第1章 網(wǎng)絡計算模式介紹

客戶/服務器計算網(wǎng)絡工程教研室李莉2/26/20241客戶/服務器計算李莉課程簡介介紹網(wǎng)絡計算模式的發(fā)展和分類，對幾種典型網(wǎng)絡計算模式進行比較，著重講解目前較為流行的幾種編程模式及相關技術(shù)。本課程為計算機網(wǎng)絡工程專業(yè)本科生專業(yè)必選課，3學分，共48學時，其中講課40學時，實驗8學時?？己朔绞剑浩谀┏煽?平時成績+考試成績2/26/20242客戶/服務器計算李莉課程主要內(nèi)容第一章網(wǎng)絡計算模式概述第二章客戶機/服務器模式程序設計第三章Web程序設計基礎第四章HTML控件和Web服務器控件第五章ASP.NET內(nèi)置對象第六章ASP.NET高級編程第七章ASP.NET數(shù)據(jù)庫操作2/26/20243客戶/服務器計算李莉課程主要內(nèi)容第八章XML語言和使用第九章分布式應用程序開發(fā)第十章ASP.NET的配置和優(yōu)化2/26/20244客戶/服務器計算李莉第一章網(wǎng)絡計算模式概述2/26/20245客戶/服務器計算李莉本章主要內(nèi)容介紹網(wǎng)絡計算模式的發(fā)展客戶機/服務器模式的形成和發(fā)展及其特點瀏覽器/服務器計算模式的形成和發(fā)展網(wǎng)絡計算模式的新發(fā)展2/26/20246客戶/服務器計算李莉1.1網(wǎng)絡計算模式的發(fā)展1.2客戶機/服務器模式

