２０１５年第４期
（总第１４８期） 信息通信
ＩＮＦＯＲＭＡＴ１０Ｎ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０ＮＳ ２０１５ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １４８）
几种软件体系结构风格论述
王彦良，蒋远辉 （延安职业技术学院，陕西延安７１６０００）
摘要：软件体系结构设计是软件生命周期的一个重要环节。文章剖析了四种软件体系结构的系统模型，从技术层面探讨
了它们的特性，随后进一步探讨了异构结构体系结构。
关键词：软件体系结构；模型；异构软件体系结构 中图分类号：ＴＰ３ｌ１．５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３一ｌ１３１（２０１５）０４－０１８９—０２
软件体系结构的使用是提高软件开发质量、减少软件开
销和促进软件生产率提高的最有效方法之一。本文将分析四
种软件体系结构风格，探讨异构软件体系结构思想和应用领
域。
１软件体系结构框架模型
１．１分层系统软件体系结构
分层系统软件体系结构的模型框架开放性好，系统的集 成性高，在软件的工程化方面有研究意义。
在张友生写的软件体系结之分层体系结构中，面向用户 实际问题的需求而构造的各类应用程序为用户应用程序层，
该层是结构中的第一层。面向不同的问题领域，适用于各类 应用需求而构造的接口部件集合为第二层，部件的主要作用
是代理实现应用程序的对象之间的通信过程，即：将应用系统
的接口功能从应用程序中分离出来并以软件代理智能体（Ａｇ．
ｅｎｔ）的形式提供公共通信接口，智能体对周围环境具有一定的 感知。第二层的目的在于使应用程序更关注用户功能的实现。 第三层为面向不同网络环境的应用部件的集合，主要是为上
一层面向不同应用领域的接口部件提供一个网络环境下通用 的公共接口的标准规范，用于屏蔽网络中本地对象和远程对
象的位置属性。第四层由面向异构宿主平台的核心应用部件
构成。核心应用部件的作用主要是实现网络运行在不同宿主
平台之间的数据交换和功能的互用，它屏蔽了异构宿主平台 之间的差异，将适用于不同应用需求的部件内部的异构数据
转换为同构数据，并向上一层的应用总线提供统一的面向平 台的服务。 分层体系结构模型是抽象程度的系统设计，每一层至多
和相邻的上下层交互，能支持重用。不足的是有时候层次的
划分有难度，有时候也很难找到一个合适的、正确的层次抽象 方法。
１．２三层Ｃ／Ｓ软件体系结构
Ｃ／Ｓ模型思想简单，是一种两层架构，即ＣｌｉｅｎＶＳｅｒｖｅｒ。其
利用客户端和服务器端硬件环境将任务分别分配到服务器端
和客户端，用户和客户端交互。由于本结构针对不同的操作 系统有不同的版本，再加上现在的产品更新换代快以及软件 复杂程度不断提高，传统Ｃ／Ｓ结构出现了以单一服务器且以
局域网为中心的缺陷，也有了软、硬件的结合和数据安全性不
好等方面的缺陷。二层Ｃ／Ｓ随着发展出现了这样多的缺点，
因此，出现了三层Ｃ／Ｓ结构，其将应用功能分成表示层、功能
层和数据层。三层具有灵活性高的特点，能够适应客户机数 目的增加和处理负荷的变动。 相比于二层结构，三层结构的优点在于允许划分三层结
构的功能，允许选用相应的平台和硬件系统，允许充分利用功 能层有效地隔离开表示层与数据层，运用三层Ｃ／Ｓ结构各层
可以并行开发。应该注意的是各层之间的通信方法，通信效
率、数据量及通信频度。 １－３正交软件体系结构
张友生的文章中正交软件体系结构思想强调不同线索的 构件不相互调用，其由组织层和线索构件构成。在正交软件
体系结构中，因线索的正交性，每一个需求变动仅影响某一条 线索，这样，就把软件需求的变动局部化了，产生的影响也被
限制在一定范围内。 正交结构优点有结构清晰、可维护性强、可移植性强、易
