D通信中間件軟件需求規(guī)格說明書

1、軟件需求規(guī)格說明書目錄軟件需求規(guī)格說明書1目錄1一.引言21.1項目背景21.2 文檔概述21.3 定義21.4 參考資料2二. 任務概述32.1 目標32.2 運行環(huán)境32.3 條件與限制3三. 數(shù)據(jù)描述33.1 數(shù)據(jù)描述及說明33.3 流程圖及數(shù)據(jù)流向4四. 功能需求64.1 功能劃分64.2 功能描述7五. 性能需求95.1 數(shù)據(jù)精確度95.2 時間特性95.3 適應性9六 運行需求96.1 用戶界面96.2 硬件接口106.3 軟件接口106.4 故障處理10七 其他需求10一.引言1.1項目背景隨著公司在高速公路項目建設領(lǐng)域的發(fā)展和壯大，原來針對不同項目進行不同的管理軟件系統(tǒng)的集成和

2、開發(fā)，已經(jīng)漸漸的不能滿足項目實施的需要。因為不同高速公路項目的情況和要求不盡相同，雖然在開發(fā)過程中有一些功能可以重復使用，但是很多功能仍然需要重新開發(fā)，而應用系統(tǒng)的平臺化是解決這一問題的根本方法，通信和數(shù)據(jù)的傳輸則是平臺化的基礎(chǔ)。從以前的工作當中，我們也可以深切的感受到，由于系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，數(shù)據(jù)量也越來越大，使得使用應用級開發(fā)的通信和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（或功能模塊）帶來的問題越來越多，系統(tǒng)的效率和維護漸漸的成為一個非常頭疼的問題。而將來一些跨地域跨躍幾條高速公路的綜合管理系統(tǒng)需求很快就會出現(xiàn)，如果仍然采用現(xiàn)在的通信和數(shù)據(jù)傳輸方法，很難構(gòu)筑更加復雜的應用，必定使得我們在將來的競爭中處于不利的地位，

3、使得成為行業(yè)領(lǐng)導者的地位難以迅速建立和鞏固。中間件技術(shù)的出現(xiàn)為解決通信和數(shù)據(jù)傳輸提供了現(xiàn)實的技術(shù)參考和背景。實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)中間件，不僅可以解決公司目前的實際問題比如改造老系統(tǒng)、支持一卡通項目，而且可以用一次性成本代替連續(xù)不斷的投入，形成產(chǎn)品增加新的利潤點，為公司的行業(yè)策略提供有利的支持。1.2 文檔概述本文檔由數(shù)據(jù)通訊中間件項目組編寫。文檔中包括了以下內(nèi)容：系統(tǒng)功能需求說明，數(shù)據(jù)的定義和描述，以及其他的相關(guān)說明。1.3 定義中間件：是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡通訊。1.4 參考資料所

4、引用的有關(guān)標準：國家關(guān)于軟件編制規(guī)范的標準GB8567-88。軟件開發(fā)的相關(guān)書籍：計算機軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南 GB8567-88湖北省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費總體方案東方通科技消息中間件白皮書東方通科技事務中間件白皮書二. 任務概述2.1 目標為高速公路系統(tǒng)解決方案提供跨平臺的通信中間件、跨數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)中間件以及相應的輔助工具集，保障系統(tǒng)實時高效、可靠、安全的運行。2.2 運行環(huán)境由于高速公路系統(tǒng)的復雜性，通信和數(shù)據(jù)中間件將來的運行環(huán)境是多種多樣的。所以需求設計的目標，將是跨平臺和跨數(shù)據(jù)庫的。即使在唯一的版本中不能完全實現(xiàn)，也將用不同的版本提供相應的服務，以解決所有可能出現(xiàn)的問題。前期的設計工作希