1.3瀏覽器/服務器計算模式1.4其他網(wǎng)絡計算技術(shù)的發(fā)展2/26/20247客戶/服務器計算李莉1.1.1主機/終端系統(tǒng)的計算模式1.1.2工作站/文件服務器系統(tǒng)的計算模式1.1.3客戶機/服務器計算模式1.1.4瀏覽器/服務器計算模式1.1網(wǎng)絡計算模式的發(fā)展2/26/20248客戶/服務器計算李莉1.1.1主機/終端系統(tǒng)的計算模式主機/終端系統(tǒng)又簡稱主機系統(tǒng)，是20世紀60年代后期形成的以一臺計算機(大、中、小型機)為中心的多用戶系統(tǒng)；通過硬件連線把簡單的終端接到主機上；所有用戶的擊鍵和光標位置傳入主機，所有從主機返回的結(jié)果，顯示在終端屏幕的特定位置；所有的程序和數(shù)據(jù)都存儲在主機中（數(shù)據(jù)庫、應用程序、通信程序），資源集中控制；利用主機的能力運行應用程序，利用無智能的終端來對應用進行控制；優(yōu)點：數(shù)據(jù)存取管理方便、安全性好；缺點：系統(tǒng)投資大，維護費用高；2/26/20249客戶/服務器計算李莉背景：個人計算機飛速發(fā)展，用戶計算機具有了有限的CPU和數(shù)據(jù)存儲能力；PC機對數(shù)據(jù)處理的能力不夠，促使了局域網(wǎng)的產(chǎn)生；局域網(wǎng)使PC機的資源得到了擴展（文件和打印服務）；1.1.2工作站/文件服務器系統(tǒng)的計算模式主要特點：屬于資源共享模式，用于共享共同的應用、數(shù)據(jù)和打印機；所有的用戶查詢或命令處理都在工作站上完成；利用工作站的能力運行所有應用，用服務器的能力來作為外設的延伸，如硬盤、打印機等；2/26/202410客戶/服務器計算李莉1.1.3客戶機/服務器計算模式在Client-Server模式，應用被分為前端（客戶端）和后端（服務器端）；客戶部分運行在微機或工作站上，而服務器部分可以運行在從微機到大型機等各種計算機上?？蛻魴C和服務器分別工作在不同的邏輯實體中，并協(xié)同工作。服務器主要是運行客戶機不能完成或費時的工作，比如大型數(shù)據(jù)庫的管理，而客戶機可以通過預先指定的語言向服務器提出請求，要求服務器去執(zhí)行某項操作，并將操作結(jié)果返送給客戶機。2/26/202411客戶/服務器計算李莉1.1.4瀏覽器/服務器計算模式基于瀏覽器、WWW服務器和應用服務器的計算結(jié)構(gòu)，稱為瀏覽器/服務器（Browser/Server）的計算模式，簡稱B/S模式，該計算模式在20世紀90年代中期逐漸形成和發(fā)展。B/S計算模式繼承和共融了傳統(tǒng)客戶機/服務器模式中的網(wǎng)絡軟、硬件平臺和應用，但它具有傳統(tǒng)C/S計算模式所不及的很多特點，比如更加開放、與軟、硬件平臺無關、應用開發(fā)速度快、生命周期長、應用擴充和系統(tǒng)維護升級方便等。2/26/202412客戶/服務器計算李莉1.2.1客戶機/服務器計算模式定義1.2.2客戶機/服務器計算結(jié)構(gòu)與工作站/文件服務器系統(tǒng)的區(qū)別1.2.3客戶機/服務器模式的優(yōu)點1.2.4中間件技術(shù)1.2客戶機/服務器模式2/26/202413客戶/服務器計算李莉1.2.1客戶機/服務器計算模式定義客戶機/服務器（Client/Server）計算模式，簡稱C/S模式，是由客戶機、服務器構(gòu)成的一種網(wǎng)絡計算環(huán)境，它把應用程序所要完成的任務分派到客戶機和服務器上共同完成；在C/S模式中，客戶方發(fā)出請求，網(wǎng)絡通信系統(tǒng)將請求的內(nèi)容傳到服務器，服務器根據(jù)請求完成預定的操作，然后把結(jié)果送回客戶端。2/26/202414客戶/服務器計算李莉1.2.1客戶機/服務器計算模式定義客戶機是一種單用戶工作站，它提供與業(yè)務應用有關的表現(xiàn)、計算、連網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)庫和各類接口服務；服務器是一種存儲器共享型的多用戶處理機，它提供業(yè)務所需的計算、連網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫管理和各類接口服務?？蛻魴C/服務器計算結(jié)構(gòu)結(jié)合了主機系統(tǒng)擅長于數(shù)據(jù)處理和工作站/文件服務器系統(tǒng)便于使用、成本低廉這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在局域網(wǎng)中，增加服務器的處理能力，即網(wǎng)絡上的服務器不僅提供文件服務功能而且也提供數(shù)據(jù)處理功能。同時工作站不是以仿真終端的方式與服務器相連，而是在整個系統(tǒng)運行中也保持完善的信息處理功能。2/26/202415客戶/服務器計算李莉1.2.2客戶機/服務器計算結(jié)構(gòu)與工作站/文件服務器系統(tǒng)的區(qū)別C/S結(jié)構(gòu)與工作站/文件服務器系統(tǒng)在硬件組成、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、通訊連接等方面基本相同。只是文件服務器變?yōu)榱藬?shù)據(jù)庫服務器，工作站改稱為客戶機。它們的最大區(qū)別在于在C/S結(jié)構(gòu)中，服務器控制管理數(shù)據(jù)的能力由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫管理方式，原先在工作站/文件服務器中由工作站所承擔的數(shù)據(jù)加工任務(即應用的一部分)，現(xiàn)改由服務器來承擔，從而使整個系統(tǒng)的性能有了質(zhì)的飛躍。一方面由高檔微機組成的數(shù)據(jù)庫服務器的效率得到了充分的發(fā)揮；另一方面數(shù)據(jù)經(jīng)服務器加工后在局域網(wǎng)中傳輸?shù)膬H僅是客戶機所需的那一小部分而不是整個文件，從而大大降低了網(wǎng)絡流通量。2/26/202416客戶/服務器計算李莉1.2.2客戶機/服務器計算結(jié)構(gòu)與工作站/文件服務器系統(tǒng)的區(qū)別

