第八章 网络应用
目前网络的应用范围越来越广泛，本章只涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用问题，进行一些讨论。
一、网络服务器
网络设备共享的功能，是由称为网络服务器的设备提供的。该服务器位于网络上的用户所共知的节点，具有固定的地址，为网上用户提供专门的服务。一个网上备有多种不同或相同的服务器，按其功能可分为以下几种类型：
1、打印服务器（PS）
打印服务器控制网络打印机，处理用户的打印请求。用户的打印请求存储在共享的磁盘上，打印服务器定时向文件服务器查询一次，如有打印请求则取出打印。用户使用异地打印机，如同本地打印机一样方便。打印服务器实质上为一工作站，并带有打印机网络接口板和软件包，执行打印服务程序，专门负责打印业务。
2、终端服务器（TC）
终端服务器：它是负责主机与终端之间数据通信时数据分组拆装任务的服务器，其主要任务为：终端通过TC连接至主机，在数据传输时，TC将终端输入的数据包装成网络分组送至主机。在主机一边，驻留在主机操作系统中的终端驱动器将分组拆包。TC和主机之间必须遵守共同的协定。
利用局域网和终端服务器的联接方式，使用户在不同时间访问网上不同的主机。若用户将若干个终端与多个主机建立连接，则用户可同时访问多个主机。终端服务器与主机的联接方式：
在单机情况下，每一个终端和主机连接，需一对线。
在局域网情况下，终端与局域网连接只需要一根电缆，所有终端和主机通信都通过这根电缆。
3、磁盘服务器（DS）
在网络环境下，配备大容量的海量存储器的服务器，称之为磁盘服务器。每个用户除了在本地机上的本地存储访问之外，还可访问磁盘服务器上的一些外存，即实现磁盘资源共享。磁盘服务器通过磁盘服务器软件将存储器分配给用户。该服务器软件由下列部分组成：
当用户访问远程磁盘时，其过程与访问本地磁盘是略有不同的，当驱动器识别出所需存取的磁盘不是本地的，则发出一个网络请求，将一个与协议有关的分组送到磁盘服务器所在节点。分组包括到磁盘服务器的命令，读的块及其参量。通过网络，分组送至磁盘服务器，磁盘服务器响应，并带有所请求的数据分组。用户驱动器拆包以后，将数据送至操作系统，其后过程如同访问本地磁盘一样。本地访问与远程访问仅在于驱动器的实现不同。
通过磁盘服务器可得到如下共享服务：
·充分提高了贵重磁盘的利用率。
·用户除了可使用本地磁盘容量外，还可使用磁盘服务器提供的存储容量。
·能使所有网络用户，共享磁盘服务器中的只读数据。
·充分发挥主机集中控制与客户机本地存储特点。
·配置不带本地磁盘的用户机器的网络价格便宜，也即无盘工作站。
磁盘服务器的效率取决于诸如网上数据传送速率，网和主机接口的速度，服务器硬件性能等。当一个磁盘服务器接到多个用户请求时，磁盘操作将成为整个系统的“瓶颈”。解决上述问题的办法是配置多个服务器。
二、文件服务器（FS）
文件服务器是为网络上各工作站提供完整数据、文件、目录等信息共享，对全网络文件实行统一管理的服务器。它能进行文件建立、删除、打开、关闭、读写等操作。文件服务器是建立在磁盘服务器基础之上的，但它们提供的服务是有区别的。磁盘服务器只能将整个块的数据读出，文件服务器则可根据文件的大小来确定从磁盘读出的信息量。
目前大多数局域网都采用以文件服务器为中心的结构，因此，文件服务器的性能将直接影响整个系统的性能。
以Netware 386网络服务器为例，即在文件服务器上运行操作系统。文件服务器键盘作为系统控制台，用户可通过控制台，运行系统控制命令。
1、文件服务器的接口
文件服务不直接和用户接口，而是在文件服务器上建立一些更有用的功能，如文件系统、数据库服务器等，用户再和这些系统直接接口。但文件服务器不提供文件系统的全部功能，由文件系统来提供目录结构、文件保护机制。在文件服务器上可建立多个不同的文件系统，以适应不同的最终用户。
2．文件服务器设计
文件服务器是局域网的中心，所以文件服务器性能优劣直接影响到整个网络的品质。故设计文件服务器一般必须考虑下列问题。
（1）独立故障状态
