第10章计算机网络系统的集成(p148)ppt课件(全).ppt
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1、第10章 计算机网络系统的集成黎连业 教材教材 计算机网络工程基础教程计算机网络工程基础教程 第第 1 版版 清华大学出版社清华大学出版社(2016.1)不同学校可以根据各自的教学要求和计划学时数对本章的教学内容进行取舍。计算机网络系统集成是一门集计算机技术与通信技术计算机网络系统集成是一门集计算机技术与通信技术为一体的综合性交叉学科,它综合运用计算机与通信为一体的综合性交叉学科,它综合运用计算机与通信这两个学科的概念和方法,形成了自己独立的体系。这两个学科的概念和方法,形成了自己独立的体系。计算机网络系统集成技术的主要内容包括网络通讯技计算机网络系统集成技术的主要内容包括网络通讯技术、网络传
2、输介质、计算机网络互连设备(硬件)、术、网络传输介质、计算机网络互连设备(硬件)、操作系统技术、数据库技术,综合布线系统、局域网操作系统技术、数据库技术,综合布线系统、局域网与广域网技术、网络管理方法、计算机网络信息安全、与广域网技术、网络管理方法、计算机网络信息安全、软件平台、综合业务数字网、虚拟专用网(软件平台、综合业务数字网、虚拟专用网(VPN)、)、帧中继网、帧中继网、X.25分组交换网、数字数据网分组交换网、数字数据网DDN等。等。系统集成是计算机网络工程的重要部分,网络系统集系统集成是计算机网络工程的重要部分,网络系统集成的重点是系统集成平台、广域网系统集成技术、局成的重点是系统集
3、成平台、广域网系统集成技术、局域网络集成技术。域网络集成技术。在本章中在本章中您能了解如下您能了解如下主要知识点主要知识点:10.1 计算机网络系统集成简述计算机网络系统集成简述10.2 系统集成平台系统集成平台10.3 选择平台与系统集成要考虑的因素选择平台与系统集成要考虑的因素10.4 广域网系统集成技术广域网系统集成技术10.5 局域网络集成局域网络集成 10.1 计算机网络系统集成简述10.1.1 计算机网络系统集成10.1.2 网络系统集成目前存在的问题15.1.3 信息集成管理系统的特点信息集成管理系统的内容和主要问题10.1.5 计算机网络系统集成的要求信息集成的软件平台功能和性
4、能要求10.1.7 网络集成验收 15.1.3 信息集成管理系统的特点1信息集成管理系统是典型的多学科合作。集成一般需要多种学科的配合,如计算机网络系统、建筑弱电系统。2具有创造性。由于用户的不同特点和需求,每一个系统集成的工程都和其他工程不完全一样,因此需要量身定做,带有一些非标准问题,每一个工程都可以带来一些新意。3.质量不可控制的因素多。如计算机网络系统的软件集成,数据和信息集成、信息共享、数据和信息的安全保密等;如建筑弱电系统的建筑设备监控系统、安全技术防范系统、火灾自动报警及消防联动系统、公共广播、会议系统等。4新建应用系统与现有系统的兼容,避免新“异构”系统的出现。5各种信息共用一
5、个的平台,同时依据工程项目管理的具体要求和规律,提供有效的信息沟通,建立科学和规范的管理体系。10.1.4 信息集成管理系统的内容和主要问题1信息集成管理系统的内容 信息集成管理系统的内容分计算机网络系统集成和弱电工程的信息集成。计算机网络系统集成主要包括以下几个子集成:硬件集成使用硬件设备将各个子系统连接起来,例如使用路由器连接广域网等。软件集成软件集成要解决的问题是异构软件的相互接口。数据和信息集成数据和信息集成建立在硬件集成和软件集成之上,是系统集成的核心。计算机网络系统集成的施工技术,请参见计算机网络系统集成技术与方案实例(第3版机械工业出版社2013.08)。2信息集成管理系统的主要
