電子政務第5章電子政務系統(tǒng)的技術支撐

1、版權所有 : 北 京 交 通 大 學,第二篇 電子政務系統(tǒng)的技術支撐,第四章 電子政務系統(tǒng)的總體結構 第五章 IT基礎設施平臺 第六章 信息資源服務層 第七章 應用服務支持層 第八章 業(yè)務應用及表現層 第九章 電子政務系統(tǒng)安全保障體系,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.1 電子政務系統(tǒng)網絡概述,電子政務系統(tǒng)的網絡基礎設施的建設分為外網和內網; 外網主要是用于政府對外服務和政府之間的業(yè)務，如稅務、社會保障、工商、外經和宏觀經濟調控等。同時，我國政府各部委也建立了自上而下的縱向專網; 內網主要是為政府內部辦公系統(tǒng)服務。網絡互聯(lián)互通是實現電子政務系統(tǒng)業(yè)務協(xié)同和信息共享的基礎;,版權所有 :

2、北 京 交 通 大 學,電子政務系統(tǒng)網絡概述(續(xù)),在當代技術條件下，網絡互聯(lián)互通采用網絡互聯(lián)協(xié)議TCP/IP為標準和虛擬專用網（VPN）為主要技術手段 按照國家電子政務技術參考模型，電子政務系統(tǒng)網絡是由公眾服務器、應用層、應用支撐層和網絡基礎設施層以及貫穿各層的管理和信息安全等組成。 網絡基礎設施層位于底層，是各層的基礎，用來提供信息傳輸的通道。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,國家電子政務系統(tǒng)網絡互聯(lián)直觀示意圖,國家電子政務系統(tǒng)網絡互聯(lián)直觀示意圖 (圖5.1),圖5.1 國家電子政務系統(tǒng)網絡互聯(lián)直觀示意圖,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,實現網絡橫向和縱向互聯(lián)互通的關鍵技術,網

3、絡互聯(lián)的分級與分區(qū) 技術路線的采用 IP地址選取和分配 路由策略 域名系統(tǒng) 網絡安全性,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.2 城市級電子政務系統(tǒng)網絡基礎平臺,網絡基礎設施組成,圖5.2 城市級網絡基礎設施系統(tǒng)的基本組成示意圖,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,城市級網絡基礎設施系統(tǒng)的基本組成,橫向上IP網可分為核心層、邊緣層、接入層以及應用系統(tǒng)層; 核心層是由核心路由器或異步轉移模式(ATM）骨干交換機以及承載這些設備的光纖傳送網組成 ; 邊緣層是由邊緣路由器或ATM交換機組成;邊緣層設備可以通過光纖直接與核心設備連接，也可以通過SDH或DWDM連接。 接入層包括局域網、公眾電信網

4、、綜合業(yè)務數字網、移動網等在內的多種網絡以及接入網和接入網關、服務器等;,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,城市級網絡基礎設施系統(tǒng)的基本組成(續(xù)),在圖5.2中還表示了IP網的應用系統(tǒng)層，如會議電視、域名服務、服務提供者等。 采用信息交換機和服務網關是為了服務提供者的接入。 采用DDN和幀中繼也是為了延長服務端的接入。服務提供者可以是從事電子商務的服務提供商，如證券、銀行、保險機構、商業(yè)機構等，也可以是政府業(yè)務的提供者，如社會保障部門、行政審批部門、稅務部門和海關等。 采用信息交換是為了讓來自不同網絡的用戶通過網絡能夠享受不同的服務提供者提供的服務。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,

5、一個典型的城市級電子政務系統(tǒng)網絡結構框架,圖5.3 一個典型的城市級電子政務系統(tǒng)網絡結構,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.3 網絡接入方法,撥號接入 它僅需要一條電話線、一個調制解調器和一臺計算機就可以接入到電子政務系統(tǒng)中。這種方式速率低、可靠性差。 綜合業(yè)務數字網 綜合業(yè)務數字網（Integrated Services Digital Network，ISDN）是基于數字的電信標準。需要ISDN服務的個人可以從本地電話公司獲取一條“單線服務”的數字ISDN線路。單線服務允許終端用戶在線路上連接多個設備，例如，傳真機、計算機和數字電話。對于部分基層政府部門，ISDN可以作為撥號接入的

