一种基于B/S结构与C/S结构结合的新体系结构

近年来，随着网络技术不断发展，尤其是基于Web的信息发布和检索技术、Java计算技术以及网络分布式对象技术的飞速发展，导致了很多应用系统的体系结构从C/S结构向更加灵活的B/S多级分布结构演变，使得软件系统的网络体系结构跨入一个新阶段。认识这些结构的特征，并根据实际情况进行系统的选型，对于成功开发一个MIS系统是非常关键的。

1 C/S结构与B/S结构

1.1 C/S结构

C/S结构，即Client/Server (客户机/服务器)结构。此结构把数据库内容放在远程的服务器上，而在客户机上安装相应软件。C/S软件一般采用两层结构，其分布结构如图1所示。它由两部分构成：前端是客户机，即用户界面（Client）结合了表示与业务逻辑，接受用户的请求，并向数据库服务提出请求，通常是一个PC机；后端是服务器，即数据管理（Server）将数据提交给客户端，客户端将数据进行计算并将结果呈现给用户。还要提供完善的安全保护及对数据的完整性处理等操作，并允许多个客户同时访问同一个数据库。在这种结构中，服务器的硬件必须具有足够的处理能力，这样才能满足各客户的要求。

C/S结构在技术上很成熟，它的主要特点是交互性强、具有安全的存取模式、网络通信量低、响应速度快、利于处理大量数据。但是该结构的程序是针对性开发，变更不够灵活，维护和管理的难度较大。通常只局限于小型局域网，不利于扩展。并且，由于该结构的每台客户机都需要安装相应的客户端程序， 分布功能弱且兼容性差，不能实现快速部署安装和配置，因此缺少通用性，具有较大的局限性。要求具有一定专业水准的技术人员去完成。

1.2 B/S结构

B/S结构，即Browser/Server(浏览器/服务器)结构，就是只安装维护一个服务器（Server），而客户端采用浏览器（Browse）运行软件。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化和改进。主要利用了不断成熟的WWW浏览器技术，结合多种Script语言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技术，是一种全新的软件系统构造技术。
B/S三层体系结构采用三层客户/服务器结构，在数据管理层（Server）和用户界面层（Client）增加了一层结构，称为中间件（Middleware）,使整个体系结构成为三层。三层结构是伴随着中间件技术的成熟而兴起的，核心概念是利用中间件将应用分为表示层、业务逻辑层和数据存储层三个不同的处理层次，如图2所示。三个层次的划分是从逻辑上分的，具体的物理分法可以有多种组合。中间件作为构造三层结构应用系统的基础平台，提供了以下主要功能：负责客户机与服务器、服务器与服务器间的连接和通信；实现应用与数据库的高效连接；提供一个三层结构应用的开发、运行、部署和管理的平台。这种三层结构在层与层之间相互独立，任何一层的改变不会影响其它层的功能。

在B/S体系结构系统中，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成、对数据库的访问和应用程序的执行等工作全部由Web Server完成。随着Windows 将浏览器技术植入操作系统内部，这种结构已成为当今应用软件的首选体系结构。显然B/S结构应用程序相对于传统的C/S结构应用程序是一个非常大的进步。
B/S结构的主要特点是分布性强、维护方便、开发简单且共享性强、总体拥有成本低。但数据安全性问题、对服务器要求过高、数据传输速度慢、软件的个性化特点明显降低，这些缺点是有目共睹的，难以实现传统模式下的特殊功能要求。例如通过浏览器进行大量的数据输入或进行报表的应答、专用性打印输出都比较困难和不便。此外，实现复杂的应用构造有较大的困难。虽然可以用ActiveX、Java等技术开发较为复杂的应用，但是相对于发展已非常成熟C/S的一系列应用工具来说，这些技术的开发复杂，并没有完全成熟的技术工具供使用。

