國家防汛指揮系統(tǒng)工程技術(shù)試驗方案

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國家防汛指揮系統(tǒng)工程是一個綜合性的、復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，涉及到多個廠商的合作，包括硬件平臺廠商、網(wǎng)絡(luò)廠商、數(shù)據(jù)庫廠商、各種應(yīng)用軟件廠商以及系統(tǒng)集成廠商等等。Sybase公司在該系統(tǒng)的建設(shè)中將通過和其它各廠商的緊密配合，為國家防汛指揮系統(tǒng)工程的建設(shè)作出自己的努力。在技術(shù)方案中，就軟件方面比較關(guān)鍵的問題有：分布式的數(shù)據(jù)存儲、在各個層次間的數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)的管理與維護、三層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等，下面就這些問題，提出相應(yīng)的解決方法。
一、數(shù)據(jù)存儲
　　國家防汛指揮系統(tǒng)工程需要建立一個分布式的數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，需要有適合各種情況的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，既要滿足高資源配置的中、小型機和工作站檔次的服務(wù)器硬件環(huán)境，也要滿足那些低檔的PC服務(wù)器環(huán)境。Sybase為此提供Adaptive Server Enterprise（ASE）和Adaptive Server Anywhere（ASA）兩種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

　　ASA是Sybase用于工作組級數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，可以支持Windows 3.x/95/NT等平臺。ASA是一個非常輕型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)資源的要求很低，管理和維護的任務(wù)也較少。ASA和ASE一樣，是一個完全關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持所有的關(guān)系型特征。

　　在該系統(tǒng)中，如果存在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的存儲，Sybase可以很好地把它們結(jié)合起來。Sybase Enterprise Connect提供了全開放的、多達25種以上數(shù)據(jù)源的透明網(wǎng)關(guān)，支持完全的讀寫訪問，這些數(shù)據(jù)源不僅包括了流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如Oracle、Informix、DB2、MS SQL Server等），還包括主機數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如AS400等）。此外，Sybase的Open Server、PowerBuilder、Replication Server等都提供了對流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫快速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與集成能力。

　　在國家防汛指揮系統(tǒng)中，會涉及到大量多媒體數(shù)據(jù)的存儲。由于多媒體數(shù)據(jù)與常規(guī)數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)量較大，在存儲這類數(shù)據(jù)時Sybase 提供了多種方式。一種方式是Sybase將圖形、圖像、音頻、視頻等類型的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為BLOB（大二進制對象）型數(shù)據(jù)，針對BLOB數(shù)據(jù)提供了Image和text字段的存儲能力，因此可以將多媒體數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。此種方式對數(shù)據(jù)的管理比較簡單，但是會增加數(shù)據(jù)庫的負擔(dān)，降低效率。另一種方式是用戶給多媒體數(shù)據(jù)（如圖形、圖像數(shù)據(jù)）建立文件名與路徑后，將該文件名與路徑存到數(shù)據(jù)庫相應(yīng)字段中，而該圖形、圖像數(shù)據(jù)以某種格式存在于操作系統(tǒng)文件中。此種方式對數(shù)據(jù)庫的影響較小，但是增加了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。

二、數(shù)據(jù)傳輸

　　國家防汛指揮系統(tǒng)工程是一個分布式的應(yīng)用環(huán)境，數(shù)據(jù)是由基層的數(shù)據(jù)采集點進行收集，然后層層上報。在傳輸過程中，各個層次的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都是不同的，需要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也是不同的，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（多媒體數(shù)據(jù)），因此需要根據(jù)具體情況選擇具體的數(shù)據(jù)傳輸方式。為了解決數(shù)據(jù)傳輸，可以考慮多種方式進行試驗，最后選擇效率高、易維護的方法進行推廣。

　　Sybase Replication Server

　　對于網(wǎng)絡(luò)帶寬較高（至少64K專線）、可以保持常連接的情況（如流域與中央），可以考慮采用Sybase Replication Server進行數(shù)據(jù)的傳輸。

　　Replication Server的工作原理是：由Replication Agent實時監(jiān)視數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的事務(wù)日志，捕捉針對數(shù)據(jù)庫的操作及數(shù)據(jù)的變化，并以事務(wù)為單位由復(fù)制服務(wù)器根據(jù)用戶預(yù)先的定義向遠程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)復(fù)制。

　　Replication Server進行數(shù)據(jù)復(fù)制是基于事務(wù)的，即在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)庫事務(wù)（相應(yīng)的SQL語句）而不是實際改變的數(shù)據(jù)，這樣在主點和復(fù)制點數(shù)據(jù)庫，都是使用同樣的事務(wù)來操作數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的一致性。Replication Server只復(fù)制已經(jīng)提交并且沒有被復(fù)制過的數(shù)據(jù)庫事務(wù)，即進行增量復(fù)制，這樣可以降低網(wǎng)絡(luò)的負載。同時，在網(wǎng)絡(luò)上只傳事務(wù)而不傳數(shù)據(jù)也大大降低了網(wǎng)絡(luò)的負載。

