印刷數(shù)字樣張遠程傳輸系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計

筆者設(shè)計的系統(tǒng)由客戶端與服務(wù)器兩部分組成，雙方可以基于安全通道下進行通信，并能實現(xiàn)多對多的需求，即客戶端可以向多個服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，服務(wù)器同樣可以接收多個可信的客戶端，圖1描述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

承擔(dān)安全傳輸通道的是SSL機制，通過該策略，確保了只有可信的雙方才能建立起連接并進行通信。進行連接通信的雙方（一個服務(wù)器、一個客戶端）只保持一個安全通道，在一次上傳印前數(shù)字樣張任務(wù)結(jié)束后并不斷開連接。當然，上傳的文件可以是圖像、文本以及其他各種類型的文件等，且一次上傳也可以是多個文件。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

該網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的客戶端擁有一個任務(wù)隊列，任務(wù)隊列可以采用先來現(xiàn)服務(wù)的策略，也可以采用優(yōu)先級策略。通信的雙方基于SSL通道，按照一定的任務(wù)管理機制，進行任務(wù)上傳?？蛻舳嗽谶M行文件傳輸前，進行文件壓縮（也可以不壓縮）。服務(wù)器端先將上傳文件保存為臨時文件，當一個完整的文件到達后，才把臨時文件轉(zhuǎn)為原始文件。服務(wù)器端的任務(wù)隊列是所有需要上傳任務(wù)的集合，隊列中每一個任務(wù)都有一個標識，以反映該任務(wù)是否已經(jīng)上傳或正在上傳。圖2所示為整個系統(tǒng)的流程圖。

客戶端設(shè)計

圖2 系統(tǒng)流程圖

客戶端主要負責(zé)連接遠程服務(wù)器，與服務(wù)器建立安全網(wǎng)絡(luò)通道，主要包括：連接、數(shù)據(jù)庫、任務(wù)管理、狀態(tài)信息、錯誤處理、壓縮等模塊。

客戶端根據(jù)服務(wù)器IP地址和端口，實現(xiàn)TCP連接。雙方根據(jù)持有證書進行驗證，三次握手后實現(xiàn)連接。

在客戶端與服務(wù)器建立上述連接后，雙方一直保持這個連接，客戶端的任務(wù)都通過此通道上傳。數(shù)據(jù)庫模塊將保存所有上傳的任務(wù)信息和相關(guān)聯(lián)的服務(wù)器信息，任務(wù)信息描述了任務(wù)登記的時間、需要上傳的服務(wù)器等。服務(wù)器信息用來記載服務(wù)器IP和端口和其他相關(guān)信息。同時，任務(wù)上傳狀態(tài)也會被記載，如：任務(wù)數(shù)量、任務(wù)上傳時間、任務(wù)上傳進度等。

任務(wù)信息任務(wù)管理模塊主要用于管理任務(wù)，借助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理任務(wù)，其包括關(guān)聯(lián)的SSL信息、任務(wù)信息中具體文件信息、任務(wù)排隊情況、任務(wù)上傳情況。

圖3 文件壓縮與上傳模塊

SSL信息代表SSL通道信息，是與任務(wù)關(guān)聯(lián)的重要信息，任務(wù)的上傳就是以SSL信息加任務(wù)信息來標識的。任務(wù)排隊是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，維系著任務(wù)調(diào)度，可優(yōu)化系統(tǒng)運行。

任務(wù)的上傳狀態(tài)包含了每個任務(wù)的注冊時間、任務(wù)開始上傳時間、任務(wù)結(jié)束時間、任務(wù)包含文件數(shù)量及類型等信息。

