软件体系结构是具有一定形式的结构化元素,即构件的集合,包括处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工,数据构件是被加工的信息,连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件,这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。由于软件系统具有的一些共通特性,这种模型可以在多个系统之间传递,特别是可以应用到具有相似质量属性和功能需求的系统中,并能够促进大规模软件的系统级复用。
计算机网络的体系结构为什么采用分层结构1:,分层可以带来哪些好处?
1、如果不采用分层次分解处理,则会产生由于任何错误或性能修改而影响整体设计的弊端。层次化的网络体系的优点在于每层实现相对独立的功能,层与层之间通过接口来提供服务,每一层都对上层屏蔽如何实现协议的具体细节,使网络体系结构作到与具体物理实现无关。层次结构便于系统的实现和便于系统的维护。
2、B
3、Internet是在美国较早的军用计算机网ARPAnet的基础上经过不断发展变化而形成的。Internet的雏形形成阶段1969年,美国国防部研究计划管理局(ARPA--Advanced Resarch Projects Agency)开始建立一个命名为ARPANET的网络,当时建立这个网络的目的只是为了将美国的几个军事及研究用电脑主机连接起来,人们普遍认为这就是 Internet的雏形。
4、PING命令
TCP/IP网络体系结构中,各层内分别有什么协议,每一种协议的作用是什么?
TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。
TCP/IP整体构架概述
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:
应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。
网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
TCP/IP中的协议
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能,都是如何工作的:
1. IP
网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议。
IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。
高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项,叫作IP source routing,可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说,使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的,而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的,说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么,许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。
2. TCP
如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包可以被重传。
TCP将它的信息送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层,设备驱动程序和物理介质,最后到接收方。
面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
3.UDP
UDP与TCP位于同一层,但对于数据包的顺序错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网落时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。
欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易,因为UDP没有建立初始化连接(也可以称为握手)(因为在两个系统间没有虚电路),也就是说,与UDP相关的服务面临着更大的危险。
4.ICMP
ICMP与IP位于同一层,它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径,而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外,如果路径不可用了,ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。
5. TCP和UDP的端口结构
TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系,例如,一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息,服务进程读出信息并发出响应,客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的,可以用来进行读写。
两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢?TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认:
源IP地址 发送包的IP地址。
目的IP地址 接收包的IP地址。
源端口 源系统上的连接的端口。
目的端口 目的系统上的连接的端口。
端口是一个软件结构,被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的,因为在建立与特定的主机或服务的连接时,需要这些地址和目的地址进行通讯。
软件体系结构设计应遵循哪些原则
软件体系结构设计原则:
合适性
结构稳定性
可扩展性
可复用性
电子商务作业:1,Internet最新应用,并解释其原理。2,web体系结构的组成及工作原理,并说明三层体系结构
1,internet 的原理太多了,不好说,反正就是iso/osi的七层模型了。应用就多了,控制,B2C,B2B等等
