1、編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟頁碼：第 頁C/S結構的局域網廣播系統設計與實現摘要：目前各類學校相繼建起了通過無線發射的方式傳播信息的局域廣播電臺，但是這種廣播電臺發射功率很小，只能小范圍傳播與接收，本文基于這個出發點，簡要介紹了C/S結構的局域網的網絡結構、功能特點、設備配置及可靠性管理，并通過網絡知識和軟硬件配置架構一套C/S結構的局域網廣播系統。關鍵詞:局域網廣播; 網絡結構; 設備配置Abstract: The types of schools have been built through the radio to disseminate informa

2、tion the way local radio stations, but the radio transmitting power is very small, only small-scale transmission and reception, Based on this starting point, gave a briefing on C / S-LAN network architecture, features and reliability of equipment configuration management, and through the network of

3、knowledge and structure of a set of hardware and software configurations C / S structure of the local area network broadcasting system. Key words: LAN broadcasting, Network structure, Equipment configuration目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc198525667 第一章 前言 PAGEREF _Toc198525667 h 3 HYPERLINK l _To

4、c198525668 1.1 TCP/IP簡介 PAGEREF _Toc198525668 h 3 HYPERLINK l _Toc198525669 1.1.1 TCP協議 PAGEREF _Toc198525669 h 4 HYPERLINK l _Toc198525670 1.1.2 UDP協議 PAGEREF _Toc198525670 h 5 HYPERLINK l _Toc198525671 第二章C/S結構綜述 PAGEREF _Toc198525671 h 6 HYPERLINK l _Toc198525672 2.1 C/S結構的分布模式 PAGEREF _Toc198525

5、672 h 6 HYPERLINK l _Toc198525673 2.2 C/S結構的應用模型 PAGEREF _Toc198525673 h 8 HYPERLINK l _Toc198525674 2.2.1網絡硬件環境 PAGEREF _Toc198525674 h 8 HYPERLINK l _Toc198525675 2.2.2網絡軟件環境 PAGEREF _Toc198525675 h 9 HYPERLINK l _Toc198525676 2.2.3中間件 PAGEREF _Toc198525676 h 9 HYPERLINK l _Toc198525677 2.3 C/S計算模

6、式的特點 PAGEREF _Toc198525677 h 11 HYPERLINK l _Toc198525678 2.3.1客戶機的特點 PAGEREF _Toc198525678 h 11 HYPERLINK l _Toc198525679 2.3.2服務器的特點 PAGEREF _Toc198525679 h 12 HYPERLINK l _Toc198525680 2.4研制C/S結構應用系統的方法 PAGEREF _Toc198525680 h 15 HYPERLINK l _Toc198525681 第三章 局域網廣播的構成 PAGEREF _Toc198525681 h 16 H

7、YPERLINK l _Toc198525682 3.1 廣播網絡的功能特點 PAGEREF _Toc198525682 h 16 HYPERLINK l _Toc198525683 3.2 網絡服務器的功能特點 PAGEREF _Toc198525683 h 17 HYPERLINK l _Toc198525684 3.2.1 網絡操作系統的功能特點 PAGEREF _Toc198525684 h 17 HYPERLINK l _Toc198525685 3.3 播出工作站的功能特點 PAGEREF _Toc198525685 h 17 HYPERLINK l _Toc198525686 3

8、.4 錄制工作站的功能特點 PAGEREF _Toc198525686 h 17 HYPERLINK l _Toc198525687 3.5 審聽兼管理工作站的功能特點 PAGEREF _Toc198525687 h 18 HYPERLINK l _Toc198525688 3.6 網絡設備配置明細 PAGEREF _Toc198525688 h 18 HYPERLINK l _Toc198525689 3.7 網絡的可靠性管理 PAGEREF _Toc198525689 h 19 HYPERLINK l _Toc198525690 第四章 局域網廣播的具體實現 PAGEREF _Toc198

9、525690 h 20 HYPERLINK l _Toc198525691 4.1廣播與多播 PAGEREF _Toc198525691 h 20 HYPERLINK l _Toc198525692 4.2廣播過程中的多線程實現 PAGEREF _Toc198525692 h 23 HYPERLINK l _Toc198525693 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc198525693 h 25 HYPERLINK l _Toc198525694 致 謝 PAGEREF _Toc198525694 h 26第一章 前言1.1局域網數據廣播系統設計思想與模塊說明下面,將從系統結構和原理分析

10、兩個方面對我們編寫的局域網數據廣播系統的設計思想和各模塊進行介紹和說明。1.1.1 系統結構局域網數據廣播系統分成服務器程序和客戶程序即發送端程序和接收端程序。服務器程序允許用戶選取本地硬盤上的數據,并向本局域網的所有主機廣播這些數據;客戶程序可以接收廣播的數據并在本地硬盤完成這些數據的保存。服務器程序在一個局域網內可以同時運行多個實例,只須采用不同的端口號就可以。客戶程序可以在多臺主機上同時運行。服務器程序和客戶程序可以運行在同一臺主機上。1.1.2 原理分析一個完善的數據廣播系統必須在技術上滿足下列四個要求:(1)數據接收的主動權由接收端控制;(2)數據傳輸必須采用非面向連接的傳輸協議;(