5、望圍繞WINDWOS+SQLSERVER和UNIX+ORACLE之間來進行。2.3 條件與限制現(xiàn)有的通信方式和數(shù)據(jù)庫接口的主要情況：遠程過程調(diào)用（RPC）：客戶端調(diào)用服務器端的接收程序，形成遠程過程調(diào)用，來實現(xiàn)通信。會話編程（CPI -C，如TCP/IP的Socket）：使用通用通信編程接口，通過客戶端和服務器端信息的發(fā)送來實現(xiàn)通信。消息隊列中間件（MQI，如IBM 的MQ Series，Microsoft的Message Queue，BEA的MQ）：將發(fā)送和接收的信息發(fā)送到消息隊列中，通過消息隊列中間件來完成通信。數(shù)據(jù)庫接口：ODBC，JDBC，OLEDB，BDE等。系統(tǒng)曾經(jīng)在以前的開發(fā)中選

6、擇采用MSMQ消息隊列中間件來實現(xiàn)，可做參考。本次開發(fā)，可以利用上面的條件，也可以重新獨立開發(fā)或采用其他公司的產(chǎn)品進行二次開發(fā)。希望在4月30日能得到可以內(nèi)部測試的版本。三. 數(shù)據(jù)描述3.1 數(shù)據(jù)描述及說明1 靜態(tài)數(shù)據(jù)：與通信相關(guān)：數(shù)據(jù)編碼的格式，傳輸消息的格式，同步/異步通信方式等形成類似協(xié)議的文件，最終用它們來確定如何將消息投送到不同操作系統(tǒng)上的不同協(xié)議中。與數(shù)據(jù)相關(guān)：數(shù)據(jù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)長度，發(fā)送時間等，它們是傳送的主體，這部分數(shù)據(jù)將保存在數(shù)據(jù)庫或日志中。它是由動態(tài)數(shù)據(jù)在完成事務后轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的。與配置相關(guān)：中間件所在網(wǎng)絡節(jié)點，數(shù)據(jù)對應關(guān)系，數(shù)據(jù)庫接口，用戶驗證的名稱和口令，傳輸數(shù)據(jù)大小的限制，是

7、否加密及加密的方法等內(nèi)容，這部分數(shù)據(jù)用來確認系統(tǒng)工作的環(huán)境，同時還實現(xiàn)一部分邏輯。例如數(shù)據(jù)庫從原來的SQLSERVER變?yōu)镾YBASE則相關(guān)描述數(shù)據(jù)庫接口的數(shù)據(jù)項目也相應的發(fā)生變化。與監(jiān)控和日志相關(guān)：網(wǎng)絡狀況比如：網(wǎng)絡故障，傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)；反應系統(tǒng)運行各種情況比如：結(jié)點狀況，命令內(nèi)容及完成情況，出現(xiàn)的異常描述信息等。這部分數(shù)據(jù)主要的作用是提供可維護的方法，例如客戶機和服務端的網(wǎng)絡斷開了，應該馬上產(chǎn)生相應的數(shù)據(jù)反映在監(jiān)控程序和日志中。2 動態(tài)數(shù)據(jù)：應用程序產(chǎn)生并通過中間件，沒有完成的事務中的在途數(shù)據(jù)。由監(jiān)控程序來監(jiān)視管理。3.3 流程圖及數(shù)據(jù)流向通信中間件網(wǎng)絡環(huán)境應用程序數(shù)據(jù)中間件數(shù)據(jù)存儲圖1