6、替代方式。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡接入方法(續(xù)1),數字用戶線路（x Digital Subscriber Line，xDSL）是一種通過在現有的電信網絡上使用高級調制技術，在用戶和電信運營商之間形成高速網絡連接的技術。其中ADSL的應用最為廣泛。 數字數據網絡（Digital Data Network，DDN）是利用光纖數字傳輸通道和數字交叉復用節(jié)點組成的傳輸網，可以為用戶提供各種速率的高質量數字專用電路和其他新業(yè)務，以滿足用戶多媒體通信和組建中高速計算機通信網的需要。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡接入方法(續(xù)2),混合光纖電纜（Hybrid Fiber C

7、oax，HFC），是光纖和同軸電纜的結合：光纖用于中央設備，同軸電纜用于連接個人用戶。從本質上說，HFC是層次結構的，在需要最高帶寬的網絡端口上使用光纖，在可容忍低速率的部分使用同軸電纜。 光纖到用戶（Fiber To The Curb，FTTC）使用光纖作為高容量干線，將光纖延伸到終端用戶旁邊。FTTC在城域網的建設中得到了廣泛的應用。當前城域網發(fā)展目標是在當地建立一個以大容量光纖為傳輸介質，基于IP交換的綜合業(yè)務網絡。而FTTC作為用戶直接接入高速城域網的一種便捷手段受到了格外的關注。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡接入方法(續(xù)3),GSM/GPRS接入 對于傳統(tǒng)的具有GSM/

8、GPRS功能的手持移動終端設備。國家電子政務的統(tǒng)一接入平臺主要提供負責基于短信和基于無線應用協(xié)議 （Wireless Application Protocol，WAP）兩種典型的接入方式。 CDMA接入 CDMA 1X作為2GB的移動網絡向3GB移動網絡的過渡方案，提供了強大的移動數據通信能力，使得實現任何人在任何地方、任何時間與其他任何人進行任何方式的通信最終成為可能。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.4 局域網互聯(lián)方法,LAN借助遠程連接和高速光纖主干（Backbones）線可擴充為城域網（MAN）和廣域網（WAN）； 選擇哪種遠程連接手段主要取決于傳送速度、連接距離、網間通信量

9、、網絡通信應用種類以及價格等方面的要求。 對于不同的應用，選擇適當的速度很關鍵。光纖連接可提供10Mbit/s到100Mbit/s或更高的通信速度，但目前光纖一般用于園區(qū)或城域范圍內；電話線或高速數據鏈路可提供長距離連接，但速度受到限制。通信帶寬在56kbit/s1.544Mbit/s比較合適。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,本地局域網互聯(lián)方式,（1）用網橋/路由器實現互連 對相距不遠的局域網，可用本地網橋/路由器將它們連接在一起。本地網橋/路由器有下面兩種形式： 內部網橋/路由器：這是配置在服務器上的網橋/路由器。由于一個Netware服務器可以配置4個不同的網絡適配器，故只要在服務

10、器中配置相應的網橋/路由器模塊，就可以互連4個相同或不同的局域網。 外部網橋/路由器：用一臺PC機作為網橋/路由器。在PC機中配置4個不同的網橋適配器，并裝入相應的網橋/路由器模塊，便可實現4個局域網的互連。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,本地局域網互聯(lián)方式（續(xù)1）,（2）利用FDDI實現互連 當單位較大、含有較多的部門局域網，而且部門局域網之間的信息量較大或較頻繁地訪問主服務器時，利用FDDI實現網絡互連是比較恰當的。這時的網絡結構實際上是一個兩級網絡結構，各部門的局域網為基礎網；FDDI作為主干網。 利用FDDI實現局域網互連，不僅可以提高局域網之間互訪和局域網對連接在FDDI主干

