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基于前后端分离技术的web开发框架设计

日期:2021年04月12日 编辑:ad201107111759308692 作者:s11竞猜平台 点(dian)击次数:379
论文价格(ge):150元/篇 论文编号:lw202104061107511475 论(lun)文字数:68999 所属(shu)栏目:软件工程硕士论文(wen)
论文地(di)区:中国 论文语(yu)种:中文 论(lun)文用途(tu):硕士毕业(ye)论(lun)文 Master Thesis

本文(wen)是一(yi)(yi)篇软件工程硕士论(lun)文(wen),本文(wen)阐述(shu)了前(qian)(qian)后(hou)端分离架构在运营商 IT 系(xi)统(tong)重构中的(de)意义,通过对其中关键技术(shu)进行研(yan)究,实(shi)现了一(yi)(yi)套可扩展的(de)Web开发框(kuang)架。该框(kuang)架支持将(jiang)大(da)型的(de)系(xi)统(tong)分解为一(yi)(yi)系(xi)列前(qian)(qian)后(hou)端模(mo)块,每(mei)个模(mo)块专注于(yu)各自领域内(nei)的(de)功能实(shi)现,并实(shi)现模(mo)块间(jian)的(de)单点认证和安全交互机制。

第一章 绪论


1.1 课题背(bei)景

随着市场(chang)(chang)竞争(zheng)的(de)(de)加剧、网络结构的(de)(de)升级,运营(ying)商 IT 架(jia)构正(zheng)在向“平台(tai)+应(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)”的(de)(de)模式(shi)演进,将大型(xing)系(xi)统分解成一(yi)系(xi)列的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)和应(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong),通过对(dui)企(qi)业(ye)(ye)(ye)内外(wai)(wai)部的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力的(de)(de)整合、编排,快速支(zhi)(zhi)(zhi)撑(cheng)新(xin)业(ye)(ye)(ye)务。能(neng)(neng)(neng)力中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)按照企(qi)业(ye)(ye)(ye)专(zhuan)业(ye)(ye)(ye)划(hua)分,实现(xian)专(zhuan)业(ye)(ye)(ye)领域的(de)(de) IT 能(neng)(neng)(neng)力,例如(ru):网络资源中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)、客户(hu)关系(xi)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)、网络运行中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)、工(gong)(gong)单调度中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)等,能(neng)(neng)(neng)力中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)对(dui)外(wai)(wai)开放(fang) restful 风格的(de)(de) API,支(zhi)(zhi)(zhi)持远(yuan)程访问。应(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)层(ceng)负责贴近企(qi)业(ye)(ye)(ye)的(de)(de)各类岗位角(jiao)色、面(mian)(mian)向一(yi)线的(de)(de)场(chang)(chang)景(jing)打(da)造工(gong)(gong)具(ju),如(ru)营(ying)销(xiao)支(zhi)(zhi)(zhi)撑(cheng)工(gong)(gong)具(ju)、装维支(zhi)(zhi)(zhi)撑(cheng)工(gong)(gong)具(ju)、工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)支(zhi)(zhi)(zhi)撑(cheng)工(gong)(gong)具(ju)等。“平台(tai)+应(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)”架(jia)构有利于(yu)沉淀企(qi)业(ye)(ye)(ye)的(de)(de)核心(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)力,实现(xian)能(neng)(neng)(neng)力的(de)(de)共享(xiang)共建,助力企(qi)业(ye)(ye)(ye)在面(mian)(mian)向新(xin)业(ye)(ye)(ye)务、新(xin)网络时(shi),充分利用(yong)(yong)(yong)(yong)已有能(neng)(neng)(neng)力,快速组(zu)装成新(xin)的(de)(de)场(chang)(chang)景(jing)应(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong),降低软件的(de)(de)总拥有成本、快速适应(ying)(ying)(ying)新(xin)的(de)(de)市场(chang)(chang)需求。