2 C/S结构与B/S结构的分析比较

2.1 硬件环境不同

C/S建立在局域网的基础上，通过专门服务器提供连接和数据交换服务。所处理的用户不仅固定， 并且处于相同区域，要求拥有相同的操作系统。B/S 建立在广域网的基础上，信息自己管理，有比C/S更强的适应范围， 一般只要有操作系统和浏览器就行。与操作系统平台关系最小。面向不可知的用户群。

2.2 结构不同

C/S软件一般采用两层结构，而B/S采用三层结构。

这两种结构的不同点是两层结构中客户端参与运算，而三层结构中客户端并不参与运算，只是简单地接收用户的请求，显示最后的结果。由于三层结构中的客户端并不需要参与计算，所以对客户端的计算机电脑配置要求较低。虽然B/S采用了逻辑上的三层结构，但在物理上的网络结构仍然是原来的以太网或环形网。这样，第一层与第二层结构之间的通信、第二层与第三层结构之间的通信都需占用同一条网络线路，网络通信量大。而C/S只有两层结构，网络通信量只包括Client与Server之间的通信量，网络通信量低。所以，C/S处理大量信息的能力是B/S无法比拟的。

2.3 处理模式不同

B/S的处理模式与C/S相比，大大简化了客户端，只要装上操作系统、网络协议软件以及浏览器即可，这时的客户机成为瘦客户机，而服务器则集中了所有的应用逻辑。

2.4 构件重用不同

在构件的重用性方面， C/S 程序从整体进行考虑,具有较低的重用性。 而B/S 对应的是多重结构，要求构件具有相对独立的功能，具有较好的重用性。

2.5 系统维护不同

系统维护是在软件生存周期中开销最大的一部分。C/S 程序由于其本身的整体性, 必须整体考察并处理出现的问题。而B/S结构，客户端不必安装及维护。B/S 结构在构件组成方面只变更个别构件，开发、维护等工作都集中在服务器端。当需要升级时，只需更新服务器端的软件，而不必更换客户端软件，实现系统的无缝升级。这样就减轻了系统维护与升级的成本和工作量，使用户的总体拥有成本（TCO）大大降低。

2.6 对安全的要求不同

由于C/S采用配对的点对点的结构模式，并采用适用于局域网、安全性比较好的网络协议(例如NT的NetBEUI协议)，安全性可得到较好的保证。C/S一般面向相对固定的用户群, 程序更加注重流程,它可以对权限进行多层次校验，提供了更安全的存取模式，对信息安全的控制能力很强。一般高度机密的信息系统采用C/S 结构适宜。而B/S采用点对多点、多点对多点这种开放的结构模式，并采用TCP/IP这一类运用于Internet的开放性协议，其安全性只能靠数据服务器上管理密码的数据库来保证。所以B/S 对安全以及访问速度比C/S有更高的要求。而Internet技术中这些关键的安全问题远未解决。

2.7 速度不同

由于C/S在逻辑结构上比B/S少一层，对于相同的任务，C/S完成的速度总比B/S快。使得C/S更利于处理大量数据。

2.8 交互性与信息流不同

交互性强是C/S固有的一个优点。在C/S中，客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。B/S虽然由JavaScript、VBScript提供了一定的交互能力，但与C/S的一整套客户应用相比是太有限了。C/S的信息流单一，而B/S可处理如B-B、B-C、B-G等信息并具有流向的变化。

3 基于B/S结构与C/S结构结合的体系结构

综上所述，可见B/S与C/S这两种技术是各有利弊的。

C/S技术是20年前的主流开发技术，它主要局限于内部局域网的需要。因而缺乏作为应用平台的一些特性，难以扩展到互联网这样的环境上去，而且要求开发者自己去处理事务管理、消息队列、数据的复制和同步、通信安全等系统级的问题。这对应用开发者提出了较高的要求,而且迫使应用开发者投入很多精力来解决应用程序以外的问题。这使得应用程序的维护、移植和互操作变得复杂，成了C/S的一大缺陷。