11、網上的服務器的訪問速度，而且具有較高的可靠性并能覆蓋較大的地理范圍。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,本地局域網互聯(lián)方式（續(xù)2）,（3）利用路由器或交換集線器互連網絡 雖然利用FDDI實現互連可獲得較好的互連網絡性能，但價格昂貴、技術復雜，主要用于構造較大型且性能要求較高的互連網絡。在一般情況下，常用的互連設備是高檔路由器或集線器。 利用路由器實現局域網互連：前幾年較常用的方式是，以路由器為中心來互連一幢大樓或一個企業(yè)中的局域網。這種互連方式實現了分布處理和集中管理，即處理功能分布在各個工作站和服務器上，但管理功能集中在路由器上。同時還可以互連不同類型的網絡，即可對在物理層、數據鏈路層和

12、網絡層上都不相同的網絡實現互連。但路由器是在網絡層上實現互連，所以延遲較大。 利用交換集線器實現互連：這種互連方式于20世紀90年代初推出，由于使用方便、性能又好，被大量采用互連以太網。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,遠程局域網互聯(lián)方式,當一個單位分布在很廣的地理范圍（比如處于不同的城市、不同的國家）時，其所屬的各部分網絡之間必然相距甚遠。這時就需要通過廣域網WAN互連各局域網，如圖所示： 圖5.4 LAN與WAN的互聯(lián),版權所有 : 北 京 交 通 大 學,遠程局域網互聯(lián)方式（續(xù)1）,(1)租用專線：租用專線互連遠程局域網是目前最成熟、最常用的一種方式。下圖是利用電話網中的租用專線來

13、實現遠程局域網互連的示意圖： 圖5.5 租用專線互連遠程LAN,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,遠程局域網互聯(lián)方式（續(xù)2）,(2)利用X.25分組交換網互聯(lián)：利用X.25分組交換網互連遠程局域網，不僅技術成熟、地理覆蓋面廣，而且還有一整套差錯控制設施，能夠提供更多的服務，因而能適應各種網絡，包括低質量網絡，但是也因此使其傳輸速率不高，只能以64kbit/s的速率運行。下圖是利用X.25分組交換網互連兩個局域網的示意圖。 圖5.6 利用X.25分組交換網互連遠程局域網,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,遠程局域網互聯(lián)方式（續(xù)3）,(3)利用幀中繼實現局域網互連：利用幀中繼互連遠程局域網

14、是一種常用的方式。由于幀中繼具有較高的傳輸速率（可達2048Mbit/s），幀中繼的流水線特性又特別適合局域網的突發(fā)性、高速率與大流量數據傳輸的特點，因而利用幀中繼來互連局域網有很大優(yōu)越性?，F在開通幀中繼的國家越來越多，我國也于1994年開通了。 (4)利用ATM網實現遠程局域網互連：用ATM網互連遠程局域網是一種比較好的方式，不僅傳輸速率很高，還能提供數據和語音業(yè)務，支持圖像和視頻業(yè)務，具有較寬廣的發(fā)展前景。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.5 數據存儲備份技術,數據存儲備份技術源于20世紀70年代的終端/主機計算模式，當時由于數據集中在主機上，因此，易管理的海量存儲設備磁帶庫是當

15、時必備的設備。 20世紀80年代以后，由于PC的發(fā)展，尤其是20世紀90年代應用最廣的客戶機/服務器模式的普及，此時網絡上文件服務器和數據庫服務器往往是要害數據集中的地方，而客戶機上也積累了一定量的數據，數據的分布造成數據存儲管理的復雜化。 Internet的發(fā)展促使存儲備份技術發(fā)生著革命性的變化。首先使存儲容量的急劇膨脹。其次是數據就緒時間的延展。最后，改變了數據存儲的結構。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份的重要性,無論是來自自然災害的威脅，還是其他主客觀因素的災難，一旦重要的數據被破壞或丟失，就會對單位日常工作造成重大的影響。這時，最關鍵的問題在于如何盡快恢復計算機系統(tǒng)

16、，使其能正常運行。而惟一可以將損失降至最小的行之有效的辦法莫過于數據的存儲備份。 數據備份系統(tǒng)的建設，對保障系統(tǒng)的安全運行，保障各種系統(tǒng)故障的及時排除和數據庫系統(tǒng)的及時恢復起到關鍵作用。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,存儲備份技術的特點,傳統(tǒng)的數據備份主要是采用數據內置或外置的磁帶機進行冷備份。但是這種方式只能防止操作失誤等人為故障，而且其恢復時間也很長。 隨著網絡的盛行，備份軟件技術在整個數據存儲備份過程中扮演了非常重要的角色，因為它不僅關系到是否支持磁帶庫，打開文件備份，在線數據庫備份，群件系統(tǒng)備份等各種先進功能，而且在很大程度上決定著備份的效率。,版權所有 : 北 京 交 通 大