11、3)發送端必須能夠實現數據的分割和封裝;(4)接收端必須能夠實現數據的解析和重組。以上要求在我們的數據廣播系統中是這樣實現的。服務器程序采用UDP協議,初始化并創建一個Socket;讀取待發送文件的文件名、路徑名和文件長度等有關信息,計算出總的包數,按照自定義的包的數據頭的格式將它們組合成該文件的數據頭的前兩部分;然后,每次從待發送文件讀取5120字節的數據,作為自定義的包的實際數據部分;再從1開始,每次加1,給數據頭添加上包序號這一部分,產生一個長度為100字節的數據頭。最后,將數據頭和實際數據組合到一起,得到一個長度為5220字節的數據包,用廣播地址發送到網上。因為采用的是UDP協議,一般

12、情況下客戶端不可能一次就能完成所有包的接收,所以我們讓服務器程序循環播發4次。事實證明,循環播發4次,客戶端基本上能完成所有包的接收。客戶程序準備階段與服務器程序相同。根據我們自定義的包的格式,客戶在收到任意一個包之后,就可以從該包的數據頭讀取所需的信息,包括文件名、路徑名、總包數和包序號,每收到一個包,將實際數據從包中提取出來,寫入緩沖區,同時根據包序號將標志數組的相應位置“1”;客戶程序在以下兩種情況下正常結束:(1)在先后收到(3*總包數)個包之后,還沒有收到所有的包,認為接收失敗,接收程序結束;(2)收到了所有的包,根據從數據頭中讀取的文件信息將緩沖區內的文件數據寫入硬盤,接收程序結束

13、。廣播數據的分割與封裝上面提到的程序原理分析中,每個IP數據包中數據長度為5220字節;也就是說,我們每次向網絡上傳送5220字節的數據流。這樣,被傳送的文件在發送端(服務端)和接收端(客戶端)經歷了分割和重組這兩個步驟。根據需要,我們將數據域也分成兩部分:數據頭部分和實際數據部分。每個數據域都包括這兩部分。(1)數據頭我們定義了長度為100字節的數據頭。數據頭的內容包括含完整絕對路徑名的文件名FPN(FullPathName)、該文件被分割成的總的包數TPN(Total Packet Number)和這個包的序號PSN(Packet Sequence Number)。在我們的模擬程序中,數據

14、頭的實際格式如下:FPNTPNPSN根據FPN接收端可以確定所收到的文件的路徑名和文件名。根據TPN接收端可以確定所收到的文件的大致長度:文件長度=TPN*5120字節(注:這樣確定的文件長度可能會比文件的實際長度要長,但最多不超過5120字節,還是可以接受的。)根據PSN接收端可以將所接收到的包重新組合成文件。由于我們采用的是UDP協議,是一種非連接、不可靠的協議,無法保證每個包的到達順序和能否到達,因此每個包都包含文件信息,使接收端無論收到哪一個包都能及時地獲取文件的有關信息。(2)實際數據我們定義實際數據長度為5120字節。這部分包含的才是真正的文件數據。被傳送文件被分割成TPN= (文

15、件長度-1) /5120個包,然后逐包進行傳送。1.2功能擴展發送端可開辟多個發送頻道,每個頻道以不同的端口號來區別。接收端則可以根據不同的端口號來接收自己喜歡的節目。接收端可以選擇接收完節目后,立即播放,也可以以后播放。這樣,可以在半夜接收,白天播放。減少白天對網絡的壓力。第二章C/S結構綜述2.1 C/S結構的分布模式C/S分布模式是指將不同任務分布到客戶平臺和服務器平臺的多種形式。下面是幾種常見的模式，它們的區別體現為單個客戶請求得到服務響應過程中所涉及到的客戶和服務器數目不同。(1)單客戶-單服務器模式這是最簡單的一種模式，客戶向一個服務器提出請求，并收到響應。在UNIX系統的文件傳輸

16、協議任FTP中，客戶對遠程機器上某個文件的讀取請求，通過遠程機上一個相應服務器處理，便可得到結果。簡單圖示見圖2.1。圖2.1單客戶一單服務器模式(2)單用戶一多服務器模式在這種模式中，一個客戶可與多個服務器交互。簡單圖示見圖2.2。圖2.2單客戶一多服務器模式這里再舉一個較為復雜的應用實例來說明后面幾種模式。這是一個大規模商品交易系統的實例，由于商品交易種類多、交易會員數目大，整個系統設計為運行在由網絡相連的多個服務器主機和交易微機上。每個服務器主機負責一個不同種類商品的交易，而交易會員通過一臺微機可以做多個種類商品的交易。在這個例子中，單客戶一多服務器的模式體現在交易系統對交易會員提交交易

17、意向的校驗功能上。這時的客戶是在交易會員微機上的校驗程序。它需要從存放會員資金信息的服務器得到該會員交易保證金余額信息，還要從會員交易品種所在服務器取得品種價格等信息。校驗程序根據這些信息做出是否允許該會員進行所提交易的判定。(3)廣播模式這種模式是指一個客戶產生的信息被多個服務器接收。客戶平臺通常不要求服務器的響應。簡單圖示見圖2.3。圖2.3廣播模式在上述交易系統中，交易主機定時向各個交易微機發出交易實況信息是典型的一種廣播模式。這時交易主機成為客戶，而交易微機就起服務器作用。交易微機收到交易實況后，并不向交易主機返回響應。這種設計主要是出于性能考慮，因為交易微機不斷收到實況信息，過多的處

18、理會導致微機、主機和網絡性能的下降。(4)鏈式服務器模式這種模式是指在執行單獨一個客戶請求中，多個服務器以對客戶透明方式參與完成，即客戶調用某個服務器操作，在該服務器執行操作過程中，又調用其它服務器的一些操作。簡單圖示見圖2.4。圖2.4鏈式服務器模式在交易系統的例子中，也有這種模式的實現。交易意向通過微機提交給交易主機后，交易主機調用有關程序進行處理，一旦成交，將結果返回交易微機。在這一處理過程中，交易主機訪問過存放會員資金信息的服務器主機，進行回退交易保證金處理，而交易會員在微機一方對這種交互是無須知道的。從這種模式還可以看出，某臺機器會兼有服務器和客戶功能。(5)任務承包模式在這種模式中