2/26/202417客戶/服務器計算李莉1.2.3客戶機/服務器模式的優(yōu)缺點優(yōu)點：減少了網(wǎng)絡的流量響應時間較短充分利用了客戶機和服務器雙方的能力數(shù)據(jù)的安全性和完整性問題：編寫跨平臺、多協(xié)議、多編程語言的網(wǎng)絡應用軟件比較困難；若針對底層網(wǎng)絡協(xié)議編寫應用程序，會造成程序過多的依賴底層網(wǎng)絡技術(shù)，而且很難集成新的網(wǎng)絡服務；2/26/202418客戶/服務器計算李莉應用程序體系結(jié)構(gòu)軟件應用程序組件-表示邏輯-業(yè)務邏輯-數(shù)據(jù)存取邏輯體系結(jié)構(gòu)的類型-一層-二層-三層數(shù)據(jù)存取業(yè)務表示數(shù)據(jù)存取業(yè)務表示2/26/202419客戶/服務器計算李莉1.2.4中間件技術(shù)中間件的產(chǎn)生在客戶機與服務器之間增加一層軟件，即中間件；利用中間件提供的高層應用程序接口，可以將底層網(wǎng)絡協(xié)議與實現(xiàn)技術(shù)屏蔽，使用戶集中編寫應用軟件；中間件位于客戶機/服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡通訊。2/26/202420客戶/服務器計算李莉表現(xiàn)邏輯業(yè)務邏輯數(shù)據(jù)庫服務器中間件服務器客戶端表現(xiàn)邏輯業(yè)務邏輯數(shù)據(jù)庫服務器客戶端1.2.4中間件技術(shù)傳統(tǒng)二層C/S結(jié)構(gòu)三層C/S結(jié)構(gòu)2/26/202421客戶/服務器計算李莉1.2.4中間件技術(shù)目前，對中間件還沒有形成一個統(tǒng)一的定義，比較公認的定義是：中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡通信。

分類：消息中間件(MOM:Message-OrientedMiddleware)數(shù)據(jù)庫中間件(DatabaseMiddleware)遠程過程調(diào)用中間件（RPC:RemoteProcessCall）對象請求代理中間件(ORB:ObjectRequestBroker)事務處理中間件(TPMonitor:TransactionProcessMonitor)

2/26/202422客戶/服務器計算李莉1.3.1瀏覽器/服務器計算模式簡介1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)1.3瀏覽器/服務器計算模式2/26/202423客戶/服務器計算李莉1.3.1瀏覽器/服務器計算模式簡介瀏覽器/服務器（B/S）體系結(jié)構(gòu)，是以Web技術(shù)為核心的。網(wǎng)絡用戶在基于瀏覽器的客戶機上以網(wǎng)絡用戶界面（NUI）多對多地訪問應用服務器上的資源。位于

Web

服務器上的網(wǎng)站

2/26/202424客戶/服務器計算李莉1.3.1瀏覽器/服務器計算模式簡介Web應用程序Web應用程序在Web服務器上運行

播放一首歌作為響應用戶請求播放一首歌2/26/202425客戶/服務器計算李莉1.3.1瀏覽器/服務器計算模式簡介Web服務把各種形式的信息，如文本、圖像、聲音和視頻等無縫隙地集成在—起，用戶只需要通過瀏覽器提出自己的查詢要求，Web服務器自動完成查詢結(jié)果，并將與查詢條件相關的文件取回并顯示在屏幕上，用戶無需關心這些文件存放在Internet上的哪臺計算機中。實現(xiàn)Web服務的通信協(xié)議是HTTP(HypertextTransferProtocol：超文本傳輸協(xié)議)，它定義了HTTP的通信交換機制：HTML(hypertextMarkupLanguage：超文本標記語言)用來描述Web上發(fā)布的信息，瀏覽器通過解釋執(zhí)行HTML文件顯示圖文并茂的信息，向用戶提供良好的信息查詢界面。2/26/202426客戶/服務器計算李莉C/S與B/S的比較在C/S計算模式中，要把對數(shù)據(jù)庫資源的訪問形成一個統(tǒng)一的連接平臺，客戶機上除負責圖形顯示和事件輸入外，把應用邏輯和業(yè)務處理規(guī)則可能都放置于客戶機上，造成客戶機越來越“胖”，開發(fā)著力點主要落在客戶機端上。由于客戶機端配置了大量的應用邏輯和業(yè)務處理規(guī)則軟件以及開發(fā)工具軟件，而軟件的變動與版本的升級以及硬件平臺的適應能力都影響著系統(tǒng)中所有的客戶機，在這種情況下，勢必造成成本的增加和管理維護上的難度。在B/S模式下，可以將應用邏輯和業(yè)務處理規(guī)則放置在服務器一側(cè)，對于這樣的結(jié)構(gòu)，客戶機可以做得盡可能的“瘦”，其功能可能只是體現(xiàn)在一個瀏覽器或是Java虛擬機上。2/26/202427客戶/服務器計算李莉1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)Web應用程序使用三層體系結(jié)構(gòu)表示層客戶端業(yè)務層Web服務器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)層2/26/202428客戶/服務器計算李莉1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)Web三層體系結(jié)構(gòu)為客戶端瀏覽器/Web服務器/數(shù)據(jù)庫服務器（B/W/D，Browser/WebServer/DatabaseServer）結(jié)構(gòu)。B/W/D三層體系結(jié)構(gòu)如圖所示。2/26/202429客戶/服務器計算李莉1.表示層（客戶端瀏覽器）