8、應用實體應用實體DM上圖可以簡單記為：D表示數(shù)據(jù)中間件，M表示通信中間件。系統(tǒng)應用將由網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和環(huán)境中的應用實體構(gòu)成。在應用實體中，應用程序的開發(fā)將只圍繞本地數(shù)據(jù)庫（其他數(shù)據(jù)存儲形式）和中間件接口來進行，不再考慮異地數(shù)據(jù)的通信和數(shù)據(jù)庫（其他數(shù)據(jù)存儲形式）間數(shù)據(jù)信息的傳輸?shù)木唧w實現(xiàn)。數(shù)據(jù)中間件則主要負責將異地間數(shù)據(jù)庫（其他數(shù)據(jù)存儲形式）中的數(shù)據(jù)和信息逐級的上傳或下發(fā)。通信中間件用來保證異地的各種數(shù)據(jù)和信息交流的正確和及時。這一模型的一個典型的高速公路系統(tǒng)的應用如下圖所示： 1n站實體DM1n車道實體DM車道實體DM站實體DM1n車道實體DM車道實體DM中心實體DM而事實上典型的省級高速公路計算機

9、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般分為五級：總中心計算機管理系統(tǒng)、中心計算機管理系統(tǒng)、分中心計算機管理系統(tǒng)、收費站計算機管理系統(tǒng)和車道控制機, 它們構(gòu)成總中心局域網(wǎng)、中心局域網(wǎng)、分中心局域網(wǎng)、收費站局域網(wǎng)四個級別的局域網(wǎng)，其中收費站局域網(wǎng)由收費站計算機管理系統(tǒng)和車道控制機組成。各級計算機網(wǎng)絡之間通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。應用進程消息發(fā)送者消息接收者消息接收者消息發(fā)送者服務進程接收輸入信息，預處理，加密打包將消息發(fā)送給服務進程接收，解釋處理，輸出將消息發(fā)送給客戶進程接收消息，解釋處理打包通信中間件應用處理流程失敗失敗失敗成功成功成功讀取配置信息通信中間件公用數(shù)據(jù)接口存儲數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫，文件等）數(shù)據(jù)中間件應用處理流程四.

10、 功能需求4.1 功能劃分1 通信中間件：為了使應用程序開發(fā)能獨立于通信功能，不需要再考慮應用程序中通信方面的問題，將通信功能封裝起來形成中間件，讓它來承擔所有和通信相關(guān)的功能需求，從而使系統(tǒng)的整體開發(fā)更為靈活，體系更為健壯。通信中間件主要負責將數(shù)據(jù)安全可靠的由數(shù)據(jù)源發(fā)送到數(shù)據(jù)目的地，提供應用開發(fā)的接口。2 數(shù)據(jù)中間件：封裝數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)的傳輸是系統(tǒng)中的另外一個重要功能。數(shù)據(jù)中間件將用來保證數(shù)據(jù)庫間相對應數(shù)據(jù)的一致性和完整性，提供應用開發(fā)的接口。3 配置分發(fā)管理：為通信中間件和數(shù)據(jù)中間件提供可配置和可維護的工具，用它來生成各種相應的初始化配置，并提供必要的分發(fā)功能。4 監(jiān)控管理：實時的監(jiān)控當前

11、系統(tǒng)的運行情況，全面的反映系統(tǒng)各種參數(shù)的變化。5 日志管理：提供系統(tǒng)運行的必要數(shù)據(jù)的連續(xù)時間反映，使系統(tǒng)的運行可以得到追蹤和審計。6 輔助工具：提供系統(tǒng)的測試，應用實例等其他輔助方法的實現(xiàn)。7 其他：如有新的需求功能出現(xiàn)，及時補充。4.2 功能描述4.2.1功能詳細描述1 通信中間件：正確性：提供有效的數(shù)據(jù)傳輸保障，源和目的的一致性、完整性校驗，異常情況的處理。穩(wěn)定性：維持系統(tǒng)的不間斷性，正確處理和分配內(nèi)存，提供保護程序來重新激活那些發(fā)送失敗的消息，建立管理消息的完整機制。安全性：使用某種算法對數(shù)據(jù)進行加密，以防止非法用戶的解讀和識別。效率：在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)的傳輸任務?？缙脚_思路：使用C或

