結(jié)構(gòu)，稱為中間件（Middleware）,使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)成為三層。三層結(jié)構(gòu)是伴隨著中間件技術(shù)的成熟而興起的，核心概念是利用中間件將應(yīng)用分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)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(gòu)造三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，提供了以下主要功能：負(fù)責(zé)客戶機(jī)與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接和通信；實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫的高效連接；提供一個(gè)三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的開發(fā)、運(yùn)行、部署和管理的平臺。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間相互獨(dú)立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。

在B/S體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網(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，將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數(shù)據(jù)請求、加工、結(jié)果返回以及動態(tài)網(wǎng)頁生成、對數(shù)據(jù)庫的訪問和應(yīng)用程序的執(zhí)行等工作全部由Web Server完成。隨著Windows 將瀏覽器技術(shù)植入操作系統(tǒng)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。顯然B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序相對于傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序是一個(gè)非常大的進(jìn)步。
B/S結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是分布性強(qiáng)、維護(hù)方便、開發(fā)簡單且共享性強(qiáng)、總體擁有成本低。但數(shù)據(jù)安全性問題、對服務(wù)器要求過高、數(shù)據(jù)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(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求。例如通過瀏覽器進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)輸入或進(jìn)行報(bào)表的應(yīng)答、專用性打印輸出都比較困難和不便。此外，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用構(gòu)造有較大的困難。雖然可以用ActiveX、Java等技術(shù)開發(fā)較為復(fù)雜的應(yīng)用，但是相對于發(fā)展已非常成熟C/S的一系列應(yīng)用工具來說，這些技術(shù)的開發(fā)復(fù)雜，并沒有完全成熟的技術(shù)工具供使用。

2 C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)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(chǔ)上，通過專門服務(wù)器提供連接和數(shù)據(jù)交換服務(wù)。所處理的用戶不僅固定， 并且處于相同區(qū)域，要求擁有相同的操作系統(tǒng)。B/S 建立在廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，信息自己管理，有比C/S更強(qiáng)的適應(yīng)范圍， 一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行。與操作系統(tǒng)平臺關(guān)系最小。面向不可知的用戶群。

2.2 結(jié)構(gòu)不同

C/S軟件一般采用兩層結(jié)構(gòu)，而B/S采用三層結(jié)構(gòu)。

這兩種結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是兩層結(jié)構(gòu)中客戶端參與運(yùn)算，而三層結(jié)構(gòu)中客戶端并不參與運(yùn)算，只是簡單地接收用戶的請求，顯示最后的結(jié)果。由于三層結(jié)構(gòu)中的客戶端并不需要參與計(jì)算，所以對客戶端的計(jì)算機(jī)電腦配置要求較低。雖然B/S采用了邏輯上的三層結(jié)構(gòu)，但在物理上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然是原來的以太網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)。這樣，第一層與第二層結(jié)構(gòu)之間的通信、第二層與第三層結(jié)構(gòu)之間的通信都需占用同一條網(wǎng)絡(luò)線路，網(wǎng)絡(luò)通信量大。而C/S只有兩層結(jié)構(gòu)，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(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件以及瀏覽器即可，這時(shí)的客戶機(jī)成為瘦客戶機(jī)，而服務(wù)器則集中了所有的應(yīng)用邏輯。

2.4 構(gòu)件重用不同

在構(gòu)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/S 對應(yīng)的是多重結(jié)構(gòu)，要求構(gòu)件具有相對獨(dú)立的功能，具有較好的重用性。

2.5 系統(tǒng)維護(hù)不同

系統(tǒng)維護(hù)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(xiàn)的問題。而B/S結(jié)構(gòu)，客戶端不必安裝及維護(hù)。B/S 結(jié)構(gòu)在構(gòu)件組成方面只變更個(gè)別構(gòu)件，開發(fā)、維護(hù)等工作都集中在服務(wù)器端。當(dāng)需要升級時(shí)，只需更新服務(wù)器端的軟件，而不必更換客戶端軟件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫升級。這樣就減輕了系統(tǒng)維護(hù)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(diǎn)對點(diǎn)的結(jié)構(gòu)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群, 程序更加注重流程,它可以對權(quán)限進(jìn)行多層次校驗(yàn)，提供了更安全的存取模式，對信息安全的控制能力很強(qiáng)。一般高度機(jī)密的信息系統(tǒng)采用C/S 結(jié)構(gòu)適宜。而B/S采用點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)這種開放的結(jié)構(gòu)模式，并采用TCP/IP這一類運(yùn)用于Internet的開放性協(xié)議，其安全性只能靠數(shù)據(jù)服務(wù)器上管理密碼的數(shù)據(jù)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Internet技術(shù)中這些關(guān)鍵的安全問題遠(yuǎn)未解決。

2.7 速度不同

由于C/S在邏輯結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)。

2.8 交互性與信息流不同

交互性強(qiáng)是C/S固有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在C/S中，客戶端有一套完整的應(yīng)用程序，在出錯(cuò)提示、在線幫助等方面都有強(qiáng)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(yīng)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(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)