“平(ping)台(tai)+应用(yong)”架构(gou)对(dui)运(yun)(yun)营(ying)商 IT 系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)建(jian)(jian)设和运(yun)(yun)营(ying)模(mo)式(shi)形成(cheng)挑战,由于历(li)史原因(yin),运(yun)(yun)营(ying)商大量 IT 系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)基(ji)于传(chuan)统(tong)(tong)“一体(ti)化”的(de)(de)(de)(de)架构(gou),系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)业(ye)(ye)务(wu)逻辑和交互界(jie)面在(zai)均在(zai)一个(ge)模(mo)块(kuai)(kuai)中设计、开(kai)(kai)(kai)发(fa)、部(bu)署(shu)、运(yun)(yun)营(ying),因(yin)而是(shi)一个(ge)相对(dui)封闭(bi)的(de)(de)(de)(de)体(ti)系(xi)(xi)(xi),模(mo)块(kuai)(kuai)间耦合度高,能力(li)对(dui)外不(bu)(bu)透(tou)明。为适应新(xin)的(de)(de)(de)(de)架构(gou)需求,新(xin)一代(dai)的(de)(de)(de)(de)应用(yong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)要具备以(yi)下特征:(1)微服(fu)务(wu)架构(gou):系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)被(bei)分解为一系(xi)(xi)(xi)列可(ke)独立部(bu)署(shu)的(de)(de)(de)(de)子模(mo)块(kuai)(kuai),但对(dui)用(yong)户来说是(shi)一个(ge)整体(ti)。(2)开(kai)(kai)(kai)放(fang)(fang)性(xing):系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)能力(li)通(tong)过(guo) restful协议开(kai)(kai)(kai)放(fang)(fang),支(zhi)持(chi)(chi)远程访问,对(dui)周边系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)透(tou)明。(3)前后端分离:支(zhi)持(chi)(chi)用(yong)户交互界(jie)面和业(ye)(ye)务(wu)逻辑被(bei)划分到不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)子模(mo)块(kuai)(kuai)中,独立建(jian)(jian)设和运(yun)(yun)营(ying)。(4)可(ke)扩展性(xing):支(zhi)持(chi)(chi)通(tong)过(guo)增加模(mo)块(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)方式(shi)扩展系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)功能,不(bu)(bu)改变现有模(mo)块(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)部(bu)署(shu)。(5)安全性(xing):保护开(kai)(kai)(kai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)能力(li)免受非授权访问,支(zhi)持(chi)(chi)用(yong)户一点登陆,所(suo)有子模(mo)块(kuai)(kuai)通(tong)过(guo)认证。(6)云原生:系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)能够在(zai)容(rong)器中部(bu)署(shu),支(zhi)持(chi)(chi)集中监控所(suo)有模(mo)块(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)运(yun)(yun)行(xing)状态,支(zhi)持(chi)(chi)基(ji)于容(rong)器技(ji)术一键(jian)发(fa)布、负载(zai)均衡、动态伸缩(suo)。(7)灰度发(fa)布:每个(ge)模(mo)块(kuai)(kuai)均可(ke)根据工号配置不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)版本(ben),达到无风险发(fa)布的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。

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1.2 研究的(de)目的(de)和(he)意义

本文研究新一(yi)代 Web 应用开发的(de)(de)(de)(de)各类技术(shu),在此基础上实现一(yi)套可(ke)扩展的(de)(de)(de)(de)开发框架(jia),将系(xi)统分(fen)解为一(yi)系(xi)列前后(hou)端(duan)模(mo)块(kuai)并实现了模(mo)块(kuai)之间(jian)的(de)(de)(de)(de)安全交(jiao)(jiao)互(hu)(hu)。该框架(jia)实现了一(yi)般系(xi)统的(de)(de)(de)(de)公共(gong)功能:员工工号管(guan)(guan)理、权限管(guan)(guan)理、角色(se)管(guan)(guan)理、安全认证、模(mo)块(kuai)管(guan)(guan)理、菜单管(guan)(guan)理、公告管(guan)(guan)理、部(bu)署(shu)环境(jing)管(guan)(guan)理。该框架(jia)支持(chi)在基于(yu)容器(qi)的(de)(de)(de)(de) PAAS 平台中发布、升级(ji)、迁移(yi)、负(fu)载(zai)均衡、扩容、缩容,以满足规模(mo)化运维的(de)(de)(de)(de)要求。该框架(jia)支持(chi)每(mei)个模(mo)块(kuai)部(bu)署(shu) AB 两套环境(jing),模(mo)块(kuai)间(jian)交(jiao)(jiao)互(hu)(hu)式,不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)工号访问不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)环境(jing),以达到模(mo)块(kuai)无风(feng)险升级(ji)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

