一種基于B/S結構與C/S結構結合的新體系結構

近年來，隨著網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展，尤其是基于Web的信息發(fā)布和檢索技術、Java計算技術以及網(wǎng)絡分布式對象技術的飛速發(fā)展，導致了很多應用系統(tǒng)的體系結構從C/S結構向更加靈活的B/S多級分布結構演變，使得軟件系統(tǒng)的網(wǎng)絡體系結構跨入一個新階段。認識這些結構的特征，并根據(jù)實際情況進行系統(tǒng)的選型，對于成功開發(fā)一個MIS系統(tǒng)是非常關鍵的。

1 C/S結構與B/S結構

1.1 C/S結構

C/S結構，即Client/Server (客戶機/服務器)結構。此結構把數(shù)據(jù)庫內容放在遠程的服務器上，而在客戶機上安裝相應軟件。C/S軟件一般采用兩層結構，其分布結構如圖1所示。它由兩部分構成：前端是客戶機，即用戶界面（Client）結合了表示與業(yè)務邏輯，接受用戶的請求，并向數(shù)據(jù)庫服務提出請求，通常是一個PC機；后端是服務器，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)進行計算并將結果呈現(xiàn)給用戶。還要提供完善的安全保護及對數(shù)據(jù)的完整性處理等操作，并允許多個客戶同時訪問同一個數(shù)據(jù)庫。在這種結構中，服務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結構在技術上很成熟，它的主要特點是交互性強、具有安全的存取模式、網(wǎng)絡通信量低、響應速度快、利于處理大量數(shù)據(jù)。但是該結構的程序是針對性開發(fā)，變更不夠靈活，維護和管理的難度較大。通常只局限于小型局域網(wǎng)，不利于擴展。并且，由于該結構的每臺客戶機都需要安裝相應的客戶端程序， 分布功能弱且兼容性差，不能實現(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)水準的技術人員去完成。

1.2 B/S結構

B/S結構，即Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構，就是只安裝維護一個服務器（Server），而客戶端采用瀏覽器（Browse）運行軟件。它是隨著Internet技術的興起，對C/S結構的一種變化和改進。主要利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術，結合多種Script語言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技術，是一種全新的軟件系統(tǒng)構造技術。
B/S三層體系結構采用三層客戶/服務器結構，在數(shù)據(jù)管理層（Server）和用戶界面層（Client）增加了一層結構，稱為中間件（Middleware）,使整個體系結構成為三層。三層結構是伴隨著中間件技術的成熟而興起的，核心概念是利用中間件將應用分為表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)存儲層三個不同的處理層次，如圖2所示。三個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。中間件作為構造三層結構應用系統(tǒng)的基礎平臺，提供了以下主要功能：負責客戶機與服務器、服務器與服務器間的連接和通信；實現(xiàn)應用與數(shù)據(jù)庫的高效連接；提供一個三層結構應用的開發(fā)、運行、部署和管理的平臺。這種三層結構在層與層之間相互獨立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。

在B/S體系結構系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡上的許多服務器發(fā)出請求，服務器對瀏覽器的請求進行處理，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、結果返回以及動態(tài)網(wǎng)頁生成、對數(shù)據(jù)庫的訪問和應用程序的執(zhí)行等工作全部由Web Server完成。隨著Windows 將瀏覽器技術植入操作系統(tǒng)內部，這種結構已成為當今應用軟件的首選體系結構。顯然B/S結構應用程序相對于傳統(tǒng)的C/S結構應用程序是一個非常大的進步。
B/S結構的主要特點是分布性強、維護方便、開發(fā)簡單且共享性強、總體擁有成本低。但數(shù)據(jù)安全性問題、對服務器要求過高、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、軟件的個性化特點明顯降低，這些缺點是有目共睹的，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求。例如通過瀏覽器進行大量的數(shù)據(jù)輸入或進行報表的應答、專用性打印輸出都比較困難和不便。此外，實現(xiàn)復雜的應用構造有較大的困難。雖然可以用ActiveX、Java等技術開發(fā)較為復雜的應用，但是相對于發(fā)展已非常成熟C/S的一系列應用工具來說，這些技術的開發(fā)復雜，并沒有完全成熟的技術工具供使用。

2 C/S結構與B/S結構的分析比較

2.1 硬件環(huán)境不同

C/S建立在局域網(wǎng)的基礎上，通過專門服務器提供連接和數(shù)據(jù)交換服務。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)的基礎上，信息自己管理，有比C/S更強的適應范圍， 一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行。與操作系統(tǒng)平臺關系最小。面向不可知的用戶群。

2.2 結構不同

C/S軟件一般采用兩層結構，而B/S采用三層結構。

這兩種結構的不同點是兩層結構中客戶端參與運算，而三層結構中客戶端并不參與運算，只是簡單地接收用戶的請求，顯示最后的結果。由于三層結構中的客戶端并不需要參與計算，所以對客戶端的計算機電腦配置要求較低。雖然B/S采用了邏輯上的三層結構，但在物理上的網(wǎng)絡結構仍然是原來的以太網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)。這樣，第一層與第二層結構之間的通信、第二層與第三層結構之間的通信都需占用同一條網(wǎng)絡線路，網(wǎng)絡通信量大。而C/S只有兩層結構，網(wǎng)絡通信量只包括Client與Server之間的通信量，網(wǎng)絡通信量低。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)絡協(xié)議軟件以及瀏覽器即可，這時的客戶機成為瘦客戶機，而服務器則集中了所有的應用邏輯。