19、，一個客戶將一些任務程序存放在一個服務器中，該服務器承包執行該任務，這中間也可能會訪問多個服務器。簡單圖示見圖2.5。圖2.5任務承包模式在上述交易系統中，這種模式體現在交易會員微機一方(即客戶)的某些功能，通過服務器數據庫中存儲的過程實現。這些服務器平臺上的存儲過程專門由客戶一方調用執行，負責完成客戶要求的任務。總之，從對C/S的分布模式的介紹中可以看出，一個簡單的應用可能只采用一種分布模式，而一個復雜的應用，可能會采用多個不同的分布模式。采用不同的分布模式，會為應用實現帶來靈活性，但同時也導致設計的復雜性。2.2 C/S結構的應用模型C/S應用模型源于局域網中的共享設備處理，包括網絡硬件環

20、境、網絡操作系統、網絡協議、各種客戶系統和服務器系統以及各種中間(middleware)等。簡單圖示見圖2.6。2.2.1網絡硬件環境從目前全球LAN市場來看，以太網(Ethernet)和令牌環網(TokenRing)的占有率在80%以上，處于主導地位。雖然從技術上各具特色，但Ethernet以其組網方便，價格適中，深受廣大用戶喜愛，在國內情況更是如此。TokenRing的價格是Ethernet的數倍，但由于其與Ethernet不同的技術思想，越來越受到對數據比較敏感的企業和部門的重視，大有后來居上之勢。FDDI(Fiber Distributed Data Interface)，特別是雙絞線

21、FDDI標準的出現，使它更易被人們接受。盡管FDDI的價格相對昂貴，但其高速帶寬和容錯等特點使它在網絡主干和網絡互連網等領域大有作為。圖2.6 Client/Server結構的應用模型2.2.2網絡軟件環境網絡軟件環境包括網絡協議和網絡操作系統兩個方面。其中，網絡協議用于實現各種操作系統的網絡連接及數據通訊。目前可供選擇的網絡協議很多，但最主要的是Novell的SPX/IPX和事實上的工業標準TCP/IP。TCP/IP協議是當今世界上應用最廣而不基于任何特定硬件平臺的網絡通信協議。采用TCP/1P協議的關鍵是可以用來解決異種機連網和異種機互連的問題，并可訪問Internet網。網絡操作系統是網

22、絡協議上的網絡服務系統。目前主要的網絡操作系統有Netware、UNIX、WINDOWS NT等。另外，工業標準的網絡文件系統(NFS)也具備網絡操作系統文件服務的功能，從而也被廣泛使用。由于C/S應用一般直接建立在網絡協議之上，所以人們關心網絡協議勝過于網絡操作系統。但在實現C/S計算環境時，仍然要借助于網絡系統提供的文件服務功能在網絡環境下開發各種應用。 隨著PC機在C/S應用模式中的使用越來越重要，基于PC的各種網絡協議也應運而生。著名的有PC/TCP和Novell網的PC SPX/IPX等。2.2.3中間件1.中間件出現的背景C/S模式的優點已被人們廣泛地承認，但是它并沒有導致基于C/

23、S模式應用的大量出現。這中間的原因是多方面的，但其中最主要的是缺乏有效的開發工具。從現在開始到以后很長一段時間內，網絡將被各種開放和專用系統占據，MVS、VMS、OS/2、WINDOWS、SNA、TCP/IP、OSI和IPX/SPX等系統和協議是程序員最主要的環境。直接針對原始的網絡協議編寫軟件對少數通信領域的專家來說是很適宜的，但是對大多數開發應用程序的程序員來說，編寫這種跨平臺的、多協議、多編程語言的應用軟件是一種很困難并且很費時的事。當程序員針對底層網絡工作時，C/S模式的軟件將很難發展。這主要表現在兩個方面:程序對底層網絡技術的嚴重依賴性;程序很難集成新的網絡服務，無法充分利用網絡提供

24、的新的功能特性。如果程序中有很多依賴于網絡的代碼，這些代碼就難于編寫，難于維護，也難于移植到其他操作環境之下。程序員在編寫程序時要把大量的精力投入到與應用本身沒有直接關系的網絡系統的學習、掌握和使用中，這是一件很費力的事情。如果軟件要運行在一個新的環境中時，程序員將不得不完成許多重復的工作。特別是現在技術發展速度很快，五年前還很流行的運行環境在五年之后可能只為少數人使用，這些大量已有的應用將很難維護以使之適應新的環境。隨著網絡技術的進一步發展，為了使網絡更易于為人們所用，一些新的網絡服務會不斷地推出。如為了安全性考慮，會有各種鑒別服務、授權服務出現，這些都對現有應用的發展很不利。為了解決應用過

25、分依賴于網絡的問題，一個有效的方法就是在客戶和服務器之間加一層軟件，也就是所謂的middle-ware(中間件)。2.中間件的功能與作用利用中間件提供的簡單的、較高層次的應用程序編程接口(API)，把下層網絡技術屏蔽起來，可以讓程序員把精力集中在應用方面，而不是通信問題上。中間件的主要功能就是把應用和網絡屏蔽開。從應用的角度看，中間件對網絡的作用和操作系統對本地計算機資源(硬盤、外設、內存)的作用是一樣的。在本地計算機上編寫軟件時，應用程序員不必關心磁盤尋道、I/O端口或內存換頁。好的中間件也要對網絡達到這種效果。沒有中間件，一般用戶將無法友好和有效地訪問多廠商的網絡。中間件為了向程序員提供高