于理解、易修改、重用粒度大。其缺陷是正交化过程工作量大，
且整个系统会因正交而增加冗余度。 １．４层次消息总线体系结构
层次消息总线的软件体系结构风格（ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｍｅｓｓａｇｅ ｂｕｓ，
｝玎恤）由青鸟软件实践为背景提出，其构件模型由外部接口、静
态结构和动态行为组成。ＨＭＢ风格的构件接口是一种基于 消息的互联接口，可以支持体系结构设计。在系统开发方面， 因为各层次的总线局部在相应的复合构建中，所以可以支持
系统的构造性和演化性。系统能呈现树状拓扑结构，可使资 构建由复杂化为简单，也可以把整个系统当作构件集成到更
大的系统里。
２异构软件体系结构
２．１思想提出
随着信息社会的发展，多重异构将不仅局限在一台电脑
上，而是很多软件相互协作完成任务。随着软件体系结构技
术的发展和软件构件的重用，出现了异构的软件体系结构。张
友生曾经提出过层次结构和正交结构组合的异构思想，并把
该思想运用在社会保险信息系统中。关于异构混合软件体系 结构的技术，除了层次结构和正交结构组合外，还有Ｃ／Ｓ与Ｂ／ ｓ的混合软件体系结构。
２．２异构思想应用
目前，异构思想已经在军事、医疗和物联网领域已有应用。
例如，关于Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ的混合软件体系结构目前已经应用于 物联网方面，在史梦安的文章《基于Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ混合结构的物
联网智能远程环境监控系统研究》中，异构思想在物联网家畜
养殖环境监控系统的设计中已经得到运用。
２＿３异构体系运用剖析
针对基于抽象程度递增的系统设计，可以把一个复杂系
统按递增的步骤进行分解。设计实现的时候要保证数据具备 完整性，数据完整性是指数据的正确性和一致性保护，包括实 体完整性、参照完整性和复杂的事务规则等。还要使其有可
移植性，可移植性是指垂直扩展和水平扩展能力。垂直扩展
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（总第１４８期） 信息通信
ＩＮＦＯＲＭＡＴ１０Ｎ＆ＣＯＭ ＴＩＣＡＴ１０ＮＳ ２０１５ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １４８）
高校数据中心之虚拟机管理研究
蒋远辉，闫保权 （延安职业技术学院，陕西延安７１６０００）
摘要：数据中心在高校中的建设和应用为学校节省了成本，也支持了未来的业务增长，还大大提高了ＩＴ效率。但是，随 着数据中心虚拟机数目的增加，要保证虚拟机上业务的正常运行，在Ｖ／Ｖ１ｗａｒｅ ｖＳｐｈｅｒｅ套件下对虚拟机的有效管理显得
十分重要。文章以某高校数据中心的建设为背景，着重介绍虚拟机基本管理和操作注意事项，通过研究虚拟机的管理对 于保障虚拟机上各种业务的正常运行有重要意义。
关键词：数据中心；虚拟化；服务器虚拟化；、 ⅣａｒｅｖＳｐｈｅｒｅ 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１１３１（２０１５）０４．０１９０．０３
ｌ概述
为了提高高校的信息化建设水平，满足教学应用服务器 的业务增长，传统的数据中心遇到了硬件投资量大而资源利 用率低下等问题，传统教育信息化按照按需、独立、逐个建设
的架构建设，传统的烟囱式孤岛结构如图１所示。其缺点有
难管理、能耗高、投入成本高、部署效率低下等。通过虚拟化
技术部署的数据中心，可以更灵活和机动地满足快速增长的 业务需要Ⅲ。本文以某高校数据中心的建设为背景，主要论述
高校数据中心建设之Ｖ／￣ｗａｒｅ中虚拟机的概念、虚拟基础结 构、虚拟机基本管理。