2.4 構件重用不同

在構件的重用性方面， C/S 程序從整體進行考慮,具有較低的重用性。 而B/S 對應的是多重結構，要求構件具有相對獨立的功能，具有較好的重用性。

2.5 系統(tǒng)維護不同

系統(tǒng)維護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結構，客戶端不必安裝及維護。B/S 結構在構件組成方面只變更個別構件，開發(fā)、維護等工作都集中在服務器端。當需要升級時，只需更新服務器端的軟件，而不必更換客戶端軟件，實現(xiàn)系統(tǒng)的無縫升級。這樣就減輕了系統(tǒng)維護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采用配對的點對點的結構模式，并采用適用于局域網(wǎng)、安全性比較好的網(wǎng)絡協(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,它可以對權限進行多層次校驗，提供了更安全的存取模式，對信息安全的控制能力很強。一般高度機密的信息系統(tǒng)采用C/S 結構適宜。而B/S采用點對多點、多點對多點這種開放的結構模式，并采用TCP/IP這一類運用于Internet的開放性協(xié)議，其安全性只能靠數(shù)據(jù)服務器上管理密碼的數(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技術中這些關鍵的安全問題遠未解決。

2.7 速度不同

由于C/S在邏輯結構上比B/S少一層，對于相同的任務，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

交互性強是C/S固有的一個優(yōu)點。在C/S中，客戶端有一套完整的應用程序，在出錯提示、在線幫助等方面都有強大的功能，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結構與C/S結構結合的體系結構

綜上所述，可見B/S與C/S這兩種技術是各有利弊的。

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

但是，與B/S結構相比，C/S技術發(fā)展歷史更為“悠久”。從技術成熟度及軟件設計、開發(fā)人員的掌握水平來看，C/S技術更成熟、更可靠。在某些情況下，采用100%的B/S方式將造成系統(tǒng)響應速度慢、服務器開銷大、通信帶寬要求高、安全性差、總投資增加等問題。而且，對于一些復雜的應用，B/S方式目前尚沒有合適方式進行開發(fā)。
客觀地分析C/S、B/S的優(yōu)劣，建立C/S、B/S結構相結合的網(wǎng)絡構架已成為必然趨勢。在實際開發(fā)和規(guī)劃系統(tǒng)的時候要有的放矢，才能夠搭建成合適的信息系統(tǒng)。

下面以學校學生管理系統(tǒng)為實例說明這種設計方法。該系統(tǒng)采用B/S+C/S體系結構，結合了ASP技術，并將組件技術COM+和ActiveX技術分別應用在服務器端和客戶端。該系統(tǒng)的實現(xiàn)主要分為三個部分：ASP頁面、COM＋組件和數(shù)據(jù)庫，是一個三層結構。表示層由ASP頁面組成，用以實現(xiàn)WEB頁面顯示和調用COM＋組件，業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)訪問由一組用VC實現(xiàn)的COM＋組件構成。為了便于維護、升級和實現(xiàn)分布式應用，在實現(xiàn)過程中，又將業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層分離開，ASP頁面不直接調用數(shù)據(jù)訪問層，而是通過業(yè)務邏輯層調用數(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結構，例如任課教師可以通過瀏覽器查詢所教班級學生各種相關信息；學校管理人員通過瀏覽器對學校的學生、教師等信息進行管理與維護以及查詢統(tǒng)計；領導層可通過瀏覽器進行數(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結構，例如數(shù)據(jù)庫管理維護界面。如此處理，可充分發(fā)揮各種模式的優(yōu)越性——避免了B/S結構在安全性、保密性和響應速度等方面的缺點以及C/S結構在維護和靈活性等方面的缺點。COM＋的實現(xiàn)可分為三個步驟：COM＋組件的設計、COM＋應用程序的生成和編程。COM＋組件位于WEB應用程序中，客戶端發(fā)出請求到WEB SERVER。WEB SERVER將請求傳給WEB應用程序。WEB應用程序將數(shù)據(jù)請求傳送給數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器將數(shù)據(jù)返回WEB應用程序。然后再由WEB SERVER將數(shù)據(jù)傳送給客戶端。對于一些較難實現(xiàn)的功能通過在頁面中嵌入ActiveX控件來實現(xiàn)。

采用這種結構優(yōu)點在于：

(1)充分發(fā)揮了B/S與C/S體系結構的優(yōu)勢，彌補了二者不足。充分考慮用戶利益，保證瀏覽查詢者方便操作的同時也使得系統(tǒng)更新簡單，維護簡單靈活，易于操作。

(2)信息發(fā)布采用B/S結構，保持了瘦客戶端的優(yōu)點。裝入客戶機的軟件可以采用統(tǒng)一的WWW瀏覽器。而且由于WWW瀏覽器和網(wǎng)絡綜合服務器都是基于工業(yè)標準，可以在所有的平臺上工作。

(3)數(shù)據(jù)庫端采用C/S結構，通過ODBC/JDBC連接。這一部分只涉及到系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)更新等，不存在完全采用C/S結構帶來的客戶端維護工作量大等缺點。并且在客戶端可以構造非常復雜的應用，界面友好靈活，易于操作，能解決許多B/S存在的固有缺點。

(4)對于原有的基于C/S體系結構的應用，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構，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控件可以實現(xiàn)在瀏覽器中不能實現(xiàn)或實現(xiàn)起來比較困難的功能。例如通過瀏覽器進行報表的應答。

(6)將服務器端劃分為WEB服務器和WEB應用程序兩部分。WEB應用程序采用組件技術實現(xiàn)三層體系結構中的邏輯部分，達到封裝的目的。

B/S結構與C/S結構各具優(yōu)缺點，怎樣結合B/S與C/S開發(fā)系統(tǒng)是開發(fā)MIS系統(tǒng)普遍關注的問題。在應用過程中，應結合實際情況，并根據(jù)實際情況進行系統(tǒng)的選型與構建，從而開發(fā)出高效、安全的應用系統(tǒng)。