但是，与B/S结构相比，C/S技术发展历史更为“悠久”。从技术成熟度及软件设计、开发人员的掌握水平来看，C/S技术更成熟、更可靠。在某些情况下，采用100%的B/S方式将造成系统响应速度慢、服务器开销大、通信带宽要求高、安全性差、总投资增加等问题。而且，对于一些复杂的应用，B/S方式目前尚没有合适方式进行开发。
客观地分析C/S、B/S的优劣，建立C/S、B/S结构相结合的网络构架已成为必然趋势。在实际开发和规划系统的时候要有的放矢，才能够搭建成合适的信息系统。

下面以学校学生管理系统为实例说明这种设计方法。该系统采用B/S+C/S体系结构，结合了ASP技术，并将组件技术COM+和ActiveX技术分别应用在服务器端和客户端。该系统的实现主要分为三个部分：ASP页面、COM＋组件和数据库，是一个三层结构。表示层由ASP页面组成，用以实现WEB页面显示和调用COM＋组件，业务逻辑和数据访问由一组用VC实现的COM＋组件构成。为了便于维护、升级和实现分布式应用，在实现过程中，又将业务逻辑层和数据访问层分离开，ASP页面不直接调用数据访问层，而是通过业务逻辑层调用数据库。一些需要用WEB处理的、满足大多数访问者请求的功能界面采用B/S结构，例如任课教师可以通过浏览器查询所教班级学生各种相关信息；学校管理人员通过浏览器对学校的学生、教师等信息进行管理与维护以及查询统计；领导层可通过浏览器进行数据的查询和决策。这样客户端比较灵活。而后台只需少数人使用的功能则采用C/S结构，例如数据库管理维护界面。如此处理，可充分发挥各种模式的优越性——避免了B/S结构在安全性、保密性和响应速度等方面的缺点以及C/S结构在维护和灵活性等方面的缺点。COM＋的实现可分为三个步骤：COM＋组件的设计、COM＋应用程序的生成和编程。COM＋组件位于WEB应用程序中，客户端发出请求到WEB SERVER。WEB SERVER将请求传给WEB应用程序。WEB应用程序将数据请求传送给数据库服务器，数据库服务器将数据返回WEB应用程序。然后再由WEB SERVER将数据传送给客户端。对于一些较难实现的功能通过在页面中嵌入ActiveX控件来实现。

采用这种结构优点在于：

(1)充分发挥了B/S与C/S体系结构的优势，弥补了二者不足。充分考虑用户利益，保证浏览查询者方便操作的同时也使得系统更新简单，维护简单灵活，易于操作。

(2)信息发布采用B/S结构，保持了瘦客户端的优点。装入客户机的软件可以采用统一的WWW浏览器。而且由于WWW浏览器和网络综合服务器都是基于工业标准，可以在所有的平台上工作。

(3)数据库端采用C/S结构，通过ODBC/JDBC连接。这一部分只涉及到系统维护、数据更新等，不存在完全采用C/S结构带来的客户端维护工作量大等缺点。并且在客户端可以构造非常复杂的应用，界面友好灵活，易于操作，能解决许多B/S存在的固有缺点。

(4)对于原有的基于C/S体系结构的应用，只需开发用于发布的WWW界面，就可非常容易地升级到这种体系结构，并保留原来的某些子系统。这样就充分地利用现有系统的资源。

(5)通过在浏览器中嵌入ActiveX控件可以实现在浏览器中不能实现或实现起来比较困难的功能。例如通过浏览器进行报表的应答。

(6)将服务器端划分为WEB服务器和WEB应用程序两部分。WEB应用程序采用组件技术实现三层体系结构中的逻辑部分，达到封装的目的。

B/S结构与C/S结构各具优缺点，怎样结合B/S与C/S开发系统是开发MIS系统普遍关注的问题。在应用过程中，应结合实际情况，并根据实际情况进行系统的选型与构建，从而开发出高效、安全的应用系统。