綜上所述，可見B/S與C/S這兩種技術(shù)是各有利弊的。

C/S技術(shù)是20年前的主流開發(fā)技術(shù)，它主要局限于內(nèi)部局域網(wǎng)的需要。因而缺乏作為應(yīng)用平臺的一些特性，難以擴(kuò)展到互聯(lián)網(wǎng)這樣的環(huán)境上去，而且要求開發(fā)者自己去處理事務(wù)管理、消息隊(duì)列、數(shù)據(jù)的復(fù)制和同步、通信安全等系統(tǒng)級的問題。這對應(yīng)用開發(fā)者提出了較高的要求,而且迫使應(yīng)用開發(fā)者投入很多精力來解決應(yīng)用程序以外的問題。這使得應(yīng)用程序的維護(hù)、移植和互操作變得復(fù)雜，成了C/S的一大缺陷。

但是，與B/S結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)、開發(fā)人員的掌握水平來看，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(tǒng)響應(yīng)速度慢、服務(wù)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(fù)雜的應(yīng)用，B/S方式目前尚沒有合適方式進(jìn)行開發(fā)。
客觀地分析C/S、B/S的優(yōu)劣，建立C/S、B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架已成為必然趨勢。在實(shí)際開發(fā)和規(guī)劃系統(tǒng)的時(shí)候要有的放矢，才能夠搭建成合適的信息系統(tǒng)。

下面以學(xué)校學(xué)生管理系統(tǒng)為實(shí)例說明這種設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)采用B/S+C/S體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合了ASP技術(shù)，并將組件技術(shù)COM+和ActiveX技術(shù)分別應(yīng)用在服務(wù)器端和客戶端。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)部分：ASP頁面、COM＋組件和數(shù)據(jù)庫，是一個(gè)三層結(jié)構(gòu)。表示層由ASP頁面組成，用以實(shí)現(xiàn)WEB頁面顯示和調(diào)用COM＋組件，業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)訪問由一組用VC實(shí)現(xiàn)的COM＋組件構(gòu)成。為了便于維護(hù)、升級和實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)過程中，又將業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層分離開，ASP頁面不直接調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層，而是通過業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用數(shù)據(jù)庫。一些需要用WEB處理的、滿足大多數(shù)訪問者請求的功能界面采用B/S結(jié)構(gòu)，例如任課教師可以通過瀏覽器查詢所教班級學(xué)生各種相關(guān)信息；學(xué)校管理人員通過瀏覽器對學(xué)校的學(xué)生、教師等信息進(jìn)行管理與維護(hù)以及查詢統(tǒng)計(jì)；領(lǐng)導(dǎo)層可通過瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢和決策。這樣客戶端比較靈活。而后臺只需少數(shù)人使用的功能則采用C/S結(jié)構(gòu)，例如數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)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(jié)構(gòu)在安全性、保密性和響應(yīng)速度等方面的缺點(diǎn)以及C/S結(jié)構(gòu)在維護(hù)和靈活性等方面的缺點(diǎn)。COM＋的實(shí)現(xiàn)可分為三個(gè)步驟：COM＋組件的設(shè)計(jì)、COM＋應(yīng)用程序的生成和編程。COM＋組件位于WEB應(yīng)用程序中，客戶端發(fā)出請求到WEB SERVER。WEB SERVER將請求傳給WEB應(yīng)用程序。WEB應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)請求傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將數(shù)據(jù)返回WEB應(yīng)用程序。然后再由WEB SERVER將數(shù)據(jù)傳送給客戶端。對于一些較難實(shí)現(xiàn)的功能通過在頁面中嵌入ActiveX控件來實(shí)現(xiàn)。

采用這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)充分發(fā)揮了B/S與C/S體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，彌補(bǔ)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(shí)也使得系統(tǒng)更新簡單，維護(hù)簡單靈活，易于操作。

(2)信息發(fā)布采用B/S結(jié)構(gòu)，保持了瘦客戶端的優(yōu)點(diǎn)。裝入客戶機(jī)的軟件可以采用統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)，可以在所有的平臺上工作。

(3)數(shù)據(jù)庫端采用C/S結(jié)構(gòu)，通過ODBC/JDBC連接。這一部分只涉及到系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)更新等，不存在完全采用C/S結(jié)構(gòu)帶來的客戶端維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。并且在客戶端可以構(gòu)造非常復(fù)雜的應(yīng)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(jié)構(gòu)的應(yīng)用，只需開發(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(jié)構(gòu)，并保留原來的某些子系統(tǒng)。這樣就充分地利用現(xiàn)有系統(tǒng)的資源。

(5)通過在瀏覽器中嵌入ActiveX控件可以實(shí)現(xiàn)在瀏覽器中不能實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)起來比較困難的功能。例如通過瀏覽器進(jìn)行報(bào)表的應(yīng)答。

(6)將服務(wù)器端劃分為WEB服務(wù)器和WEB應(yīng)用程序兩部分。WEB應(yīng)用程序采用組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)三層體系結(jié)構(gòu)中的邏輯部分，達(dá)到封裝的目的。

B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)各具優(yōu)缺點(diǎn)，怎樣結(jié)合B/S與C/S開發(fā)系統(tǒng)是開發(fā)MIS系統(tǒng)普遍關(guān)注的問題。在應(yīng)用過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)的選型與構(gòu)建，從而開發(fā)出高效、安全的應(yīng)用系統(tǒng)。