　　Replication Server采取了先進的、智能的存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制來保證系統(tǒng)的可用性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，Replication Server暫存主點數(shù)據(jù)變化，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時，再按正常情況同步數(shù)據(jù)。

　　Replication Server支持異種數(shù)據(jù)庫之間的復(fù)制。通過針對各種數(shù)據(jù)庫的中間件選項（Replication Agent、Enterprise Connect）和Replication Server，可以在不同的數(shù)據(jù)庫之間進行數(shù)據(jù)復(fù)制，滿足信息系統(tǒng)的各種需要。

　　Sybase SQL Remote

　　對于網(wǎng)絡(luò)帶寬較窄、不保持常連接（如撥號上網(wǎng)）的情況下，可以考慮采用Sybase SQL Remote進行數(shù)據(jù)的傳輸。

　　SQL Remote是基于消息的數(shù)據(jù)復(fù)制產(chǎn)品，消息類型包括file、ftp、e-mail等形式。

　　SQL Remote進行數(shù)據(jù)復(fù)制是基于事務(wù)的，在本地和遠端數(shù)據(jù)庫都是使用同樣的事務(wù)來操作數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的一致性。這種復(fù)制方式是非實時的，主點數(shù)據(jù)庫只負責(zé)將事務(wù)發(fā)送到指定的消息地址，而復(fù)制點數(shù)據(jù)庫負責(zé)從指定的消息地址中接受這些發(fā)送過來的事務(wù)，所以這種方式比較適合偶然連接環(huán)境（撥號上網(wǎng)等）。

　　SQL Remote進行數(shù)據(jù)復(fù)制是基于消息的，即在進行數(shù)據(jù)復(fù)制的各個點之間，需要構(gòu)造消息系統(tǒng)，借助消息系統(tǒng)（file、ftp、e-mail等）來傳遞數(shù)據(jù)庫事務(wù)。當(dāng)然，采用何種消息系統(tǒng)是系統(tǒng)設(shè)計及配置時的工作，用戶不會感覺到具體采用什么機制來傳遞數(shù)據(jù)庫事務(wù)，SQL Remote會啟動相應(yīng)的消息系統(tǒng)服務(wù)來傳遞數(shù)據(jù)庫事務(wù)。消息系統(tǒng)的建立是相當(dāng)簡單的，只需采用操作系統(tǒng)提供的功能，比如配置MicroSoft文件服務(wù)、配置FTP服務(wù)（FTP Server）或各種郵件服務(wù)（如Exchange Server等），然后建立消息地址，如文件目錄或郵件地址等。

　　通過SQL Remote，可以非常靈活地實現(xiàn)國家防汛指揮系統(tǒng)工程的數(shù)據(jù)傳輸要求。

　　當(dāng)借助消息系統(tǒng)傳遞事務(wù)時，可能會發(fā)生文件丟失或文件被破壞等，在SQL Remote中提供了良好的機制來處理這種情況。在復(fù)制點數(shù)據(jù)庫接受到主點數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)送過來的事務(wù)后，都要給主點數(shù)據(jù)庫發(fā)送一個反饋信息。主點數(shù)據(jù)庫根據(jù)反饋信息判斷對于上次發(fā)送，復(fù)制點數(shù)據(jù)庫的接受狀態(tài)（成功或失�。�，以確定下次所要發(fā)送的內(nèi)

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三、數(shù)據(jù)庫的管理與監(jiān)控

　　為了確保數(shù)據(jù)庫正常、高效的運行，需要功能強大、易于使用的數(shù)據(jù)庫管理與監(jiān)控工具，來監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的運行狀態(tài)，并且分析和預(yù)測數(shù)據(jù)庫的運行狀態(tài)。

　　Sybase管理工具

　　Sybase Central是一個易于使用的GUI管理工具，可用于管理用戶、復(fù)制環(huán)境、安全性、以及存儲等，能夠從PC上遠程地配置、啟動并停止中心服務(wù)器。Sybase Central通過Plug-in 的方式，可以管理和監(jiān)控Sybase的各種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品和中間件產(chǎn)品。

　　Sybase提供聯(lián)機實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫性能工具Monitor Server，以圖形化方式監(jiān)視運行在網(wǎng)絡(luò)中任意場地的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的工作狀況，從而方便系統(tǒng)管理員利用監(jiān)控信息調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)資源利用率達到最高。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運行性能統(tǒng)計包括數(shù)據(jù)封鎖、高速緩沖、設(shè)備I/O、事務(wù)交叉及進程運行性能，可用于評價數(shù)據(jù)庫在設(shè)備上的分布，并有助于為提高響應(yīng)速度而做重新分布等。