12、Java語言來實現(xiàn)所有功能，避免使用獨立于某種平臺的類庫或函數(shù)，形成跨平臺的服務或者提供針對不同平臺的不同版本。2 數(shù)據(jù)中間件：數(shù)據(jù)傳輸過程：應用程序或數(shù)據(jù)傳輸程序，使用數(shù)據(jù)中間件提供的接口，向數(shù)據(jù)中間件提交請求，數(shù)據(jù)中間件通過通信中間件將請求傳送到服務方，服務方的數(shù)據(jù)中間件從通信中間件接收請求，將請求送到相應的服務程序，服務程序通過數(shù)據(jù)中間件提供的接口接收請求，進行相應的處理，處理結(jié)束后，再通過數(shù)據(jù)中間件將應答傳遞回客戶程序，完成一次簡單的數(shù)據(jù)傳輸。最終形成以下三個分解過程：請求過程：數(shù)據(jù)從客戶進程發(fā)到服務進程的過程。應答過程：數(shù)據(jù)從服務進程返回客戶進程的過程。確認過程：提交或撤消結(jié)果，從客

13、戶進程發(fā)到服務進程的過程。a. 基本特性：原子性：每一個事務的操作要么全部成功，要么全部失敗。一致性：一個操作把一個合法對象比如一條記錄，從一個數(shù)據(jù)存儲地點轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€數(shù)據(jù)存儲地點完成一個任務，如果該操作被放棄了或失敗了，則此記錄本身不發(fā)生變化。使用事務的回滾來實現(xiàn)。防止諸如本地操作取消了，而服務器的操作卻執(zhí)行了之類的問題。隔離性：一個對象比如一條記錄在操作時，在其被提交之前對于其它操作來講是不可用的。由系統(tǒng)標識，標志位或數(shù)據(jù)鎖實現(xiàn)。防止在記錄提交以前使用這條數(shù)據(jù)信息。永久性:一筆數(shù)據(jù)成功的提交后，其對應的操作產(chǎn)生的結(jié)果將保存在數(shù)據(jù)庫或其他存儲形式中，是永久性的，若要取消該操作結(jié)果，必須通過另一

14、個操作來抵消它，使它回退到?jīng)]有執(zhí)行該操作前的數(shù)據(jù)結(jié)果，比如沖掉該數(shù)據(jù)。并確認數(shù)據(jù)按照規(guī)則要求寫入磁盤中。以上四種特性是事務的ACID屬性，數(shù)據(jù)中間件中努力實現(xiàn)上面的功能特性，保證在分布式的系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的完整和一致。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈活性：實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈活對應。比如：A客戶機上的數(shù)據(jù)庫DATABASE_A中的表TABLE_A一條記錄要通過數(shù)據(jù)中間件如何寫入B服務器上的數(shù)據(jù)庫DATABASE_B中的表TABLE_B中，而且第一列相互對應，TABLE_A的第二列乘以N后寫入TABLE_B中？見下圖：1221TABLE_ACOL_1COL_2COL_3TABLE_BCOL_1COL_2COL_3數(shù)據(jù)中間件得

15、到對應關(guān)系，運算方法等規(guī)則應用程序數(shù)據(jù)中間間接口配置文件b. 其他特性：跨數(shù)據(jù)庫的方法：選擇標準的數(shù)據(jù)庫接口。逐漸的提供一系列的數(shù)據(jù)庫對應方法，比如客戶端是SQLSERVER，服務器端是ORACLE；客戶端是SQLSERVER，服務器端是DB2等等。3 配置分發(fā)管理：生成系統(tǒng)初始化各個網(wǎng)絡節(jié)點的配置文件，提供修改配置文件的方法。分發(fā)文件到相應的網(wǎng)絡節(jié)點處。4 監(jiān)控管理：實時的監(jiān)控當前系統(tǒng)的運行情況，全面的反映系統(tǒng)各種參數(shù)的變化比如當前網(wǎng)絡中加密或未加密的數(shù)據(jù)表達內(nèi)容，校驗錯誤的次數(shù)，數(shù)據(jù)包的源和目的，網(wǎng)絡節(jié)點的傳輸流量等。5 日志管理：提供系統(tǒng)運行的必要數(shù)據(jù)的反映如記錄各用戶登錄和使用情況，日