本文研(yan)究(jiu)的(de)意义:(1)从实(shi)操层面对“平台(tai)+应(ying)用(yong)”的(de)演进思路(lu)进行 POC 验证(zheng)。(2)为(wei)企业传统 IT 系(xi)统演进提供技(ji)术支持,减少新(xin)应(ying)用(yong)的(de)上线时(shi)间(jian),提升运营效率。

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第二章 相关技术介(jie)绍


2.1 Web 框(kuang)架(jia)基础技术(shu)

2.1.1 HTTP

HTTP[20],全称是(shi) HyperTextTransferProtocal(超(chao)文本(ben)传输协(xie)议),是(shi) Web 应用(yong)(yong)中客(ke)户(hu)(hu)端和服(fu)务器之间(jian)的(de)交互协(xie)议规范,完成(cheng)客(ke)户(hu)(hu)端向服(fu)务端发起请求,服(fu)务端向客(ke)户(hu)(hu)端返回请求处(chu)理结果(guo)的(de)一(yi)系(xi)列过(guo)程。HTTP 协(xie)议是(shi)一(yi)种应用(yong)(yong)层(ceng)协(xie)议,工作(zuo)在 TCP/IP 协(xie)议基(ji)础之上,如图 2.1所示(shi)。

图 2.1 HTTP 协议交互过程[20]

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2.2 Web 后端技术

2.2.1 RestfulAPI

Restful[22],称为(wei)“表(biao)(biao)述(shu)性状态转移”,是(shi)一种基于 Http 协(xie)议(yi),用(yong)于系统模块之(zhi)间相互调用(yong)的(de)接口协(xie)议(yi)。RestfulAPI 将对外(wai)开放的(de)服务(wu)表(biao)(biao)达成(cheng) Web 资(zi)(zi)源,每个 Web 资(zi)(zi)源都通(tong)过(guo) Url 表(biao)(biao)达其调用(yong)地(di)址。客户端(duan)通(tong)过(guo) Url 发起 Http 请(qing)求对 Web 资(zi)(zi)源进行 get、post、put、delete 等(deng)操(cao)作,RestfulAPI 允(yun)许 web 服务(wu)的(de)设计(ji)者根(gen)据(ju)需(xu)求实现四种操(cao)作的(de)业务(wu)逻辑。

例如,用(yong)(yong)户管理模块提供(gong)对(dui)用(yong)(yong)户信息进行查询、新增、修改、删除(chu)的服务,RestfulAPI 将(jiang)用(yong)(yong)户作为一种资源,对(dui)应的 url 为:http://x.x.x.x/users。

调用用户管理模块的接口(kou)查询 id 为 1 的用户信息,则发起 http 请求如下:

Get /users/1.

调用用户(hu)管理模块的(de)接口(kou)查询用户(hu)信(xin)息,要求分页(ye)查询每页(ye) 20 条记(ji)录,返(fan)回第 1 页(ye),则发起 Http 请求如下:

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

Spring 框架[23]是 J2EE 应用开发的集成解决方案,提(ti)供(gong)了(le) IOC(控制反转)和 AOP(面向切(qie)面)两(liang)种核心机(ji)制,为应用程序内(nei)部各模(mo)块之间实现(xian)高内(nei)聚(ju)、低(di)耦合提(ti)供(gong)了(le)支(zhi)持。