　　Sybase提供圖形化的Replication Server管理工具RSM，所有對Replication Server的操作（建立復(fù)制定義、路由等）都可以以GUI方式來完成。同時，可以在RSM上觀測（圖形方式）所有參加復(fù)制系統(tǒng)的ASE和Replication Server的運行狀態(tài)和連接狀態(tài)，并可自動報警。

四、三層體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用

　　目前，傳統(tǒng)的客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)遇到了越來越多的困難，比如：支持大量用戶的并發(fā)請求；多系統(tǒng)平臺和多數(shù)據(jù)源支持；關(guān)鍵業(yè)務(wù)的聯(lián)機交易處理等。為解決兩層體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用需求日益突出的矛盾，以交易中間件（應(yīng)用服務(wù)器）為基礎(chǔ)框架的三層體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用而生。三層體系結(jié)構(gòu)以中間層管理大量的客戶端連接、集成多種異構(gòu)的數(shù)據(jù)源，同時中間件開創(chuàng)了均衡負載、動態(tài)伸縮等管理模式，較好地滿足了用戶新形勢下的需求。

　　隨著基于組件的開發(fā)技術(shù)和新一代的應(yīng)用服務(wù)器的出現(xiàn)，多層計算環(huán)境已經(jīng)可以和各種類型的商業(yè)應(yīng)用相聯(lián)合，形成新一代的應(yīng)用模式，分布式應(yīng)用不再是可望而不可及的。作為集中實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的方法，組件提供了非常高的開發(fā)效率，因為它具有比傳統(tǒng)的對象更高水平的功能特性。它們能夠容易的訪問原有的系統(tǒng)，提供重新利用原有的對象程序，而不需要重新對原有系統(tǒng)進行改造。

　　Sybase Enterprise Application Server是為充分發(fā)揮基于組件和多層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點而專門設(shè)計的。它是現(xiàn)今唯一一個支持所有主要組件模型的應(yīng)用服務(wù)器產(chǎn)品，可以同時支持ActiveX、Java、C++ 和CORBA ，并且在最新的版本中更進一步地支持PowerBuilder組件（PB NVO）和Enterprise Java Beans組件（EJBs）。這樣，用戶可以獲得非常靈活的開發(fā)能力，充分利用多種計算環(huán)境。

　　另外，Sybase Enterprise Application Server可以支持多種客戶類型�？蛻舳丝梢杂肏TML、JavaScript、Java、ActiveX、PowerBuilder工具開發(fā)或者是它們中幾種工具組合開發(fā)。原有的應(yīng)用程序可以完美的被移植到新的應(yīng)用環(huán)境中，使得客戶端應(yīng)用可以根據(jù)它們的實現(xiàn)特征選擇合適的開發(fā)工具。

　　Enterprise Application Server是一個多線索（multi-threaded）服務(wù)器，提供了許多可靠的性能優(yōu)化特性，例如數(shù)據(jù)庫連接緩沖池（database connection pooling）、動態(tài)頁面高速緩沖、腳本語言調(diào)度等，此外還有連接共享、線索共享、對話管理和隱式事務(wù)處理（Implicit transaction）等性能優(yōu)化功能。Enterprise Application Server支持Cluster工作模式，即多臺Enterprise Application Server可以協(xié)同工作，形成均衡負載和失敗切換等功能。因此，Enterprise Application Server可以很好地處理大量用戶請求，并將其轉(zhuǎn)換為少量的數(shù)據(jù)庫連接，保證系統(tǒng)的高效率和穩(wěn)定性。

　　Enterprise Application Server是一個先進的中間層的應(yīng)用服務(wù)器, 它體現(xiàn)了多層的、分布式的企業(yè)計算環(huán)境和Web應(yīng)用的優(yōu)越性。Enterprise Application Server減少了分布式應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性，消除了開發(fā)者對線索（threading）、加鎖（locking）、事務(wù)處理和內(nèi)存管理的顧慮。Enterprise Application Server的開放的企業(yè)數(shù)據(jù)訪問能力使你不必依賴某一個產(chǎn)品提供商，Enterprise Application Server支持ODBC、 JDBC和內(nèi)置的訪問數(shù)據(jù)的連接特性，包括直連Sybase和Oracle數(shù)據(jù)庫的借口。

　　由新版本的PowerBuilder、PowerJ和PowerSite組成一套完整的開發(fā)工具包，與EAServer緊密集成，能夠生成各種標(biāo)準(zhǔn)的組件，完成分布式應(yīng)用的創(chuàng)建、調(diào)試、更新和提交。 　

　　Sybase的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境能夠保證用戶應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的快速和高效。