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    基于前后端分離技術的web開發框架設計

    日期:2021年04月12日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:141
    論文價格:150元/篇 論文編號:lw202104061107511475 論文字數:68999 所屬欄目:軟件工程碩士論文
    論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis

    本文是一篇軟件工程碩士論文,本文闡述了前后端分離架構在運營商 IT 系統重構中的意義,通過對其中關鍵技術進行研究,實現了一套可擴展的Web開發框架。該框架支持將大型的系統分解為一系列前后端模塊,每個模塊專注于各自領域內的功能實現,并實現模塊間的單點認證和安全交互機制。

    第一章 緒論


    1.1 課題背景

    隨著市場競爭的加劇、網絡結構的升級,運營商 IT 架構正在向“平臺+應用”的模式演進,將大型系統分解成一系列的能力中心和應用,通過對企業內外部的能力的整合、編排,快速支撐新業務。能力中心按照企業專業劃分,實現專業領域的 IT 能力,例如:網絡資源中心、客戶關系中心、網絡運行中心、工單調度中心等,能力中心對外開放 restful 風格的 API,支持遠程訪問。應用層負責貼近企業的各類崗位角色、面向一線的場景打造工具,如營銷支撐工具、裝維支撐工具、工程施工支撐工具等?!捌脚_+應用”架構有利于沉淀企業的核心能力,實現能力的共享共建,助力企業在面向新業務、新網絡時,充分利用已有能力,快速組裝成新的場景應用,降低軟件的總擁有成本、快速適應新的市場需求。

    “平臺+應用”架構對運營商 IT 系統建設和運營模式形成挑戰,由于歷史原因,運營商大量 IT 系統基于傳統“一體化”的架構,系統所有的業務邏輯和交互界面在均在一個模塊中設計、開發、部署、運營,因而是一個相對封閉的體系,模塊間耦合度高,能力對外不透明。為適應新的架構需求,新一代的應用系統要具備以下特征:(1)微服務架構:系統被分解為一系列可獨立部署的子模塊,但對用戶來說是一個整體。(2)開放性:系統的能力通過 restful協議開放,支持遠程訪問,對周邊系統透明。(3)前后端分離:支持用戶交互界面和業務邏輯被劃分到不同的子模塊中,獨立建設和運營。(4)可擴展性:支持通過增加模塊的方式擴展系統的功能,不改變現有模塊的部署。(5)安全性:保護開放的能力免受非授權訪問,支持用戶一點登陸,所有子模塊通過認證。(6)云原生:系統能夠在容器中部署,支持集中監控所有模塊的運行狀態,支持基于容器技術一鍵發布、負載均衡、動態伸縮。(7)灰度發布:每個模塊均可根據工號配置不同的版本,達到無風險發布的目的。

    ....................


    1.2 研究的目的和意義

    本文研究新一代 Web 應用開發的各類技術,在此基礎上實現一套可擴展的開發框架,將系統分解為一系列前后端模塊并實現了模塊之間的安全交互。該框架實現了一般系統的公共功能:員工工號管理、權限管理、角色管理、安全認證、模塊管理、菜單管理、公告管理、部署環境管理。該框架支持在基于容器的 PAAS 平臺中發布、升級、遷移、負載均衡、擴容、縮容,以滿足規?;\維的要求。該框架支持每個模塊部署 AB 兩套環境,模塊間交互式,不同的工號訪問不同的環境,以達到模塊無風險升級的目的。

    本文研究的意義:(1)從實操層面對“平臺+應用”的演進思路進行 POC 驗證。(2)為企業傳統 IT 系統演進提供技術支持,減少新應用的上線時間,提升運營效率。

    .........................


    第二章 相關技術介紹


    2.1 Web 框架基礎技術

    2.1.1 HTTP

    HTTP[20],全稱是 HyperTextTransferProtocal(超文本傳輸協議),是 Web 應用中客戶端和服務器之間的交互協議規范,完成客戶端向服務端發起請求,服務端向客戶端返回請求處理結果的一系列過程。HTTP 協議是一種應用層協議,工作在 TCP/IP 協議基礎之上,如圖 2.1所示。

    圖 2.1 HTTP 協議交互過程[20]

    ........................


