系统架构设计笔记（40）—— 系统运行环境的集成与设计

拼搏现实的明天。 2023-02-19 11:25 15阅读 0赞

在设计一个新的系统时，设计者必须考虑目标系统的运行环境问题，人们往往认为软件应该能够在任何环境中运行，常常看到这样的系统，硬件已经升级了多次，而软件还是原来的软件。

软件的运行环境是指系统运行的设备 、 操作系统和网络配置。

## 1 集中式系统 ##

早期的计算机系统没有什么可以选择的，除了集中式系统。所有的操作都集中于一台主机中，而操作员必须在主机的附近操作，结果也在附近给出。这种系统仍然广泛地应用于批处理应用系统及更大的分布式系统的一部分。

集中式系统常见于银行 、 保险 、 证券行业，它们含有大规模的处理应用。而现在流行的电子商务又给大型处理机注入了新的活力，人们发现电子商务要面对大量的事务，需要大型处理机来处理。

但是，实践中很少单独使用集中式系统，因为大量的系统需要处理在地理上分布得很远的连接请求，这些请求有的需要实时响应，并可能要发送到其他某个地方的一个集中式系统。所以，在现代的系统中，集中式系统通常是某个分布式系统的一个环节。

集中式系统由以下几个部分组成。  
（1）单计算机结构：这种结构简单 、 容易维护，但是处理能力受到限制。  
（2）集群结构：由多个计算机组成，这些计算机具有类似的硬件平台 、 操作系统等。通常采用负载均衡 、 资源共享等方式实现更大的处理能力和容量。  
（3）多计算机结构：由多个计算机组成，这些计算机之间操作环境可能不同。适用于当系统可以分解成多个不同的子系统时。

## 2 分布式系统 ##

分布式系统由于网络的普遍延伸，费用的不断降低而越来越成为大型系统的首选环境。分布式系统必须基于网络，这个网络可以是在一个地域内的局域网，也可以是跨越不同城市乃至国家的广域网。对比集中式的计算机环境，分布式系统有着多种多样的形式。这也给设计者在确定系统运行环境时带来一定的烦恼。

## 3 C/S 结构 ##

系统由提供服务的服务器和发起请求 、 接受结果的客户机构成。这种结构是一种可以使用很多方式实现的通用结构模型。并非只限于数据库的 C/S 结构，典型的还有网络打印服务系统，现在流行的网络游戏也显然是基于这种结构的。

## 4 多层结构 ##

这种结构是 C/S 结构的扩展，典型的分为由存储数据的数据库服务器作为数据层 、 实现商业规则的程序作为逻辑层 、 管理用户输入输出的视图层所组成的三层结构。

当系统更复杂时，可以再增加其他层次构成多层结构。多层结构形式复杂，功能多样。实现多层结构常常需要来实现不同层次间通信的专门程序 —— 管件，也称为中间件。

中间件大多数实现远程程序调用 、 对象请求调度等功能。现代企业级的计算机系统大量地基于分布式结构。支持分布式系统的软件也曾经如同雨后春笋。系统如何分层 、 如何处理分布带来的同步等问题也就同样在考验设计者。

## 5 Internet、Intranet 和 Extranet ##

Internet 是全球的网络集合，使用通用的 TCP/IP 协议来相互连接。 Internet 提供电子邮件 、 文件传输 、 远程登录等服务 。

Intranet 是私有网络，只限于内部使用，也使用 TCP/IP 协议 。

Extranet 是一个扩展的 Intranet。 它包括企业之外的和企业密切相关合作的其他企业 。Extranet 允许分离的组织交换信息并进行合作，这样就形成了一个虚拟组织。

现在的 VPN 技术允许在公用网络上架构只对组织内部开发服务 。 Web 同样基于 C/S 结构，实际上 Web 接口是一个通用的接口，不是只能使用浏览器的协议，它同样能够在普通的程序中使用。

Internet 和 Web 已经给设计者提供了一个非常富有吸引力的选择方案。它的优势在于：它们已经成为网络的事实上的标准，支持它们的软件已经广泛地存在于全世界的计算机中，而且通信费用已经下降到很有竞争力的水平。从某种程度上来说，企业可以把 Internet 当作自己廉价的广域网。没有它们，电子商务还是水中月。

当然，事物有相反的一面，当设计者试图采用 Internet 时，必须考虑其不利的一面。 Internet 的安全性过去是，现在是，以后仍然是设计者头痛的问题。其他诸如可靠性 、 系统吞吐量 、 不断发展的技术和标准都是影响系统选择它们作为运行环境的不利因素。

设计者应该根据目标系统的实际需要来选择不同的运行环境。不过，已经有越来越多的公司提供支持 Internet 和电子商务的接口。