26、層的、跨越多種平臺和協議的接口，要完成許多工作，這包括錯誤檢測、數據翻譯、安全、隊列和命名。中間件提供一些簡單但功能強大的命令，它的內部結構可用圖2.7來表示。圖2.7 中間件的內部結構目前最常用的中間件的技術是遠程過程調用(RPC) o RPC構成了NFS的基礎，也被開放軟件基金(OSF)定義為分布式計算環境(DCE)的標準。RPC本身就是C/S結構的通訊范例，它的思想就是要使客戶程序執行服務器上的過程就象執行一段本地的過程一樣簡單。RPC與C/S思想很吻合，利用它C/S應用的實現效率也很不錯，但由于RPC以函數庫的方式提供，普通用戶直接編程的難度很大，尤其是不同系統之間數據格式的轉換需要相

27、當程度的編程技巧。因此，更高層次的中間件技術采用共享文件系統，這種方式對用戶應用開發是完全透明的，但它未能很好地利用服務器的資源，也造成很大的網絡開銷。目前，C/S應用最廣泛的領域要數關系數據庫管理系統RDBMS。RDBMS未直接使用RPC或共享文件系統，而是在各種網絡傳輸層之上，實現一套與RPC類似的會話接口，通過這個接口客戶應用程序訪問駐留在服務器上的數據庫管理系統。如ORACLE SQL*NET、Sybase Open Client/Open Server、Informix STAR和Ingres NET都是實現這個會話接口的產品，也就是所謂的RDBMS的中間件。2.3 C/S計算模式的

28、特點2.3.1客戶機的特點在C/S系統中，客戶機是與用戶交互的部分，它具有以下特點:(1)客戶機提供了一個用戶界面(User Interface或簡稱UI)，這個界面負責完成用戶命令和數據的輸入，并根據用戶要求提供所得到的結果。典型的例子是客戶機程序向用戶提供的圖形用戶界面(GUI) 。(2)每個客戶機有一致的用戶界面。在一個C/S系統中還可能有管理控制和系統維護的用戶界面。(3)客戶機用一個預定義的語言構成一條或多條到服務器的查詢或命令，客戶機和服務器使用一個標準的語言或用該系統內特定的語言來傳遞信息，每個用戶在客戶機上的查詢或命令不必對應從客戶機到服務器的查詢。(4)客戶機可以使用緩沖或優

29、化技術以減少到服務器的查詢以及服務器上的安全和訪問控制檢查，客戶機還可以檢查用戶發出的查詢或命令的完整性。有時它甚至可以不必向服務器發出申請，在這種情況下，客戶機自己進行數據處理。當然客戶機最好不要提供這些應該由服務器提供的功能，因為如果服務器擁有安全管理機制，入侵者將很難攻破系統。(5)客戶機通過一個進程間通信機制和服務器完成通信，并把查詢或命令傳到服務器。一個理想的客戶機應把下層通信機制向用戶隱藏起來。客戶機的特點(2). (4)把它和連到主機上的笨終端區分開來，因為它擁有智能和處理能力。另一方面，也不能把特點(4)和資源共享模式下的客戶機相混淆，后者把服務器或主機上所有必要的文件下載過來

30、，然后在本地對它們進行處理。2.3.2服務器的特點在一個C/S系統中，服務器是一個或一組進程，向一個或多個客戶機提供服務。它具有以下特點:(1)服務器向客戶機提供一種服務，服務的類型由C/S系統自己確定。服務的類型可以從需要大量存儲的到需要集中計算的等各種應用。(2)服務器只負責響應來自客戶機的查詢或命令。服務器不主動和任何客戶機建立會話，它只是作為一個信息的存儲者或服務的提供者。(3)一個理想的服務器將向客戶機和用戶屏蔽整個C/S系統。一個客戶機與服務器的通信可以完全不了解服務器平臺和通信技術。在一個多服務器的環境下，服務器之間可以協調工作，共同向客戶機提供服務，這些服務器之間的通信協調對客

31、戶機應該是透明的。(4)C/S結構把一個應用分成運行在由網絡聯接的計算機上的不同進程。一項很重要的工作是如何把用戶的任務分成一些可以由服務器完成的子任務。一般說來，網絡系統提供的功能越強大，應用程序就會越小。2.3.3 C/S結構的特點C/S結構是一種很有特色的計算模式。它的主要優點有:(1)減少了網絡的流量。使用C/S模式，客戶計算機和服務器相互協調工作，它們只傳輸必要的信息。如果需要數據庫更新的話，只傳送要，更新的內容即可。由于處理數據的過程和數據是放在一起的，數據庫的內容不必傳來傳去。與此相對應的是，資源共享模式通常要傳輸大量的數據。(2)C/S應用通常能帶來較短的響應時間。這一改進的原

32、因之一是網絡的流量減少了，另一個原因是由于相當多的運算、數據處理是在比客戶機功能更強大的服務器上完成的，這比在客戶機上完成要有效得多。而影響響應時間的因素很多，如果C/S模式允許在本地留下遠地數據庫的副本，在數據查詢時，性能會得到很大的提高。但如果是更新操作，由C/S模式應用提供的響應時間和分時共享模式下的相應時間可能會沒有什么差別。(3)C/S模式可以充分利用客戶機(如微機)和服務器(如大的機器)雙方的能力，組成一個分布式應用環境。微機或工作站一般提供一個圖形的、高度交互的用戶界面和功能強大、便于使用的應用軟件，而傳統的小型機或大型機提供很強的數據管理、信息共享和復雜的管理、安全機制。C/S