    2.2 Web 后端技術

    2.2.1 RestfulAPI

    Restful[22],稱為“表述性狀態轉移”,是一種基于 Http 協議,用于系統模塊之間相互調用的接口協議。RestfulAPI 將對外開放的服務表達成 Web 資源,每個 Web 資源都通過 Url 表達其調用地址??蛻舳送ㄟ^ Url 發起 Http 請求對 Web 資源進行 get、post、put、delete 等操作,RestfulAPI 允許 web 服務的設計者根據需求實現四種操作的業務邏輯。

    例如,用戶管理模塊提供對用戶信息進行查詢、新增、修改、刪除的服務,RestfulAPI 將用戶作為一種資源,對應的 url 為:http://x.x.x.x/users。

    調用用戶管理模塊的接口查詢 id 為 1 的用戶信息,則發起 http 請求如下:

    Get /users/1.

    調用用戶管理模塊的接口查詢用戶信息,要求分頁查詢每頁 20 條記錄,返回第 1 頁,則發起 Http 請求如下:

    Get /users/page?pageIndex=1&pageSize=20

    Spring 框架[23]是 J2EE 應用開發的集成解決方案,提供了 IOC(控制反轉)和 AOP(面向切面)兩種核心機制,為應用程序內部各模塊之間實現高內聚、低耦合提供了支持。

    IOC,又稱“控制反轉”,是一種根據配置實例化 Java 對象,管理對象生命周期,組織對象之間關系的設計思想。Spring 框架將納入生命周期管理的 Java 對象稱之為”Bean”,Spring框架在啟動時自動創建 Bean,并將 Bean 放到 Spring 的上下文中。如果某個 Bean 申明需要關聯另外一個 Bean,Spring 框架自動建立 Bean 之間的關聯。當某個 Bean 申明需要關聯另外一個 Bean 時,可以申明關聯另外一個 Bean 的接口,Spring 會自動從上下文中查找實現該接口的 Bean,從而建立兩者之間的關聯。

    .............................


    第三章 系統概要設計................... 41

    3.1 總體架構......................... 41

    3.2 功能架構......................... 42

    第四章 系統功能實現............... 61

    4.1 前端實現............................... 61

    4.1.1 口令認證........................ 61

    4.1.2 單點認證....................... 63

    第五章 總結與展望..................... 127

    5.1 總結....................... 127

    5.2 展望............................. 127


    第四章 系統功能實現


    4.1 前端實現

    4.1.1 口令認證

    口令認證界面由 oauth-web 模塊實現,后端 restful 服務由 oauth-rest 模塊實現,如圖 4.1所示,訪問地址:http://oauth-web-a/login?clientId=portal-web.

    圖 4.1 口令認證界面

    .......................


    第五章 總結與展望


    5.1 總結

    本文闡述了前后端分離架構在運營商 IT 系統重構中的意義,通過對其中關鍵技術進行研究,實現了一套可擴展的Web開發框架。該框架支持將大型的系統分解為一系列前后端模塊,每個模塊專注于各自領域內的功能實現,并實現模塊間的單點認證和安全交互機制。相比于傳統的一體化開發框架,該框架具有如下優勢:

    (1)按照“平臺+應用”的設計思想實現了一套應用模板,集成關鍵技術,為企業搭建能力中臺、通過靈活組合編排的方式敏捷支撐新的業務提供技術支持。

    (2)平臺具備可擴展性,新的前后端模塊只要符合安全交互規范即接入,并可獨立設計、開發、部署和運營。

    (3)系統拆解為輕量級模塊后,支持在基于容器的 PAAS 平臺中發布、監控、調度、擴容、縮容、負載均衡,符合企業建設統一 PAAS 平臺的戰略。

    (4)該框架實現每個模塊部署 AB 兩套環境,不同的工號使用不同的環境,以支持版本發布時基于少量工號測試,滿足白天無風險版本升級的要求。

    參考文獻(略)

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