文件壓縮模塊如圖3所示，采用邊壓縮邊傳輸?shù)牟呗?，主要負?zé)上傳任務(wù)中圖象文件的壓縮，調(diào)用RAR壓縮算法，對圖象文件做無損壓縮。

（4）良好的企業(yè)文化是一種無形的管理方式，它可以使人們樹立一種以企業(yè)為中心的共同價值觀念，帶動員工樹立明確目標，增強員工的凝聚力。

RAR的一個主要優(yōu)點是可以把文件壓縮目標分割到多個文件，并且很容易從這樣的分割的壓縮文件解壓出源文件。

另外，RAR也支持緊縮格式，把所有文件壓縮到同一個數(shù)據(jù)區(qū)以加大壓縮比，代價是解壓一個單獨的文件時必須解壓其前面的所有文件。圖3下部分為任務(wù)傳輸模塊（數(shù)據(jù)上傳），以SSL通道為依托，將任務(wù)信息中的文件分塊發(fā)送到服務(wù)器。

狀態(tài)信息模塊可以及時反饋用戶任務(wù)狀態(tài)信息，該模塊是基于對系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)用、傳輸?shù)鹊韧獠糠从?，可為用戶提供掌握系統(tǒng)運行情況，以便為后續(xù)任務(wù)加入提供依據(jù)。任務(wù)的狀態(tài)模塊可提供：任務(wù)數(shù)量、每個任務(wù)包含文件情況（類型、數(shù)量）、任務(wù)調(diào)用情況、任務(wù)完成情況、時間信息以及任務(wù)排隊情況等信息，有助于及時對系統(tǒng)進行全面了解。

錯誤處理模塊包含任務(wù)續(xù)傳、SSL通道自動重連、現(xiàn)場還原等處理機制。自動重連策略是在網(wǎng)絡(luò)中斷或服務(wù)器不可到達而造成SSL通道中斷時，客戶端根據(jù)任務(wù)隊列，向遠程服務(wù)器自動發(fā)送連接請求，請求建立新的SSL通道，以便任務(wù)繼續(xù)完成；如果網(wǎng)絡(luò)問題，或?qū)Ψ椒?wù)器繼續(xù)不可到達，則及時反饋給用戶，以便用戶采取進一步措施來解決問題，是計算機系統(tǒng)智能化發(fā)展的必然趨勢。

在系統(tǒng)出現(xiàn)如計算機重啟、計算機死機等問題后，客戶端需要重新啟動，此時，現(xiàn)場還原功能可以利用數(shù)據(jù)庫記載的任務(wù)信息、遠程服務(wù)器信息及任務(wù)狀體信息，便系統(tǒng)恢復(fù)到錯誤發(fā)生前的狀態(tài)。任務(wù)續(xù)傳是指客戶端重啟后，重啟前還沒有全部上傳的任務(wù)將會繼續(xù)續(xù)傳。

整個客戶端系統(tǒng)的工作流程如圖4所示，客戶端負責(zé)用戶上傳任務(wù)登記，寫入數(shù)據(jù)庫，選擇服務(wù)器進行上傳，將上傳任務(wù)加入上傳隊列，等待服務(wù)器啟動上傳請求。

當新任務(wù)到來時，客戶端首先根據(jù)任務(wù)需要上傳的服務(wù)器地址判斷是否雙方是否已經(jīng)有SSL通道，如果沒有，建立SSL模塊就會為雙方建立安全鏈接。

如果已經(jīng)存在通道，則直接把任務(wù)交由任務(wù)管理模塊，將任務(wù)加入上傳隊列，同時寫入數(shù)據(jù)庫，對所有上傳任務(wù)進行管理。此時，任務(wù)并沒有開始發(fā)送，因為，服務(wù)器此時可能比較繁忙，網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，因此，真正的上傳取決與服務(wù)器端的請求。

只有當遠程服務(wù)器發(fā)送上傳請求，且客戶端沒有處理發(fā)往其他服務(wù)器的任務(wù)時，隊列中服務(wù)器請求的任務(wù)開始上傳，在上傳過程中，對上傳的文件做無損壓縮處理，以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，邊壓縮邊傳輸；而在服務(wù)器端，只有等到完整的壓縮全部接收文件后，才解壓文件。除此之外，客戶端還支持對傳輸文件的預(yù)覽、上傳狀態(tài)顯示等信息。