33、模式正是把這兩方面的優點結合起來，充分發揮雙方的特點，完成用戶指定的任務。(4)通過把應用程序同它們處理的數據隔離，可以使數據具有獨立性。數據的封裝性使得改變對數據本身的操作較為容易，可以更快地開發出新的應用，以及通過少量的改動把新的數據集成到己有的應用中。即使服務器的內部實現(如數據庫系統，甚至操作系統)發生變化時，客戶也會根本察覺不到這種變化。同時由于數據處理被隔離在服務器上，服務器能對數據存取進行充分而且有效的控制。由于有著嚴格的安全機制，未通過鑒別或授權的客戶將無法對數據進行非法訪問，系統的數據完整性可以得到充分的保證。(5)因為由客戶機管理用戶界面，每個服務器可以支持更多的用戶。數據

34、庫信息可以只加鎖一段很短的時間，使更多的用戶可以獲得對數據的并行訪問。由于復雜的加鎖機制的存在，多個用戶共享數據不會傷害系統的完整性和性能，這一點無疑是對文件共享方式的改進。(6)由于許多機器和操作系統都能互連起來，用戶可以選擇最適宜的硬件和軟件環境，如具有很高性能價格比的PC機，然后把這些客戶機都連到一個更強大的服務器系統上。無論數據在哪里，用戶都可以不用學習服務器環境而訪問它。C/S模式比以前的兩種計算模式(分時共享模式和資源共享模式)更為優越。正是基于以上一些原因，它獲得了人們廣泛的歡迎。當然，C/S結構也有其自身的缺陷。其主要缺陷有:(1)缺乏統一的標準本來，制定標準的目的是為了實現與

35、廠商無關和多廠商產品集成。但現在的問題是從操作系統的API到分布系統管理的各個層次上都有相互競爭的機構，制定出彼此對立的標準。這種情況使得廠商與用戶感到無所適從。另一方面，標準普遍滯后于市場需求。為了適應市場，廠商就在某種標準的基礎上加進一些新的內容。這種做法使得基于同一標準的不同廠商的產品互不兼容，淡化了標準的作用。(2)系統集成難、運行費用高、管理難度大C/S結構標準復雜，從硬件到應用系統的每一個層次上都有多個廠商提供產品。各種各樣的產品并不完全兼容，這給用戶的系統集成帶來了很多問題。由于沒有專家能夠徹底研究各種產品之間的所有組合，用戶在設計自己的系統時就不可避免地帶有較大的盲目性。由于可

36、供用戶選擇的廠商和產品很多，一般都認為基于C/S結構的應用系統比較便宜。但在實際中，由于網絡通訊與人員培訓使系統增加了隱形開支，致使運行費用可能比專有系統還貴。基于C/S結構的應用系統的管理也是一個比較突出的問題。目前的情況是廠商一般只提供自己產品的管理工具。多廠商產品的管理基本上沒有現成的軟件可用，從而使多廠商產品構成的基于C/S結構的應用系統的管理特別困難。盡管C/S結構有個別缺陷，但它畢竟是一種非常優秀的計算模式。近年來，隨著Internet的日益流行，Browser/Serve:結構的應用范圍越來越廣泛。從技術的角度來看，Browser/Serve:結構中的Browser實際上就是C/

37、S結構中的Client。Browser/Server結構本質上是一種在特定環境(Internet、VWVW網)上的C/S結構。它采取的仍然是“請求/響應(Request/Response)”這樣一種計算處理模式。隨著計算機技術的發展，C/S結構不僅不會消亡，它將獲得越來越廣泛的應用。2.4研制C/S結構應用系統的方法當開發基于C/S結構的應用系統時，基本上可以按照軟件工程所提出的步驟，即:(1)用戶提出任務需求(2)對用戶任務需求進行調查，寫出任務需求文檔(3)對系統進行分析(4)構造數據結構和系統模型(5)構造出系統原型(6)與用戶磋商系統原型。如果用戶不滿意，還要重復步驟(3)-(6),直

38、至用戶對原型表示認可。(7)組織編程隊伍，完成工作計劃。(8)進行編程工作(9)調試和維護然而，由于C/S結構是一種具有獨特特色的計算模式，基于C/S結構應用系統的開發不能完全只采用傳統的工程開發方法。例如，在創建一個基于C/S結構的應用系統時，一般有許多廠商的產品可供選擇，以作為系統的軟件環境。不同產品之間的兼容性的測試在開發周期中應盡可能早和盡可能全面地進行。不同軟件廠商產品之間的兼容性往往成為最能引起問題的因素。因此，軟件廠商這個問題應成為開發計劃的一部分而加以考慮。當進行基于C/S結構的應用系統的開發時，應首先構造出可獨立執行的各個系統部件，使用戶不必等待整個系統開發完畢即可使用系統中

39、的部分功能，同時也能引發用戶對該系統的更大的興趣。第三章 局域網廣播的構成將分散的計算機、終端、外設由通信介質互相連接在一起，能夠實現相互通信的系統,稱為計算機網絡。其目的是通過數據通信，實現系統資源共享(包括硬件資源、軟件資源及數據資源)。計算機網絡發展中最活躍的分支是計算機局域網,它屬于一個部門或單位組建的小范圍網，因此組網方便，成本低,應用廣,使用靈活。目前，廣播電臺使用的網絡系統就屬于這一范疇,稱作數字音頻局域網。其網絡結構如圖3.1所示。圖3.1 網絡結構圖該網絡采用了交換集線器分流方案,整個網絡呈星形連接,傳輸介質為5類非屏蔽雙絞線,100Mb/s以太網及服務器經集線器同各工作站連