客戶端瀏覽器是客戶機程序進入Web的窗口，它的工作是讀取文件和鏈接用戶選擇的關聯(lián)。其任務是：

為用戶定制一個請求

將用戶的請求發(fā)送給Web服務器接收Web服務器發(fā)回的信息，并將其呈現(xiàn)給用戶目前瀏覽器主要有Netscape的Communicator、Microsoft的InternetExplorer、基于文本的Lynx、Opera等。

1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)2/26/202430客戶/服務器計算李莉2.功能層（Web服務器）

Web服務器提供HTTP服務，它接受客戶的請求，并把靜態(tài)和動態(tài)內(nèi)容組裝成Web頁面，然后傳遞給客戶。Web服務器通常具有連接數(shù)據(jù)庫的功能，并能提供一些其它的服務。Web服務器的任務是：

接收用戶的請求

檢查用戶請求的合法性

針對用戶請求獲取并制作數(shù)據(jù)，包括對數(shù)據(jù)進行前期處理和后期處理

把信息發(fā)送給提出請求的客戶機1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)2/26/202431客戶/服務器計算李莉Web服務器與客戶端瀏覽器之間的信息交互過程如下：瀏覽器將用戶的輸入（如http://）進行分解，分為主機名和文件名兩部分。如果客戶沒有提供文件名，則由主機（Web服務器）提供默認文件（如index.html）。Web服務器與客戶端連接后，檢查客戶端的請求，如果是一個文件：則將文件的內(nèi)容傳給客戶端，由瀏覽器顯示出來；如果客戶端的請求是一個程序，則生成一個新的進程，提供相應的參數(shù)后運行這個程序，并將程序的輸出結(jié)果傳輸給客戶端，如同這個輸出是一個已存在的文件。1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)2/26/202432客戶/服務器計算李莉1.3.2B/S模型的三層體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)層（數(shù)據(jù)庫服務器）主要利用數(shù)據(jù)庫服務器完成數(shù)據(jù)的存儲和管理功能，數(shù)據(jù)庫服務器應客戶請求獨立地進行各種處理。2/26/202433客戶/服務器計算李莉1.ActiveX技術(shù)ActiveX技術(shù)是Microsoft公司分布式計算環(huán)境的基礎。ActiveX技術(shù)主要由傳統(tǒng)的HTML、腳本程序(script)語言和ActiveX組件(component)構(gòu)成。ActiveX技術(shù)具有跨平臺、與程序語言無關、面向文件及組件的特點。1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2/26/202434客戶/服務器計算李莉1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2.CORBA技術(shù)CORBA是CommonObjectRequestBrokerArchitecture的縮寫，簡稱公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)，它由國際對象管理組織OMG制定，其目的是在分布和異構(gòu)計算機環(huán)境下為應用軟件的開發(fā)提供一個公共框架，使開發(fā)出來的軟件即面向?qū)ο笥志哂锌芍赜眯?、可移植性以及可操作性等特點。CORBA分布計算技術(shù)，是由絕大多數(shù)分布計算平臺廠商所支持和遵循的系統(tǒng)規(guī)范技術(shù)，具有模型完整、先進，獨立于系統(tǒng)平臺和開發(fā)語言，被支持程度廣泛的特點，已逐漸成為分布計算技術(shù)的標準。2/26/202435客戶/服務器計算李莉1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2.CORBA技術(shù)COBRA標準主要分為3個層次：對象請求代理、公共對象服務和公共設施。最底層是對象請求代理ORB，規(guī)定了分布對象的定義（接口）和語言映射，實現(xiàn)對象間的通訊和互操作，是分布對象系統(tǒng)中的“軟總線”；在ORB之上定義了很多公共服務，可以提供諸如并發(fā)服務、名字服務、事務(交易)服務、安全服務等各種各樣的服務；最上層的公共設施則定義了組件框架，提供可直接為業(yè)務對象使用的服務，規(guī)定業(yè)務對象有效協(xié)作所需的協(xié)定規(guī)則。2/26/202436客戶/服務器計算李莉3.JavaEE技術(shù)