6、问题 信息系统集成主要问题包括:合理规划数据和信息;减少数据冗余;更有效地实现信息共享;确保数据和信息的安全保密;可见和不可见的不同用户使用权限设置管理;声、像、图、文、数据各种信息内部或两两相互间的内在关联关系,为关联查询提供支持;层次化直观查询功能。2连接3应用集成4数据集成5网络集成6安全集成7集成架构模式 8集成步骤 9数据集成框架10.涉密信息系统集成11网络设备兼容性12应用系统的操作系统 2连接连接总局核心节点到各省(自治区、直辖市)级中心节点的广域网;连接到本地市县级节点的广域网;连接本市内部门局域网所形成的城域网络。3应用集成应用集成就是建立一个统一的综合应用,也即将截然不同
7、的、基于各种不同平台、用不同方案建立的应用软件和系统有机地集成到一个并列的、易于访问的单一系统中,并使它们就像一个整体一样,进行业务处理和信息共享。应用集成由数据库、业务逻辑以及用户界面三个层次组成。应用集成主要可以用于企业内及企业间的服务整合,通过应用集成的方式,有效改善现有系统之间调用的网状关系,使得系统之间的关系更加可视化,管控能力更强。随着应用集成需要更多的灵活性和突发改变的适应性,应用程序接口(API)在集成设计中越来越重要。应用集成应从新建应用系统和已有应用系统两方面分别考虑集成问题:(1)新建应用系统在设计和建设时应具备良好的扩展性、互操作性,以及与现有系统的兼容性,避免新“异构
8、”系统的出现,减少集成问题,降低集成难度;(2)已有应用系统,对于在一段时期内还发挥着重要作用、需要集成的应用系统,可根据需要从界面、功能、流程等方面进行调整,实现应用系统集成。(3)对应用系统体系结构设计的基本要求1)应按照多层体系结构进行设计,至少包括:用户界面层、业务逻辑层、数据存储层;2)可根据实际需要增加业务支撑层;3)安全保障体系中与应用安全相关的信任和授权管理,应遵循国家信息安全相关标准。(4)技术实现要求对新建应用系统技术实现的基本要求:1)设计和开发时展现逻辑与业务逻辑相分离;2)采用组件模式,保持业务逻辑层或业务支撑层功能组件的“松耦合”,且具有被封装为不同粒度“服务”的可
9、能;3)对涉及业务流程的应用系统,采用工作流技术开发,确保具有灵活的业务流程管理功能;4)采用数据持久化技术,且能够支持多种类型的数据库管理系统;5)在数据存储层的数据库建设时,要遵循HJ/T 419的要求。对已有应用系统集成实现的基本要求:已有应用系统的应用集成归纳为三个层次:界面集成、功能集成和流程集成。1)界面集成界面集成针对被集成对象(应用系统、来源不同的信息内容)展现的逻辑关系完成集成工作,为最终用户提供一个与环境信息系统进行交互的统一视图和访问入口,使用户能够与人、内容、应用和流程进行个性化的、安全的、单点式的互动交流。界面集成的要求:界面集成采用门户技术实现;至少应具备灵活的个性
10、化定制功能,用户可自定义用户界面的特定部分;至少应具备单点登录功能,用户无需进行多次身份验证。2)功能集成功能集成包括以下两方面内容:(1)功能合并。主要考虑将一些在功能上和硬件设备上重复的系统合并,使合并后的系统具备合并前各系统的所有功能,以减少设备冗余,避免重复投资。(2)功能互补。从功能上看,楼宇自动化系统中的各子系统都有其特定的功能和管辖范围,平时各自独立工作,但在发生某些特殊事件时,往往需要各系统之间能够协同工作,以提高整个系统对突发事件的处理能力,实现全局性的控制和管理,提高建筑的智能化程度。功能集成是在业务逻辑层面上进行集成。通过对功能进行不同粒度的封装,提供标准化的功能组件或服