17、 學,存儲備份技術的特點（續(xù)）,存儲備份技術并不僅僅指數據的簡單備份，還包括內容及備份的管理等多方面。 數據存儲備份技術一般包含硬件技術及軟件技術等，硬件技術主要是磁帶機等存儲硬件技術，軟件技術主要是通用和專用備份軟件技術等。而真正意義的存儲備份更強調軟件的備份。 硬件備份不能代替數據存儲備份，若發(fā)生人為的錯誤，由此引起的數據丟失也就無法恢復了。事實證明，只有采取硬件備份和很好的管理軟件相結合，才能為人們提供安全的數據保護。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份介質,（1）磁盤陣列 磁盤陣列又叫RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks，廉

18、價磁盤冗余陣列），是指將多個類型、容量、接口，甚至品牌一致的專用硬磁盤或普通硬磁盤連成一個陣列，使其能以某種快速、準確和安全的方式來讀寫磁盤數據，從而達到提高數據讀取速度和安全性的一種手段。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份介質（續(xù)1）,（2）磁帶庫 廣義的磁帶庫產品包括自動加載磁帶機和磁帶庫。 自動加載磁帶機是一個位于單機中的磁帶驅動器和自動磁帶更換裝置，它可以從裝有多盤磁帶的磁帶匣中拾取磁帶并放入驅動器中，或執(zhí)行相反的過程。它可以備份100GB200GB或者更多的數據。 磁帶庫是像自動加載磁帶機一樣的基于磁帶的備份系統(tǒng)，它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能，但同時具

19、有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB（1PB=100萬GB），可以實現連續(xù)備份、自動搜索磁帶，也可以在驅動管理軟件控制下實現智能恢復、實時監(jiān)控和統(tǒng)計，整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份介質（續(xù)2）,（3）光盤塔、光盤庫和光盤網絡鏡像服務器 光盤塔由幾臺或十幾臺CD-ROM驅動器并聯(lián)構成，可通過軟件來控制某臺光驅的讀寫操作。光盤塔可以同時支持幾十個到幾百個用戶訪問信息。 光盤庫實際上是一種可存放幾十張或幾百張光盤并帶有機械臂和一個光盤驅動器的光盤柜。光盤庫也叫自動換盤機，它利用機械手從機柜中選出一張光盤送到驅動器進行讀寫。 光盤

20、網絡鏡像服務器是繼光盤庫和光盤塔之后，最新開發(fā)出的一種可在網絡上實現光盤信息共享的網絡存儲設備。它不僅具有大型光盤庫的超大存儲容量，而且還具有與硬盤相同的訪問速度，其單位存儲成本大大低于光盤庫和光盤塔，因此光盤網絡鏡像服務器已開始取代光盤庫和光盤塔，逐漸成為光盤網絡共享設備中的主流產品。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,常用的存儲備份技術,目前流行的數據存儲備份技術主要有： QIC DC6000技術 DLT（Digital Linear Tape）技術 8MM技術 DC2000/Travan技術 DAT（Digital Audio Tape）技術 LTO（Linear Tape Open

21、）技術,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份方式,（1）直接外掛存儲（DAS） 采用直接外掛存儲（Direct Attached Storage，DAS）方案的服務器結構如同PC機架構，外部數據存儲設備都采用了直接掛接在內部總線上的方式，數據存儲是整個服務器結構的一部分。 這種方案主要在早期的計算機和服務器上使用，由于當時對數據存儲的需求并不大，單個服務器需要的存儲能力遠達不到目前對數據存儲的需求程度，因此，服務器僅僅需要外接較低容量的存儲設備，就可以滿足數據存儲的需求，在這個時期，往往數據和操作系統(tǒng)都未分離。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份方式（續(xù)1）,（2