16、志歷史數(shù)據(jù)的清理和備份，不同類別數(shù)據(jù)的分類過濾和排序方法，建立維護設置的方法和策略。使系統(tǒng)的運行情況可以得到追蹤和審查。6 輔助工具：提供系統(tǒng)連續(xù)工作的測試方法，接口引用的應用實例以及其他中間件的相關(guān)幫助。4.2.2問題領(lǐng)域分析1 如何形成有利于高速公路交通系統(tǒng)的中間件接口和協(xié)議？在應用系統(tǒng)消息傳輸中，本地應用程序（在車道機上）發(fā)送一條消息給本地中間件，本地中間件添上一個包含消息路由信息的頭部，然后將其置于本地傳輸隊列。本地中間件采用指定的傳輸協(xié)議和物理連接將消息發(fā)送給服務器遠端中間件（收費站數(shù)據(jù)庫服務器）。在另一端（收費站數(shù)據(jù)庫服務器），消息逆向上行，服務器遠端中間件讀取消息路由信息，然后把

17、消息置于相應的目的隊列。遠端應用程序通過遠端中間件讀取消息。消息傳送的協(xié)議，負責將消息投送給不同系統(tǒng)的各種底層傳輸層協(xié)議，在傳輸鏈路不存在時，系統(tǒng)也可以存放消息，當傳輸鏈路恢復后重新設法傳輸。支持的傳輸協(xié)議首先是TCP/IP。2 圖像和聲音信息的處理方法。五. 性能需求5.1 數(shù)據(jù)精確度字符型數(shù)據(jù)：100的精確度。數(shù)字型數(shù)據(jù)：涉及到貨幣的用高精度的浮點數(shù), 其他數(shù)據(jù)100的精確度。日期型數(shù)據(jù)：精確到毫秒。聲音圖像數(shù)據(jù)：不失真。5.2 時間特性響應時間：小于等于15秒。更新處理時間：小于等于5秒。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸時間：小于等于5秒。運行時間：724小時連續(xù)工作。資源開銷：在處理并發(fā)事務時，服務器內(nèi)

18、存和CPU，IO開銷的峰值不超過所處計算機資源的60。吞吐量：在響應時間內(nèi)，完成一個事務的數(shù)據(jù)量大于等于每次傳輸數(shù)據(jù)的最大值。5.3 適應性提供跨數(shù)據(jù)庫、跨平臺的版本，盡量考慮為應用軟件系統(tǒng)開發(fā)中提供一些預留的接口和擴展方法。六 運行需求6.1 用戶界面6.1.1報表格式系統(tǒng)產(chǎn)生的各種文檔的打印報表格式，一般只提供流水帳式的打印方式。特殊情況在詳細設計中提供具體格式方案。6.1.2屏幕格式系統(tǒng)中各種輔助程序?qū)⒃?00*600像素下的屏幕格式下的進行設計。用戶界面的風格采用標準的Windows界面風格如界面中的字體為宋體9號字，灰色主色調(diào)等。數(shù)據(jù)表示形式主要由表格和編輯框的格式給出。如果需要，將給出命令行的提示屏幕的格式。具體的屏幕格式在詳細設計階段給出。6.2 硬件接口通過操作系統(tǒng)和設備本身提供的驅(qū)動程序來實現(xiàn)與硬件的交互。6.3 軟件接口通信中間件：最終通過統(tǒng)一的API以及其上的COM，DLL或者獨立運行的標準程序作為提供的方式。數(shù)據(jù)中間件：最終通過統(tǒng)一的API以及其上的COM，DLL或者獨立運行的標準程序作為提