11、务,部署到网络环境中,可作为不同应用系统间的标准接口,用于所有接受这个标准的应用的调用请求。功能集成的要求:进行功能组件化封装,对外提供良好的接口。接口的定义要具有硬件平台、操作系统和编程语言无关性。接口的粒度:重用性较高的组件或服务,封装的粒度较细;提供一项特定的业务功能;重用性较低的组件或服务,封装的粒度较粗。被封装的功能组件或服务以统一和通用的方式进行交互。一个组件或服务中产生变化,不会导致所链接的组件或服务也发生变化。3)流程集成为满足业务流程活动的要求,需要将应用系统的业务逻辑与业务流程逻辑分离,使业务流程的改变不会引起应用系统的改变,实现松耦合的应用集成。工作流集成要求:涉及集成的
12、业务流程较简单且稳定,可使用静态的工作流集成,即业务流程的活动是固定的。如果要求更高的灵活性,则需要使用动态工作流技术,即可灵活定制业务流程。选用至少提供工作流引擎、流程设计器,并且提供良好的定制开发接口的工作流管理工具。4数据集成数据集成依据信息资源内容管理的范围,结合数据的基本特点,按照多种方式对数据进行组织;定义统一和标准的格式,采用适用的交换技术实现数据的交换和共享。交换方式包括信息系统间的数据交换、上下级间的数据交换、部门与外部单位间的数据交换。数据集成在异构系统间是难点,在异构系统间传输量最大的是数据。异构系统间数据传输主要有数据查询、数据写入、异构系统管理流程的重构和衔接。(1)
13、异构系统的数据查询在异构系统中,如果知道原有系统的库表结构和数据字典,然后编制前置处理程序去查询相应的数据供新系统使用,须注意的问题:1)在数据字典中数据项的定义需要统一,不能统一的要有相应的对照表和处理方法。数据项的定义包括数据项名、数据含义说明、数据类型、长度、取值范围。数据含义,与其他数据项的逻辑关系,数据项之间的联系等。数据项要进行统一,避免产生歧义。2)在数据查询过程中,要了解不同数据的来源与状态,保证数据的独立性。3)在数据查询过程中,要注意原有系统和新系统是否使用相同的数据库,如果使用的是不同的数据库,一定要注意不同数据库对应的标准。(2)异构系统数据写入从新系统写入数据到原有系
14、统须注意的问题:1)在写入时要充分了解原有系统的库表结构和处理过程,如果没有充分了解原有系统中数据项的定义,写入错误的数据(数据类型、数据长度和取值范围错误)造成数据紊乱;2)原有系统中可能使用了触发器和存储过程,当没有充分了解原系统中触发器的触发条件和存储过程的处理过程时写入数据,可能会造成一些事务不能进行或遗漏某些处理,以至于原有系统正常的业务逻辑过程被打乱,导致系统紊乱;3)当新系统可以向原有系统中写入数据时,有可能造成多个事务同时存取同一数据的情况,因为是两个系统,很难对并发操作进行控制,这样就可能存储不正确的数据,破坏数据库中数据的一致性;4)如果原有系统中对于某些数据的处理是通过代
15、码实现的,在新系统和原有系统中要进行代码统一,不统一的代码数据会导致系统出现异常;5)在数据写入过程中,也要注意原有系统和新系统是否使用相同的数据库,如果使用的是异构数据库,那么一定要注意SQL语句的写法,因为不同数据库对应的SQL语句有不同的标准。(3)异构系统管理流程的重构和衔接对于数据集成来说,仅仅解决数据共享是不够的,还需要对接口部分的业务流程进行重构和衔接。进行重构和衔接需要注意以下问题:1)需要对原系统的业务流程充分熟悉,要找出原系统中所有跟接口流程控制相关的源代码、触发器以及存储过程等;2)需要对新系统的业务流程充分熟悉,要找出新系统中所有跟接口流程控制相关的源代码、触发器以及存