监控系统 （ｏＳ２）
业 务 逻 辑
数据
管理
安全
系统层 认证系统 （０Ｓ３）
业 务 逻 辑
数据
管理
安全
系统层 计费系统 （ＯＳｎ）
业 务 逻 辑
数据
管理
安全
系统层
图ｌ传统烟囱式孤岛结构 邮件系统 （ＯＳｎ＋１）
业 务 逻 辑
数据
管理
安全
系统层
要求新平台能够支持低版本的平台，
上的扩展。 ２虚拟化服务器设备规划方案和数据中心拓扑
依据学院实际状况，学院首先对网络中心现有服务器和 网络做了调研。调研了服务器的型号、购买时间、配置、对应
业务的名称、内存、当前业务数据的大小等相关信息。调研后
依据实际情况，最终数据中心方案主要设备有ＤＥＬＬ生产的 虚拟化刀片服务器８台（名称：Ｄｅｌｌ ＰｏｗｅｒＥｄｇｅ Ｍ６２０），Ｄｅｌｌ
ＰｏｗｅｒＥｄｇｅＭ１０００ｅ刀片服务器机箱１套，ＤＥＬＬＭ１０００ｅＣＭＣ 刀箱控制器２套，数据中心统一主存储ＮｅｔＡｐｐ ＦＡＳ３２２０ １套，
数据中心统一备存储ＮｅｔＡｐｐＦＡＳ２２４０ １套，ＳＡＮ交换机２台，
虚拟化管理中心软件１套，虚拟化平台性能监控软件１套，虚 拟化平台防病毒软件１套。该虚拟化系统部署后，预计能满
足学院未来５年应用系统的发展需求，并且保证不同版本、不 同类型的操作系统在虚拟机上的稳定运行。新建数据中心拓
扑图如图２所示。 图中ＤＥＬＬ刀片服务器部署Ｖｌ￣ｗａｒｅ虚拟化平台，万兆
光纤上联现有的Ｈ３Ｃ￥９５１２核心路由交换机，光纤交换机连 接Ｎｅｔａｐｐ ＦＡＳ ３２２０共享存储，虚拟机文件全部存放在存储中，
再通过Ｓｙｍａｎｔｅｃ ＢＥ软件备份到另外一台Ｎｅｔａｐｐ ＦＡＳ ２２４０
中，以保护数据安全。在虚拟化平台上部署ＶＳＧ虚拟防火墙
和Ｄｅｅｐ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ防病毒套件，以保护虚拟化环境的安全。刀 箱带外管理以及两个控制器个需要规划一个管理ＩＰ，每台刀 片服务器部署ＥＳＸｉ后需要规划一个管理ＩＰ。每台虚拟机安
装趋势防病毒客户端，对虚拟机进行防毒保护，并在ＶＭｗａｒｅ
水平扩展要求满足硬件 ３结语
随着信息技术的发展，庞大而复杂的系统将会不断的出
现，典型的结构很多，因此，选用合理的混合体系结构技术往 往是决定系统设计成败的关键，同时，选择合理的混合结构也 是解决大系统和复杂系统开发设计的一个有效途径。通过混
用技术的使用，可以节省软件开发和维护成本，使系统具有良
好的开发性、易扩展性、便于移植等优点。另外，异构思想的
深入研究也能为多个异构系统的集成做好良好铺垫，异构软
件体系结构的应用也能使系统结构清晰，能提高软件开发效
率，该技术能为信息化医疗、信息化部队建设和农业信息化以 及物联网等领域提供参考思路 当然，混合也会有弊端，比如
数据安全问题，在技术方面，混合时会有异构组合的匹配问题，
结构混合以后也可能会导致数据交互性不强以及维护数据时
候速度慢的问题。混合以后要对软件体系结构进行评估，会
涉及到性能、可靠性、可修改性、功能性、集成性等问题。
１９０ ・・—０・
基于分层软件体系结构、三层Ｃ／Ｓ软件体系结构、正交软
件体系结构、层次消息总线体系结构和异构结构体系结构的
不同风格，在具体选择时可以采取不同的风格，也可采取不同 风格的组合方式进行软件系统的开发，组合方式的研究有待
进一步挖掘和探索。希望本文对异构结构体系结构和多个异
构系统集成方面能引起更大关注，同时为各种软件体系结构
的深入使用方面具有参考价值。
参考文献：
［１］杨芙清．杨芙清文集［Ｍ】．北京大学出版社，１９９８
［２】张友生．软件体系结［Ｍ】．清华大学出版社，２００６
作者简介：王彦良（１９８１．），男，陕西延安人，硕士，研究方向主
要为软件工程：蒋远辉（１９７９．），男，陕西蓝田人，硕士，研究方 向主要为计算机系统结构。