在网络环境下，某些部分的故障，只影响局部的状况，而不影响整个网络的运行。在设计文件服务器时必须考虑上述情况，以免在某个处理器发生故障时，引起整个网络系统崩溃。
（2）文件保护
在多用户系统中，由于文件分为共享文件与分属文件，必须对文件进行标识，以确保分属文件被不恰当的用户使用、更改或删除。在文件服务器中，提供两种识别与保护的标准：访问表和权能，他们标明了文件的用户及其对他的访问权。用户每次访问文件必先查阅访问表或权能，系统按访问表或权能给出的信息，决定用户对该文件的访问权。一个文件可有多个不同访问权用户。
（3）防文件破坏
由于各种原因，磁盘文件可能被破坏。经常采用的方法有两种，其一为定期备份，即定期将所有文件作备份，一旦文件被破坏，则将最近一次备份文件复制出来。其二为重复设置，将同一种文件放在网上不同的文件服务器中，形成多个副本。当用户访问该文件时，若一个文件被破坏，还可继续访问其它副本，使文件仍能正常使用。
（4）重复存放
重复存放能防止文件破坏，更能提高网络运行效率，提高吞吐率，使多个用户能同时访问同一个文件。访问重复存放的文件其技术远比访问单一存放文件复杂，在控制访问时，必须合作协调，读文件比较简单，可以从任何一个复制文件的文件服务器读，但要避免读过期的文件版本，修改文件较复杂，特别是当有两个或两个以上用户对同一文件进行修改时，必须采取相应的控制措施。
（5）事务处理
事务处理主要涉及两种控制，原子性（Atomlcity）控制与并发性（Concurrency）控制。原子性控制是指在事务处理时，或者正确地把事务处理完，或者什么也不处理的机制；而并发性控制，是一种既保证数据完整性，同时能并行处理提高性能的一种机制。只有在完善了分布式事务处理协议之后，才能实现在事务处理中满足原子性和并发性控制的要求。
（6）协议和性能
遵从不同的协议，将会影响服务器的性能。一种是遵从OSI开放系模型标准，在应用层设计文件服务器协议。另一种是面向问题的协议。诸如Novell公司设计的Netware和Microsoft公司设计的LAN Manager都属于第二类。协议软件装在服务器内。
影响文件服务器性能因素很多，诸如缓冲器大小、数量、磁盘块大小、负载均匀度等。但起全局性因素的还是协议，所以在选择与设计协议，必须持谨慎态度。
三、网络数据库应用
随着网络应用复杂性的增长，仅仅具有规范的文件和打印服务是远远不够的。局域网作为一个网络计算的平台，还需提供网络数据库的功能来支持分布式处理，许多网络产品的厂商，预料到这种需求，都在自己的网络操作系统环境中开发了一系列有效的数据库服务。
1、面向服务器的应用
早期的局域网应用是面向顾客的，这意味着网络中每个工作站运行自己的应用拷贝，只是借助网络操作系统来管理共享资源的使用。如果说面向顾客工作站的处理只能适应于需要极少磁盘输入／输出的应用（例如做一些文字处理工作），那么在磁盘输入／输出密集的数据库应用中，其性能将显著下降。举例来说，一个面向顾客的数据库应用，试图要在一个文件中查询与用户问题匹配的记录，就必须查询数据库中的每一个记录直到找到所需要的记录为止。在这种情况下，文件服务器必须将所有记录从所有涉及到的文件中（不管应用是不是需要）通过网络传送给运行该应用的工作站，这不仅降低了应用的性能和效果，而且由于网络频繁传输而降低了整个网络的性能，还使得在查询期间这些记录不能为其它工作站所访问。为此，网络数据库必须实现面向服务器的应用。
实现了面向服务器应用的网络数据库，往往能更有效地运行，在面向服务器应用的实现中，将应用分为“前台”和“后台”。在每个用户工作站上运行的前台是为用户处理所有屏幕及键盘的输入／输出。在一个核心服务器上运行的后台（或“engine”），则能为多个用户共享，处理所有用户的磁盘输入／输出。在这种结构中，要求访问磁盘的应用进程在服务器执行，当一个用户利用应用前台得到一个查询请求后，可把这请求送到数据库服务器中，由服务器完成处理和查询功能，得到所需的结果数据，然后仅仅是把所需要的结果数据而不是全部数据库传送给工作站使用。这样，网络的传输量大大减小，网络性能得到改善，工作站CPU和存储器的负荷量也减小，因而大大改善了应用性能。这种面向服务器应用的处理过程不仅提高了网络的性能，而且体现了良好的应用效果。