16、储过程等;3)对两个系统的业务流程进行整合,重新设计接口部分的业务流程,然后按照整合过的业务流程修改相应的表结构、代码、触发器以及存储过程。5网络集成网络层次的互通互联是实现环境保护信息系统集成的前提和基础。应遵从国家相关政策和标准,统一规划,采用标准协议实施建设。对各级机构已建的业务网络,要求纳入或集成到统一的全国业务网体系之内。(1)网络建设基本程序 1)详细方案设计详细方案是对初步方案的进一步细化,以详细方案为基础,应能实施网络互联。详细方案应当包括网络技术架构、设备选型、设备安装、系统配置、公共IP地址规划、域名系统规划、网络管理配置、安全策略制订和网络互联集成进度安排等内容。2)网络
17、互联集成:安装网络接入设备、网络交换设备、安全防护设备、网络管理和安全管理服务器系统以及相关软件系统等,编写系统集成文档。3)网络互联结构 纵向贯穿国家总局、省(自治区、直辖市)、地市、县的四层三级网络系统。其中:一级网络为国家总局连接各省级部门的网络;二级网络为各省级部门连接各地市部门的网络;三级网络为各地市部门连接其所属县部门的网络。网络建设的网络层次结构从技术层面上分为4级重要节点,分别为:核心节点-国家总局 位于国家总局,负责连接国家总局与各省(自治区、直辖市)部门节点。二级节点-各省(自治区、直辖市)中心节点 位于各省、自治区、直辖市、新疆建设兵团部门,负责相应省、自治区、直辖市网络
18、的接入,并上联总局核心节点。三级节点-各地市部门网络节点 位于各省、自治区所辖的地市部门,负责各地市部门网络的接入,以及上联本省(自治区)部门节点、聚合所辖县部门网络接入。四级节点-各县部门信息网络节点 位于各地市所辖的县部门,负责各县部门网络的接入,以及上联本地市部门节点。4)链路和带宽 具体要求为:国家总局核心节点使用不低于6M线路连接全国省(自治区、直辖市)级节点。省级部门节点使用不低于2M线路连接所属地市级部门节点。地市级部门节点使用不低于1M线路连接所属各县部门节点。5)安全与保密 网络接入和安全防护 每个接入节点的出口处必须同时安装网络接入设备和安全防护设备。接入设备主要指路由器,
19、安全防护设备主要指防火墙等。所选安全防护设备必须同时具备公安部的生产许可证、国家保密局的推荐证书和国家信息网络安全产品检测中心的认证证书。路由器应性能稳定,易于管理。支持或扩展后支持文本、图象、图形、音频和视频等多媒体信息的传输。防火墙应能提供地址过滤、安全代理和数据状态检测等安全机制,支持地址转换协议。数字认证体系 采用全国统一的数字认证中心,进行统一的安全策略制定,为信息系统用户和系统提供数字证书签名、分发、管理和注销以及数据加密和身份认证等服务。6安全集成信息系统集成的各个层面均需要考虑信息安全,系统建设和集成项目实施时应遵循国家信息安全相关标准。(1)安全平台 安全平台要求:1)安全平
20、台由安全产品以及相应的安全技术和安全策略等构成。安全产品主要指防火墙、代理服务器等设备。安全技术包括数据包过滤、数据加密及身份认证、入侵检测、病毒防治、内部地址转换和数据备份等多种技术。各单位和部门应该根据实际情况确定安全域划分和安全等级确定,选择相应的安全产品,应用合适的安全技术,设置必需的安全策略。2)安全产品的选择和购买必须符合:应配备高性能防病毒软件,防病毒软件应选用可实时升级的网络版;也可采用单机版,但应定期升级。安装入侵检测系统,对网络攻击和非法扫描适时检测,及时报警。加强数据审计,结合身份验证系统,审计用户对重要数据的增、删、改、查等操作,做到有据可查。保证网络中各应用系统和环境