40、接。3.1 廣播網絡的功能特點數字音頻網絡系統集數字音頻處理技術、計算機網絡技術、大容量存儲技術與高可靠容錯技術于一體,以計算機控制的硬磁盤為主要記錄載體,實現了從節目的采集、制作、編排到播出的全部數字化和自動化,可以將錄制站上錄制好的節目通過網絡送到直播室播出,廣告亦可在網上自動或手動播出;可實現電臺的數套節目或數個系列臺以一個節目源同時播出;可方便地管理、查詢和使用節目資料。由此可見,以計算機網絡為平臺實現廣播節目的網上運作,具有傳統模式無法比擬的優勢。這一網絡已在太原人民廣播電臺、太原交通廣播電臺使用。下面將分別闡述網絡中各部分的功能特點。3.2 播出工作站的功能特點播出工作站由電腦、放

41、音卡、播出監控卡、同步時間校準卡及節目播出功能軟件等組成,能提供直播、錄播、點播、手動及自動順序播出等多種播出方式,并由屏幕顯示某一特定的播出功能。其播出軟件的功能很強,可設定不同的播出方式,錄播時采用順序自動播出,直播時采用手動播出,此時,主持人可節目單中任意選擇要播出的節目,并利用熱鍵屏幕快速獲取某一特殊效果和調用片頭、節目標題、廣告等。在直播中,還可隨意插播任意節目,插播完成后,將自動返回到原來的播出地址,繼續開始往下播出其時間關系可預先定義,智能判斷。如節目超時,后面的節目在允許范圍內可以順延,或將超時節目淡出,后續節目淡入;如節目時間不夠,可在節目之間自動補樂,確保本節目的完整性和下

42、一個節目的準時性。定時自動播出功能結合自動補樂技術,可輕松安全地完成全天的播音。3.3 錄制工作站的功能特點錄制音頻工作站由電腦、錄放卡及節目錄制功能軟件等組成,可提供多種音頻編輯模塊以滿足不同的需要。2軌編輯模塊簡單實用,主要用于語言節目錄制,也可進行音樂、廣告標頭、專題等節目的錄制。一臺錄制工作站上的音頻輸入和輸出與調音臺相連,可把連接到調音臺上的外圍設備(如CD、傳聲器、卡座等)的音源通過AIR2000應用軟件變成聲音軟件,再通過良好的人機界面直觀顯示模擬波形。制作時編輯功能為:錄音、淡入、淡出、電平調節、定義/消除編輯塊、剪切、粘貼、復制、移動、分割、合并等。使用硬磁盤的錄制音頻工作站

43、,具有一個革命性的優點,即非線性編輯功能。在編輯過程中,可以跳躍式地立即找到所需素材,然后將其插入到指定位置即可,所得到的永遠是第一代的聲音質量,對剪輯內容可進行精度高達1ms的調節,并有剪輯預聽功能,剪接點可以進行交叉淡化控制。在錄制發現有誤時,只要移動鼠標到錯誤點,即可簡單方便地重新錄音,錄音時能監聽輸入音源或重放已錄音軌的內容。先進的剪輯功能,使編輯工作的質量和效率得到了極大的提高。3.5 審聽兼管理工作站的功能特點由電腦、放音卡、單聽管理節目編排功能軟件等組成。不但可審聽管理節目庫中的音樂、廣告、標頭等節目,實時顯示和審聽當天的播出節目,審查一周已播出的節目狀況(其中各條可只聽頭聽尾以

44、節省時間),還具有多種節目編排方式,可編制節目串聯單和定時單,設定節目間銜接方式(淡入、淡出等),可根據節目月度、年度運行表填寫、修改節目定時單。3.6 網絡設備配置明細(1)網絡服務器:主機266MHz/64Mb RAM/4.5G硬盤,100Mb/s以太網卡;備機為HP機,奔騰300MHz/32Mb RAM/9G硬盤,100Mb/s以太網卡。(2)集線器:主機12口,3com,傳輸速度100Mb/s,備機16口,3com,傳輸速度100Mb/s。(3)不間斷電源UPS:1k VA/500VA各1臺。(4)中機存儲系統:Amaqaest950B陳列,7熱插拔大容量高速磁盤接口/32Mb RAM

45、/36G硬盤。(5)播出工作站:主機為HP機,奔騰MMX166MHz/32Mb RAM/2.5G硬盤/14英寸彩顯/鼠標及鍵盤/100Mb/s。網卡為3com網卡;放音卡為PCX200V2。備有WIN95及AIR2000直播軟件包。(6)錄制工作站:FOUNDER機,奔騰MMX166MHz/16Mb RAM/2.1G硬盤/14寸彩顯/鼠標及鍵盤/100Mb/s。網卡為WIN95及AIR2000錄制剪輯軟件包,錄放卡為PCX11+。(7)節目編審站:FORNDER機,奔騰MMX166MHz/16Mb ,RAM/2.1G硬盤/14寸彩顯/鼠標及鍵盤/100Mb/s/WIN95及AIR2000節目編