圖4 客戶端工作流程

圖5 服務(wù)器組成模塊

服務(wù)器端設(shè)計

服務(wù)器負責(zé)多客戶端連接請求，實現(xiàn)雙方安全通道的建立，接收上傳數(shù)據(jù)，并實時對上傳文件進行解壓。

圖5描述了服務(wù)器的組成模塊：啟動模塊、客戶端連接請求模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、客戶端管理模塊、任務(wù)管理模塊、任務(wù)狀態(tài)及預(yù)覽模塊、任務(wù)接收模塊、文件解壓模塊。數(shù)據(jù)庫管理模塊設(shè)計與客戶端相同。

服務(wù)器啟動后，監(jiān)聽客戶端請求。如果有客戶端請求，就與之建立SSL安全通道，并把客戶端信息寫入數(shù)據(jù)庫，由客戶端管理模塊進行管理；對客戶端的任務(wù)，寫入數(shù)據(jù)庫，并依靠任務(wù)管理模塊對其操作；這個服務(wù)器系統(tǒng)維持一個任務(wù)隊列，實時檢測是否有待上傳的任務(wù)。

如果存在，任務(wù)接收模塊發(fā)啟對客戶端上傳請求，當指定的客戶端不繁忙時，客戶端就會將壓縮過的文件數(shù)據(jù)包發(fā)送到服務(wù)器，當任務(wù)接收模塊判斷是一個完整的文件壓縮包后，調(diào)用解壓模塊，還原文件。

如果客戶端繁忙，服務(wù)器就會選擇任務(wù)隊列下一個任務(wù)對其他客戶端發(fā)上傳請求。

服務(wù)器的任務(wù)管理模塊判斷任務(wù)隊列，只要不為空，就繼續(xù)發(fā)上傳請求。具體模塊描述如下：

圖6 服務(wù)器啟動及服務(wù)器處理客戶連接

圖6a所示的服務(wù)啟動模塊是服務(wù)器系統(tǒng)打開計算端口，并監(jiān)聽客戶端請求。啟動模塊實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的初始化。

圖6b所示的客戶端連接請求模塊是服務(wù)器與客戶端能否建立連接的關(guān)鍵。當服務(wù)器在端口上監(jiān)聽到有連接請求，客戶端必須先與服務(wù)器之間驗證證書，只有滿足要求的客戶端才可以成功連接服務(wù)器。

當滿足驗證要求后，服務(wù)器啟動處理客戶端事件進行處理，即開啟一個線程處理客戶端請求，后續(xù)所有該客戶端與服務(wù)器的通信，都由這個事件（進程）處理。

因此，每個客戶端與服務(wù)器間都有唯一一個對應(yīng)事件（進程）負責(zé)處理通信。

客戶端管理模塊與任務(wù)管理模塊是整個服務(wù)器系統(tǒng)的核心部分。客戶端管理與任務(wù)管理相關(guān)聯(lián)，每個客戶端只能與服務(wù)器建立一條通道，每個客戶端可能對應(yīng)多個任務(wù)，這些任務(wù)以任務(wù)名、注冊時間、及關(guān)聯(lián)的SSL信息（客戶端）相區(qū)分，任務(wù)的管理包括：任務(wù)隊列，任務(wù)調(diào)度，任務(wù)查詢等。任務(wù)管理模塊是服務(wù)器良好運行的保證。

任務(wù)狀態(tài)及預(yù)覽模塊是人機交互的接口。狀態(tài)模塊是服務(wù)器對當前系統(tǒng)運行狀態(tài)的反饋，能夠給操作人員決策提供參考。提供任務(wù)狀體、客戶端情況及當前系統(tǒng)運行狀態(tài)，同時，為了能夠檢測數(shù)據(jù)是否丟失及受損，設(shè)計了預(yù)覽模塊，能夠?qū)ι蟼魅蝿?wù)的文件進行預(yù)覽。

任務(wù)接收模塊與文件解壓模塊是和客戶端的發(fā)送和壓縮模塊彼此對應(yīng)的，只是過程相反。

綜上，服務(wù)器在以上模塊的配合下，確保了系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)暢通運行。任何模塊的瓶頸都會對系統(tǒng)造成性能的下降，甚至系統(tǒng)崩潰。