IOC,又称“控制反转(zhuan)”,是一种根(gen)据(ju)配置实(shi)例化 Java 对(dui)象(xiang),管(guan)理(li)对(dui)象(xiang)生命(ming)周期(qi),组织对(dui)象(xiang)之(zhi)间关系的(de)(de)设计(ji)思想。Spring 框架将(jiang)纳入(ru)生命(ming)周期(qi)管(guan)理(li)的(de)(de) Java 对(dui)象(xiang)称之(zhi)为”Bean”,Spring框架在启(qi)动(dong)时自(zi)动(dong)创建 Bean,并(bing)将(jiang) Bean 放(fang)到 Spring 的(de)(de)上下文中。如(ru)果某个(ge) Bean 申明需要关联(lian)另(ling)外一个(ge) Bean,Spring 框架自(zi)动(dong)建立 Bean 之(zhi)间的(de)(de)关联(lian)。当(dang)某个(ge) Bean 申明需要关联(lian)另(ling)外一个(ge) Bean 时,可以申明关联(lian)另(ling)外一个(ge) Bean 的(de)(de)接口,Spring 会自(zi)动(dong)从上下文中查找实(shi)现该接口的(de)(de) Bean,从而建立两者之(zhi)间的(de)(de)关联(lian)。

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第三章 系统概要(yao)设计................... 41

3.1 总体架(jia)构......................... 41

3.2 功能架构......................... 42

第四章 系统功能(neng)实现............... 61

4.1 前端实(shi)现............................... 61

4.1.1 口令认证(zheng)........................ 61

4.1.2 单点(dian)认证....................... 63

第五章 总(zong)结与展望..................... 127

5.1 总结(jie)....................... 127

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


第四章(zhang) 系统功(gong)能(neng)实现


4.1 前端实(shi)现

4.1.1 口令认证

口令认证(zheng)界面由 oauth-web 模(mo)块实现,后(hou)端(duan) restful 服(fu)务由 oauth-rest 模(mo)块实现,如图 4.1所示(shi),访问(wen)地(di)址:http://oauth-web-a/login?clientId=portal-web.

图 4.1 口令认证界面

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第五章 总结(jie)与(yu)展望


5.1 总结

本文(wen)阐述了(le)(le)前后端分离架(jia)(jia)构(gou)在运营(ying)商 IT 系(xi)统重构(gou)中(zhong)的(de)意义,通过对(dui)其(qi)中(zhong)关(guan)键技术(shu)进行研究,实(shi)现了(le)(le)一套可扩展的(de)Web开发框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)。该框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)支(zhi)持将(jiang)大型的(de)系(xi)统分解(jie)为一系(xi)列前后端模块,每个(ge)模块专注于各自领(ling)域内的(de)功能实(shi)现,并实(shi)现模块间的(de)单点认证和安全交(jiao)互(hu)机制。相比于传统的(de)一体化开发框(kuang)(kuang)架(jia)(jia),该框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)具有(you)如下(xia)优(you)势:

(1)按照(zhao)“平台+应用”的设计思(si)想(xiang)实现了一套应用模板,集成关键技术,为企业搭(da)建能力中台、通过灵活(huo)组合编(bian)排的方(fang)式(shi)敏捷支(zhi)撑新的业务(wu)提供技术支(zhi)持。

(2)平(ping)台具备可扩展性,新的前后端模(mo)块只要符合安全交(jiao)互规(gui)范即(ji)接入(ru),并(bing)可独立设计、开发(fa)、部署(shu)和(he)运营。

(3)系统(tong)拆解为(wei)轻(qing)量级模块后,支持在基于容器的 PAAS 平台中(zhong)发布、监(jian)控、调度、扩容、缩容、负载均(jun)衡,符合企业(ye)建设统(tong)一 PAAS 平台的战略。

(4)该框架实现每个模块部署 AB 两套环(huan)境,不同(tong)的工号使用不同(tong)的环(huan)境,以支持(chi)版本(ben)(ben)发(fa)布(bu)时(shi)基(ji)于少量工号测(ce)试(shi),满(man)足(zu)白天无(wu)风险(xian)版本(ben)(ben)升级的要求。

参考(kao)文献(略)

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