2、Client／server体系结构
进入九十年代以来，以美国加州SYBASE公司等为首提出并实现的Client／server结构体系得到了异乎寻常的迅速发展，并逐步渗透到电脑应用的各种领域。越来越多的用户开始逐步接受这一全新的结构体系。
什么叫Client／server？简而言之，它是在网络基础上，以数据库管理系统为后援，以微机为工作站的一种系统结构。把数据存取与应用程序分离开来，分别由数据库（server）及工作站（Client）来执行，从而明显地改善了整个系统的运行性能，有效增强了系统的可扩充性和可维护性，这是一种思想方法上的革新：设备依旧，配构方法不同，效果就大不一样。Client／server的特点是：
(1) Client／server中的server用于运行精巧复杂的网络应用，注重于DBMS功能，例如数据定义及存取安全、后备及还原，并发控制及事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据处理功能。它有足够的能力做到仅仅把通过其处理后用户所需要的那一部分数据而不是整个文件通过LAN输出，消除了不必要的网络传输负担。Client／server与文件服务器的最大区别在于：server控制管理数据的能力由文件管理方式上升到数据库方式，因此人们把Client／server中的server称作DBMS（数据库管理系统）server。这里，server中依次安装着多用户或多任务操作系统、LAN软件及SQL DBMS。原先在文件服务器中由Client端所承担的数据加工部分（即Application的一部分）现改成由server来承担，从而使系统的整体性能有了质的飞跃。这是因为：一则server的执行效率（无论是硬件、还是软件）要比Client高得多；二则数据经过server加工后，在LAN中传输的仅仅是Client所需的那小部分而不是整个文件，从而大大降低了网络流通量。在Client／server结构体系中，Application被一分为二，其中的数据处理部分从Client端分离出来交由Server的CPU来执行。在文件服务器模式中，用于执行数据处理的DBMS通常称为PCDBMS，如Foxpro、dBASE、PARADOX及ACCESS等。这类DBMS在运行时，实际使用的仅是Client端的CPU，这就为什么文件服务器模式亦称为基于用户的计算模式。
(2) Client端注重于应用功能，诸如用户接口、报表生成及应用逻辑设计。大多数传统的数据库都提供有一定形式的用户接口（API）用以开发针对它的应用。许多目前流行于市的单一式或文件服务器式的API版本都可被转换成适用于Client／server的版本。这样，即可存取数据库服务器中的数据，同时，仍可按所熟悉的API方式来开发前端应用，构成开放式的平台。
(3) 理论上讲在C／S结构中任何一类DBMS都可用作数据库server，诸如SYBASE、ORACLE、INFORMIX及INGRES等它们都是目前世界上最为流行的RDBMS。但在PC LAN环境中为了能运行RDBMS，必须满足如下条件：首先必须是多任务操作系统（如OS／2、windowsNT或UNIX）；此外，为了能在网络中交换信息，需要有一种命令管道接口（ Named pipe interface）。它独立于网络软件，即网络与RDBMS软件间的所有通信都经由这种命名管道接口：因此服务器可以在任何类型的LAN上运行，只要该网络软件支持命名管道。这种构成是真正异构型的方案，即不同类的Client工作站可以与不同后端（后台）环境中的服务器相连。
上面提到的RDBMS产品中，SYBAsE的总体结构、功能特性及实现方式对C／S的推广应用立下了汗马功劳。
3、Novell数据库服务