JavaEE是由SUN公司領導、多家公司共同參與制定的一個企業(yè)應用程序開發(fā)標準。近年來，Java技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為適用于多個領域需求的Java2平臺。JavaEE提供了一套完整的解決所有這些問題的框架方案：提供了分布式、可移植構(gòu)件的框架為構(gòu)件與應用服務器提供標準API簡化了服務器端中間層構(gòu)件的設計1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2/26/202437客戶/服務器計算李莉JavaEE是一個標準中間件體系結(jié)構(gòu)，JavaEE

不是編程語言，是運用Java技術(shù)開發(fā)企業(yè)分布式應用的標準。JavaEE包含了：多層應用開發(fā)模型開發(fā)平臺—APIs和服務測試軟件包參考實現(xiàn)JavaEE是將所有Sun的企業(yè)技術(shù)集合在一個體系結(jié)構(gòu)下的平臺1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2/26/202438客戶/服務器計算李莉JavaEE的體系結(jié)構(gòu)如圖所示J2EE的體系結(jié)構(gòu)圖1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)2/26/202439客戶/服務器計算李莉1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)JavaEE擁有Java固有的跨平臺特性，它具有以下優(yōu)勢：立足于企業(yè)信息系統(tǒng)的基礎之上開發(fā)新的系統(tǒng)，可以充分利用用戶原有的投資；允許企業(yè)開發(fā)人員把一些通用、煩瑣的服務器端任務交給中間件供應商完成，把自己精力集中在商業(yè)邏輯上，可大大提高開發(fā)效率；支持異構(gòu)環(huán)境，用JavaEE開發(fā)的應用程序能非常方便地部署在不同平臺上，具備良好的可擴展性。2/26/202440客戶/服務器計算李莉1.3.3Web計算模式實現(xiàn)技術(shù)4..NET技術(shù).NET框架是微軟推出的一種新的計算平臺，它簡化了在高度分布式Internet環(huán)境中的應用程序開發(fā)。

.NET=新平臺+標準協(xié)議+統(tǒng)一開發(fā)工具Microsoft.NET框架是生成、部署和運行Web服務及應用程序的平臺。它提供了一個生產(chǎn)率高且基于標準的多語言環(huán)境，用于將現(xiàn)有投資與下一代應用程序和服務集成，同時提供了解決Internet規(guī)模應用程序的部署和操作難題的靈活性。.NET框架由三個主要部分組成：公共語言運行時（CLR）、統(tǒng)一類庫的分層集合和稱為ASP.NET的ActiveServerPages組件化版本。2/26/202441客戶/服務器計算李莉.NETFramework開發(fā)工具客戶端用戶體驗ASP.NETWeb應用程序XMLWebService數(shù)據(jù)庫服務器.NETFramework2/26/202442客戶/服務器計算李莉.NETFramework組件Win32消息隊列服務COM+IISWMI公共語言運行庫(CLR).NETFramework基礎類庫ADO.NET和XMLXMLWebService用戶界面VisualBasicC++C#ASP.NETPerlPython…2/26/202443客戶/服務器計算李莉.NETFramework環(huán)境

2/26/202444客戶/服務器計算李莉.NETFramework組件ASP.NET和用戶界面位于語言層之下ASP.NET和用戶界面構(gòu)建于公共語言運行庫可以使用任何基于.NET的開發(fā)語言開發(fā)ASP.NETWeb應用程序和Windows應用程序所用的語言使用統(tǒng)一的Windows窗體和Web窗體模型2/26/202445客戶/服務器計算李莉.NETFramework的優(yōu)點基于公認的互聯(lián)網(wǎng)標準和規(guī)范HTML、XML、HTTP、SOAP、XSLT、Xpath統(tǒng)一的編程模型編程模