22、）存儲域網絡（SAN） 存儲區(qū)域網絡（Storage Area Network，SAN），即通過特定的互連方式連接的若干臺存儲服務器組成一個單獨的數據網絡，提供企業(yè)級的數據存儲服務。 SAN方式易于集成，并可擴展，能改善數據可用性及網絡性能。利用SAN，不僅可以提供更大容量的存儲數據，而且地域上可以分散，并緩解了大量數據傳輸對于局域網的影響。SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列，這樣不管數據放置在哪里，服務器都可直接存取所需的數據。 光纖通道目前是建立SAN架構的唯一選擇，但是隨著新技術和市場的雙重作用，將來可能會用2G/10G以太網和/或InfiniBand架構（IBA）來實現SAN

23、。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,數據存儲備份方式（續(xù)2）,（3）網絡附加存儲（NAS） 網絡附加存儲（Network Attached Storage，NAS），也稱附網存儲，即將存儲設備連接到現有的網絡上，提供數據和文件服務。 NAS是一種特殊的、能完成單一或一組指定功能的基于網絡的存儲設備，它通過自帶的網絡接口把存儲設備直接連入到網絡中，實現海量數據的網絡共享，把應用程序服務器從繁重的I/O負載中解脫出來，它是新興的面向網絡存儲模式的標志性設備。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,5.6 網絡管理系統(tǒng),網絡管理簡單地說就是為保證網絡系統(tǒng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠和高效的運行，

24、對網絡系統(tǒng)所實施的一系列方法和措施，通常包括數據收集、數據處理、數據分析和產生用于管理網絡的報告。 網絡管理的意義 （1）網絡規(guī)模越來越龐大 （2）網絡資源和網絡服務越來越豐富 （3）網絡維護越來越困難 （4）網絡安全越來越重要,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理的目標,減少停機時間，改進響應時間，提高設備利 用率； 減少運行費用，提高效率； 減少或消除網絡瓶頸； 適應新技術； 使網絡更容易使用； 安全可靠。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理的模式,在網絡管理中，一般采用管理者代理的管理模型，如圖所示：,圖5.7 網絡管理模型示意圖,版權所有 : 北 京 交 通 大

25、學,網絡管理的模式（續(xù)1）,（1）管理者（Manager） 管理者通常位于一臺連網機器中，該機器稱為管理工作站。管理工作站是人類管理員與網絡管理系統(tǒng)的接口。管理工作站集中了網絡管理的智能。網絡管理工作站一般要提供以下功能： 具有數據分析、故障發(fā)現等網絡應用軟件； 提供網絡管理員監(jiān)視和控制網絡的接口； 能夠將網絡管理員的命令轉換成對遠程網絡元素的監(jiān)視和控制； 能與被管對象的MIB交換數據；,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理的模式（續(xù)2）,（2）代理（Agent） 代理位于被管理的設備內部，它把來自管理者的命令或信息請求轉換為本設備特有的指令，完成管理者的指示，或返回它所在設備的信息

26、。另外，代理也可以把自身系統(tǒng)中發(fā)生的事件主動通知給管理者。一般的代理都是返回它本身的信息，而另一種稱為委托代理的，可以提供其他系統(tǒng)或其他設備的信息。 代理是網絡中被管資源的“管理表示”。許多設備如主機、路由器、交換機甚至集線器都可以配置管理代理，以接受管理者的管理。代理對來自管理者的信息查詢和動作執(zhí)行請求做出響應，同時還可能異步地向管理者報告一些重要的消息。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理的模式（續(xù)3）,（3）管理信息庫（MIB） 要想對網絡資源進行管理必須先將網絡資源以計算機能夠理解的方式表示出來。一個網絡設備能夠被抽象表示為若干被管對象。而在Internet管理標準中，一個對象就是代表管理代理特性的一個數據，而這些對象的集合被稱為管理信息庫。 管理者通過讀取MIB對象的值來實現監(jiān)視功能：管理者通過設置對象值來達到使代理上發(fā)生一個動作或者修改代理的配置的目的。,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理的功能,網絡管理的功能主要包括： （1）配置管理 （2）性能管理 （3）安全管理 （4）故障管理 （5）計費管理,版權所有 : 北 京 交 通 大 學,網絡管理標準