Novell公司自推出面向问题的协议Netware之后，各种各样高性能数据库系统纷纷问世，如Netware Btrieve， Netware SQL， Oracle Server for Netware。现以Netware SQL为例介绍Novell数据库服务。
(1)．功能简介
(2). 技术特性
四、办公自动化
计算机技术与网络技术迅速发展，使社会信息处理的方式发生了重要的变革。长期以来按手工方式生产、处理和传递信息的办公室受到了巨大冲击。办公自动化已成为社会信息化管理迫切需要。
办公自动化系统，按计算机系统结构来看是一个计算机网络，每个办公室相当于一个工作站，它集计算机技术、数据库、局域网络、远距离通信技术以及人工智能、声音、图象、文字等处理技术等综合应用技术之大成，是一种全新的信息处理方式。其核心部分为通信。
1、办公室通信
办公室通信是指在办公自动化系统提供通信的手段。主要手段有三个：数据、声音综合服务，可视会议服务，电子邮件服务。
（1）数据、声音综合服务
以电话网演化而来的综合业务数字网（ISDN），为实现数音同传提供了可能。自1988年ISDN已商业化，目前采用的是1.44Mbp～2Mbps的窄带ISDN，按CCITT定义了一种接口，用户可以用电话线传送声音和数据。另一方面，由局域网演化到这种综合业务的网络称为综合业务局域网，这种网具有传送声音的通信接口。由于声音传输具有实时性要求，必须保证传送的分组在规定时间间隔内完成。
（2）可视会议服务
可视会议系统又称电视会议，是一种提供面对面会议的通信工具，这种同时传送图象、声音的系统，必须运作在高速、宽频的局域网之上。往往由宽带ISDN实现，其关键技术为基于光纤网的ATM技术。由BLlsDN传送的图象与声音是连续高质量的。
（3）电子邮件服务
电子邮件E_mail是文件交换主要手段。各类文件，如报表、报告、图画软件，只要按E_mail格式，生成相应文本文件或二进制文件都可通过E_mail即时传送至用户。用户只要在相应的条件下，即能打开相应的电子邮件。另一类则是传真，由于传真卡的问世，可使计算机用户，也能利用计算机与扫描器来收发传真。
2、信报处理系统（X.400）
X.400是CCITT为统一电子邮件标准于1984年制定的。X.400的报文格式，有三部分:即信封、报头和本体。本体部分包含用户所需要的信息；报头描述本体中包含的信息类型；信封指明报文传送目的地。
X.400在OSI七层模型中位于应用层，其中又可分为两个子层：用户代理层和报文传送层，而中间节点只是路由作用，只需报文传送代理实体。
报文传送代理实体与用户和用户代理接口关系是用户代理将报文准备成标准格式，当准备好就将报文送至报文传送代理，它负责将报文送至接收方的用户代理实体（UAE），整个传送可能要经过几个中间报文传送代理（MTAE）。多个MTAE的集合称为报文传送系统（MTS），而（UAE）和（MTS）的总称为报文处理系统（MHS）。
五、电子数据交换
EDI（Electronic Data Interchange）电子数据交换，是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式，通过计算机网络通信，实现各企业之间的数据交换，并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛，我国近年也开始有应用。“金关”工程，为“三金”工程之一，也是以EDI为通讯平台的。
六、在线服务（Online Serving）
在线服务共分为四大类：
（1）信息：用户通过网络检索所需的有关信息，诸如天气趋势、交通状况、银行利率、股票价格。
（2）通信：用户可通过电子邮件、图文电视、传真等互通信息、交换文件。
（3）服务：用户可通过网络得到各类服务，如购物、股票交易、订票、教学等。
（4）专项组：为用户提供特殊服务。
远程交换、电子教育、电子银行、电子布告系统（BBS）、证券及期货交易、广播分组交换、国际互联网通信、校园网、信息高速公路及“三金工程”
七、工业网络
八、智能大厦和结构化综合布线系统