2,一般来说,组成Web站点体系结构有如下几个基本元素。
浏览器
因为Web浏览器标准、简单且普遍使用,所以它可以称得上是一个接近理想状态的图形用户接口(Graphical User Interface,GUI)。
目前比较流行的浏览器有:IE,firefox,opera,safari等,所以必须要了解其的相关特性,这也利于更好的利用这些特性来做相关架构的设计。
负载均衡
最简单的莫属DNS轮询(Round Robin DNS)方式了,但是不建议使用,因为下面的三个原因迫使你特别小心:
1. Round Robin DNS无法实现真正的负载均衡,但是在一些简单情况下还是能够均衡负载。真正的负载均衡是监测服务器的使用情况,以及根据该使用情况来分配连接,以便能始终将连接分配给那些有足够的容量来处理这些连接的服务器。
当Round Robin集中的一台服务器比其他服务器慢很多时,就会产生一种称为”护航(convoying)“的特殊情况,这时用户会列队等待速度较慢的服务器,而较快的服务器则未被使用。真正的负载均衡不会出现这样的问题。
2. RRDNS不会视图解决服务器的失效问题。用户仍然会被引导到失效的服务器上。真正的负载均衡可以提高站点的可用性,因为如果一台服务器出现故障,那么其他的服务器会自动接过该服务器的负载。
3. RRDNS很难保持用户的状态,特别是使用session的业务,比如某个用户在发表文章或者回复的时候,应用程序会对该用户的session保存在当前的服务器上,但是当用户写好文章或者回复开始提交后,因为RRDNS,结果发现用户提交到了另外的服务器上,因为新的服务器上没有用户的session,提示用户未登陆等警告信息,所以会导致提交失败。
很多情况,情况当要从dns里删除失效的IP时,会发现DNS的更新非常慢,因为很多LOCAL DNS并不遵循相关规范,这样有许多用户的LOCAL DNS服务器的缓存里仍会保留这个失效的IP,而且保留的时候甚至会很久,在国内特别是小的ISP常会这么做。
IP级别的负载均衡
这里常见的软件的实现方式有LVS,值得骄傲的是LVS是由国人章文嵩开发的,其简单高效,当然也需要配合其他的HA软件来实现”三H“。通过IP级别的负载均衡可以避免上述的RRDNS弊端。
当然也可以使用硬件均衡设备。
Web服务器
目前常用开源的Web服务器有:Apache、Nginx、Lighttpd等。
Web服务器的内容和日志应当分开保存到各自专用的磁盘上,这样可以避免他们相互干扰。
中间件
任何与一端的Web服务器和另一端的数据库交互的软件都可以被成为中间件。中间件的好处可以使结构清晰简单,可以提高整体性能。
数据库
数据库表可以通过某种方式被定义、镜像、分割、部署,以使之发挥最大的性能。数据库的优化是们深奥的学问,一个好的数据库管理员(Database Administrator,DBA)身价也是不菲的。
目前常见的DB有:mysql、oracle等。
虽然Web站点体系基本上是上述几个方面,但是影响Web性能确有更多的因素,只要把握上述几个方面,逐步排除和优化,我想结果一定不会差。
什么是数据库系统的体系结构?
三级结构的组织形式称为数据库的体系结构或数据抽象的三个级别。这个结构是于1975年在美国ANSI/X3/SPARC(美国国家标准协会的计算机与信息处理委员会中的标准计划与需求委员会)数据库小组的报告中提出的。
1.1.4.1三级数据视图
数据抽象的三个级别又称为三级数据视图,是不同层次用户(人员)从不同角度所看到的数据组织形式。
(1) 外部视图 第一层的数据组织形式是面向应用的,是应用程序员开发应用程序时所使用的数据组织形式,是应用程序员所看到的数据的逻辑结构,是用户数据视图,称为外部视图。外部视图可有多个。这一层的最大特点是以各类用户的需求为出发点,构造满足其需求的最佳逻辑结构。
(2) 全局视图 第二层的数据组织形式是面向全局应用的,是全局数据的组织形式,是数据库管理人员所看到的全体数据的逻辑组织形式,称为全局视图,全局视图仅有一个。这一层的特点是对全局应用最佳的逻辑结构形式。
(3) 存储视图 第三层的数据组织形式是面向存储的,是按照物理存储最优的策略所组织形式,是系统维护人员所看到的数据结构,称为存储视图。存储视图只有一个。这一层的特点是物理存储最佳的结构形式。
外部视图是全局视图的逻辑子集,全局视图是外部视图的逻辑汇总和综合,存储视图是全局视图的具体实现。三级视图之间的联系由二级映射实现。外部视图和全局视图之间的映射称为逻辑映射,全局视图和存储视图之间的映射称为物理映射。
1.1.4.2 三级模式
三级视图是用图、表等形式描述的,具有简单、直观的优点。但是,这种形式目前还不能被计算机直接识别。为了在计算机系统中实现数据的三级组织形式,必须用计算机可以识别的语言对其进行描述。DBMS提供了这种数据描述语言(Data Description Language 简记为DDL)。我们称用DDL精确定义数据视图的程序为模式(Scheme)。与三级视图对应的是三级模式。
(1) 子模式 定义外部视图的模式称外模式,也称子模式。它由对用户数据文件的逻辑结构描述以及和全局视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的子模式DDL定义。一个子模式可以由多个用户共享,而一个用户只能使用一个子模式。
(2) 模式 定义全局视图的模式称逻辑模式,简称模式。它由对全局视图中全体数据文件的逻辑结构描述以及和存储视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的模式DDL定义。逻辑结构的描述包括记录的型(组成记录的数据项名、类型、取值范围等),还有记录之间的联系,数据的完整性、安全保密要求等。
(3) 内模式 定义存储视图的模式称内模式,又称物理模式。它由对存储视图中全体数据文件的存储结构的描述和对存储介质参数的描述组成,用DBMS提供的内模式DDL定义。存储结构的描述包括记录值的存储方式(顺序存储、hash方法、B树结构等),索引的组织方式等。
三级模式的结构如图1.8所示。
三级模式所描述的仅仅是数据的组织框架,而不是数据本身。在内模式这个框架填上具体数据就构成物理数据库,它是外部存储器上真实存在的数据集合。模式框架下的数据集合是概念数据库,它仅是物理数据库的逻辑映像。子模式框架下的数据集合是用户数据库,它是概念数据库的逻辑子集。
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