46、審軟件包。放音卡為PCX200V2。3.7 網絡的可靠性管理安全播出是廣播電臺的中心工作,所以網絡系統的可靠運行關系至關重要。首先,網絡中引入了各種容錯技術來提高系統的可靠性,其中包括電源容錯、服務器雙機容錯、播出站容錯及播出調音臺容錯。其次,采用數據備份技術。音頻工作站網絡是典型的客戶機/服務器模式,制作站將制作好的節目存放在數據庫和音頻文件服務器中,而播出站播放的節目也是從服務器中調出的,若服務器有問題,或者交換機有故障、網絡不通等都會造成停播,因此,系統管理人員定期將中心機房的數據庫和音頻文件備份到直播工作站的本盤上,充分保證廣播節目不中斷。第三,為了保證網絡系統的安全,控制用戶對有限資

47、源的訪問程度,系統管理人員可利用NT網絡的安全管理機制,如用戶配置文件,系統策略編輯器和登錄腳本可有效控制用戶工作環境,最低限度地降低因用戶誤操作而導致系統混亂。第四,在自動播出過程中,當主(或備)播出站由于硬件、軟件或電源出故障,造成無音頻輸出時,該網絡在倒機同時發出告警聲音信號;當播出站輸出正常,而調音臺無信號輸出或輸出信號偏低時,也能發出告警聲音信號。3.8廣播與多播 廣播數據即數據從一個工作站發出，局域網內的其他工作站都能收到它。這一特征適用于無連接協議，因為LAN上的所有機器都可獲得并處理廣播消息。使用廣播消息的缺點是每臺機器都必須對該消息進行處理。如果一用戶在LAN上廣播一條消息，

48、每臺機器上的網卡都會收到這條消息，并把它上傳到網絡堆棧，然后堆棧將這條消息在所有的應用中循環，看它們是否應該接收這條消息，通過循環檢查，會發現IAN中的多數機器都不會對該條消息感興趣，并最終將其拋棄，但是各臺機器仍需花時間來處理這個數據包，看是否在本機內有應用對其感興趣，結果，高廣播通信流會使LAN上的計算機陷入困境，因為每臺工作站都會檢查這個數據包。 (一般情況下，路由器都不會傳發廣播包。)多播(multicasting)是廣播的一種變形，IP多播要求對收發數據感興趣的所有計算機加入一個特定的組。進程希望加入多播組時，網卡上會增加一個過濾器，這樣，只有綁定組地址的數據才會被網卡拾起，并上傳到

49、網絡堆棧進行處理。視頻會議應用常常使用多播。在本文討論的局域網圖像廣播中就使用了這種技術。 對于Win32平臺，僅有兩種可以從Winsock內訪問的協議IP和ATM提供了對多播通信的支持。多播通信具有兩個層面的重要特征:控制層面和數據層面。其中控制層面定義了組成員的組織方式;而數據層面決定了在不同的成員之間數據是如何傳送的。這兩方面的特征既可以是“有根的”，也可以是“無根的”。在“有根的”的控制層面內，存在一個特殊的多播組成員，稱為c root(控制根或稱根結點)，而剩下的每個成員被稱做c leaf(控制葉和葉結點)。對于任何一個具體的組來說，都只能存在一個根結點。對于一個無根的控制層面來說，

50、它允許任何人加入一個組，其間不存在任何例外，這種情況下，所有組成員均為c-elaf。每個成員都有權加入一個多播組。IP多播就是無根控制層面的一個典型例子，圖5.1, 5.2顯示了有根與無根控制層面的區別，在有根控制層面中，c-root必須明確邀請每個c-leaf都加入該組，而無根控制方案中，任何人都可以自由加入這個組。圖5.1有根的控制層面 圖5.2無根的控制層面 數據層面也存在著“有根”和“無根”兩種形式，對一個有根數據層面而言，它有一個參與者叫作這root(數據根或根結點)，數據只能在d_root和多播會話的其他所有成員之間進行。顯然那些成員是d_leaf，這種傳輸既可單向進行，也可雙向進

51、行，但既然是一個有根數據層面，便暗示出自一個d- leaf的數據只會被d- root收到，而自dse_root的數據卻可被每個d leaf收到。 在一個無根的控制層面上，所有組成員都能將數據發給組內其他成員，從一個組成員發出的數據塊會被投遞給其他所有成員，同時所有接收者都能回送數據。至于誰能接收或發送數據，則不存在任何限制。同樣，IP多播采用的是數據層面上的“無根”通信方式。圖5.3, 5.4顯示了有根和無根的數據層面。圖5.3有根的數據層面 圖5.4無根的數據層面IP多播通信需要依賴一個特殊的地址組，也即“多播”地址，本文中正是利用了這個組地址對一個指定的組命名，對于同一個實驗室中的所有學生

52、計算機，若要這些計算機都能接收主機發來的數據，也能實現彼此之間的通信，可將所有計算機加入一個組地址，此后，由一個節點(主要是主機)發出的任何數據都會被發送到組內的各個成員，甚至包括始發數據的那個成員。本文之所以選擇多播而不是廣播，是因為可以在后續開發中進一步考慮給客戶機以權力使其可以選擇是否加入多播組來接收來自于主機的圖像傳輸。多播IP是一個D類的IP地址，范圍是-55。但是其中有許多地址是為特殊的用途而保留的。RFC1700文件中提供了保留地址一份詳細清單。Internet分配數字專家組(LANA)負責這個列表的維護。表2-1 中給出了部分多播地址:表2-1 部分多播地址 此外，將一個端點加

53、入一個多播組，便會同時指定一個“存在時間”(-)參數，通過這個參數，可以設定端點計算機上運行的多播應用程序為了收發數據中途需要經歷多少個路由器。加入IP多播組的過程非常簡單，因為每個節點都是一個“葉”，所以在加入一個組的時候，采取的操作步驟都是一樣的，IP多播在Winsock 1和2中都可以實現，在Winsock 1中，實現IP多播需要完成的基本操作如下: 1)首先由socket創建一個套接字，要設置為AF INET地址家庭，且模式應設為SOCK DGRAM 。 2)客戶機為從組內接收數據，應將套接字同一個本地端口綁定在一起。3)調用setsockopt函數，同時設置IP-ADD MEMBER