21、数据的安全。系统安全可以采用双机热备或系统备份的方法;数据安全可以采用定期进行增量备份或完全备份的方法,重要数据要异地备份。3)网管平台 网管平台包括物理级网管和应用级网管两部分。应根据网络规模和实际需求选择网管平台。4)网络设备测试 网络服务器、路由器、网络交换机、网卡等设备均应测试吞吐量、时延和帧丢失率等通用项目。网络服务器、路由器、网络交换机、集线器和网卡等设备还应测试下列分类项目:服务器:IP 地址、MAC 地址、缺省网关、发送帧的数量、利用率、广播、错误、碰撞、长帧与短帧数量。路由器:类型、厂商、端口状态、IP 地址、MAC 地址、使用的路由协议、MTU 和插槽或接口号以及每个端口或
22、子端口的利用率、吞吐量等。网络交换机:类型、制造商、接口、端口连通性和使用状态、速度、IP 地址、网络流量、协议、利用率、广播、错误、碰撞等。网卡:整个共享网段的利用率、广播、错误、碰撞,以及连接到这台设备的站点的IP 地址、MAC 地址、利用率,广播、错误和碰撞等的分布状况。7集成架构模式 应用系统集成时,应根据应用系统的特点,采用适宜的集成模式来规范应用集成,避免低效率的集成或造成集成后信息系统间复杂的关系。采用任何一种模式都可以减小应用间的耦合度。集成架构可以选择下面四种成熟和常用的模式。不同的模式,在不同的层次上进行解耦的工作:集成适配器模式:集成适配器是在接口层;集成中介器模式:集成
23、中介器是在应用层;集成消息器模式:集成消息器是在通信层;流程控制器模式:流程控制器是在业务逻辑层。在架构层面适当地解耦,是柔性而灵活的应用集成方案的本质。通过在复杂的环境下灵活地使用架构模式,搭建起稳固的架构,可以将繁杂而纷乱的分散应用系统进行整合,为整个项目切割奠定基础。(1)集成适配器模式集成适配器模式是一种较传统的集成模式。通过对拟集成的已有应用系统进行接口改造,使已有的应用接口为其他多个应用提供服务。1)相关方一个或多个客户端应用、集成适配器和一个服务端应用。为了使一个拟被集成的应用(服务端应用)与一个或多个应用实现集成,需针对服务端应用的接口开发通用的集成适配器,通过适配器实现应用间
24、的集成。2)集成适配器特点 集成适配器模式提供一种导出可重用应用服务的方法,集成适配器模式的另一个目的是为多个客户端应用提供可重用的接口。客户端应用通过集成适配器来调用服务端应用,集成适配器转换被导出的公用API为服务器端API。适配器不需要知道客户端应用的存在。集成适配器模式适用于解决新、老系统通过接口实现协作整合的情况。适配器模式是一种“点对点”集成模式,若集成的应用系统较多时,需要开发、部署和管理繁多的集成适配器,就会使集成效率降低。(2)集成中介器模式 1)集成中介器模式通过封装应用的交互逻辑,最小化应用关联性。为了适应多个应用间的集成,避免出现大量“点对点”集成造成的复杂和混乱状况,
25、可以选择集成中间件(集成中介),支持多个应用实现集成。2)集成中介器特点 集成中介器模式是封装应用交互逻辑与降低应用间耦合的应用集成架构方法。主要优点有:最小化应用的依赖性和已有系统的影响。通过集中式的应用交互,逻辑简化了分布式交互的复杂度与维护工作量。在封装的应用交互逻辑的基础上易于建立可重用的服务。集成中介器模式为实施者提供了更为灵活的集成方法,并改善了敏捷性。与集成消息器模式相比,集成中介器知道有哪些应用存在。集成中介器包含了应用交互逻辑,负责控制和协调应用间的交互,应用程序直接与集成中介器交互,不需要面对不同的应用程序。各应用间通过与集成中介器的直接交互,降低了应用间互相调用所存在的复
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