54、SHIP選項，指定想加入的那個組的地址結構。 Setsoc kopt的函數聲明如下:int setsoc kopt( SOCKET s, int level, int opt name, const char FAR *optval, int optlen); 如果使用的是Winsock 2，則步驟1)和2)是相同的，步驟3)則改成調用WSA Join Leaf函數來將自己加入那個組。對于主要負責發送數據的主機，它可以不必加入到IP多播組中，向多播組發送數據時，網絡中傳輸的數據包與普通的UDP數據包大致相同，只是目的地址換成了一個特殊的多播地址。在后續的討論中選用的多播地址是:，選用的端口地址

55、是4567。第四章 局域網廣播的具體實現4.1廣播與多播 廣播數據即數據從一個工作站發出，局域網內的其他工作站都能收到它。這一特征適用于無連接協議，因為LAN上的所有機器都可獲得并處理廣播消息。使用廣播消息的缺點是每臺機器都必須對該消息進行處理。如果一用戶在LAN上廣播一條消息，每臺機器上的網卡都會收到這條消息，并把它上傳到網絡堆棧，然后堆棧將這條消息在所有的應用中循環，看它們是否應該接收這條消息，通過循環檢查，會發現IAN中的多數機器都不會對該條消息感興趣，并最終將其拋棄，但是各臺機器仍需花時間來處理這個數據包，看是否在本機內有應用對其感興趣，結果，高廣播通信流會使LAN上的計算機陷入困境，

56、因為每臺工作站都會檢查這個數據包。 (一般情況下，路由器都不會傳發廣播包。)多播(multicasting)是廣播的一種變形，IP多播要求對收發數據感興趣的所有計算機加入一個特定的組。進程希望加入多播組時，網卡上會增加一個過濾器，這樣，只有綁定組地址的數據才會被網卡拾起，并上傳到網絡堆棧進行處理。視頻會議應用常常使用多播。在本文討論的局域網圖像廣播中就使用了這種技術。 對于Win32平臺，僅有兩種可以從Winsock內訪問的協議IP和ATM提供了對多播通信的支持。多播通信具有兩個層面的重要特征:控制層面和數據層面。其中控制層面定義了組成員的組織方式;而數據層面決定了在不同的成員之間數據是如何傳

57、送的。這兩方面的特征既可以是“有根的”，也可以是“無根的”。在“有根的”的控制層面內，存在一個特殊的多播組成員，稱為c root(控制根或稱根結點)，而剩下的每個成員被稱做c leaf(控制葉和葉結點)。對于任何一個具體的組來說，都只能存在一個根結點。對于一個無根的控制層面來說，它允許任何人加入一個組，其間不存在任何例外，這種情況下，所有組成員均為c-elaf。每個成員都有權加入一個多播組。IP多播就是無根控制層面的一個典型例子，圖5.1, 5.2顯示了有根與無根控制層面的區別，在有根控制層面中，c-root必須明確邀請每個c-leaf都加入該組，而無根控制方案中，任何人都可以自由加入這個組。

58、圖5.1有根的控制層面 圖5.2無根的控制層面 數據層面也存在著“有根”和“無根”兩種形式，對一個有根數據層面而言，它有一個參與者叫作這root(數據根或根結點)，數據只能在d_root和多播會話的其他所有成員之間進行。顯然那些成員是d_leaf，這種傳輸既可單向進行，也可雙向進行，但既然是一個有根數據層面，便暗示出自一個d- leaf的數據只會被d- root收到，而自dse_root的數據卻可被每個d leaf收到。 在一個無根的控制層面上，所有組成員都能將數據發給組內其他成員，從一個組成員發出的數據塊會被投遞給其他所有成員，同時所有接收者都能回送數據。至于誰能接收或發送數據，則不存在任何

59、限制。同樣，IP多播采用的是數據層面上的“無根”通信方式。圖5.3, 5.4顯示了有根和無根的數據層面。圖5.3有根的數據層面 圖5.4無根的數據層面IP多播通信需要依賴一個特殊的地址組，也即“多播”地址，本文中正是利用了這個組地址對一個指定的組命名，對于同一個實驗室中的所有學生計算機，若要這些計算機都能接收主機發來的數據，也能實現彼此之間的通信，可將所有計算機加入一個組地址，此后，由一個節點(主要是主機)發出的任何數據都會被發送到組內的各個成員，甚至包括始發數據的那個成員。本文之所以選擇多播而不是廣播，是因為可以在后續開發中進一步考慮給客戶機以權力使其可以選擇是否加入多播組來接收來自于主機的

60、圖像傳輸。多播IP是一個D類的IP地址，范圍是-55。但是其中有許多地址是為特殊的用途而保留的。RFC1700文件中提供了保留地址一份詳細清單。Internet分配數字專家組(LANA)負責這個列表的維護。表2-1 中給出了部分多播地址:表2-1 部分多播地址 此外，將一個端點加入一個多播組，便會同時指定一個“存在時間”(-)參數，通過這個參數，可以設定端點計算機上運行的多播應用程序為了收發數據中途需要經歷多少個路由器。加入IP多播組的過程非常簡單，因為每個節點都是一個“葉”，所以在加入一個組的時候，采取的操作步驟都是一樣的，IP多播在Winsock 1和2中都可以實現，在Winsock 1中