玻璃深加工管理系统构架分析
玻璃深加工管理系统构架分析
吴春福：杭州派尔科技有限公司 浙大CAD&CG国家重点实验室工学硕士 微软最有价值专家
[摘要]本文首先阐述了两层构架、三层构架的概念，然后对三层构架和两层构架深度分析，得出结论：两层构架系统，必然是不安全的。接下来文本深度介绍派尔管理系统的系统构架，并在本文最后，告诉用户如何简单有效地识别“真伪三层构架”
引文
目前，因为深加工管理系统操作界面复杂，并且要求有很好的互操作性，所以，目前国内市场上的玻璃软件都是采用客户段/服务端（C/S）结构的软件体系。在介绍系统构架时，软件提供商几乎都介绍系统是采用三层构架。经过笔者对几家玻璃管理软件的分析，截止笔者发文前，除杭州派尔科技有限公司的管理软件采用真正意义上的三层构架外，其他的几家都不是真正意义上的三层构架，而是两层构架。所以，笔者有必要把三层构架和两层构架的概念以及对两类构架进行对比，并告诉读者如何区分“真假李逵”。
一、 两层构架和三层构架概念
在介绍两层构架和三层构架前，我们有必要回顾一下管理软件的数据存取。为保证数据及时共享，所有数据都是存放在中心数据库，客户端访问服务器中的数据库来存取数据。如下图：
1. 两层构架
从上图可以看出，数据存放在数据中心服务器，客户端软件直接对中心数据库中进行读取和保存，这就是C/S最基本系统构架模式，也就是通常说的两层系统。也就是说，客户端直接访问数据库的系统，为两层构架系统。
ERP经常要进行数据分析，从上图可以看出，如果要进行数据分析，要不放在客户端上进行，要不利用数据库本身的数据库分析功能，进行数据分析。
2. 三层构架
三层构架为避免两层构架的缺点（下文会对两层构架进行缺点分析），在客户段和中心数据库中间加上一层：业务处理层（下简称业务层）。如下图：
图2
从上图可以看出，客户端并不直接访问中心数据库，所有的数据存取，都是通过业务层，业务层再连接中心数据库。
举例说明一次查询订单的过程：
用户在客户端程序输入查询条件（比如说时间段），确认后将请求发送给业务层，业务层接到请求，分析请求内容，并构建数据库语句，到数据库提取数据，然后将数据发送给客户端。
对于玻璃管理系统，除了简单的查询，还有数据处理和分析。举例说明完工单审核的过程：
可以看出，客户端和业务层之间发送的数据量非常小。请求审核，发送“完工单号”，业务层处理完毕后，发送的可能为“审核成功”或“审核失败+失败原因”，最多在0.1K范围内。但是，业务层为了完成这个审核过程，要从数据库调出很多相关数据，数据量估计在10K左右。因业务层和数据库为同一计算机，直接内存操作，速度非常快。
由于业务层和客户端之间的通讯有自己设计和定义，所以可以进行压缩和加密传输。
二、 两层构架和三层构架对比
在对比前，我们同样以完工单审核为例。从上面两层结构可以看出，数据处理部分要不放在数据库，要不放在客户端。下面对这两种情况进行分析：
1）业务处理部分放在客户端，如下图
图中灰底部分为客户端。和上图对比，读者可以很清楚地知道，在进行一次完工单审核，需要从数据库取出大量的相关数据到客户端，并且客户端分析完毕后，再保存回服务器。
2）业务处理放在数据库（利用数据库本身的功能）：避免了两层中传递效率低的问题，但是，数据库造成了非常大的压力，特别是进行复杂数据分析或数学运算时，更是如此。另外，所有的业务逻辑都通过存储过程来处理，如果系统需要升级换代，数据表结构需要更改（增、删、改字段），则相应存储过程无法自动同步更改，并且不提醒开发人员，只有等到用户使用时，才出现错误。这就是为什么有些软件公司产品改进速度慢，甚至发现一些也错误也不敢去改正的真正原因，因为一旦修改表结构，可能会带来非常多的潜在错误（三层构架可以通过ORM工具来避免此类问题）。
从上分析，笔者得出结论，两层架构性能上远远不如三层架构（特别是跨Internet应用），或数据库压力上要比三层架构大，系统稳定性差。
当然，这些都不是最重要的。最为致命的安全性。笔者在谈安全性前，先给出一个结论：两层玻璃管理软件系统，一定是不安全的；只要装了客户端的电脑，一定可以看到系统的所有数据，包括客户资料、成交价格等敏感信息。
客户端和数据库是直接通讯的，那么在获取任何数据前，必须告诉服务器数据库密码，和数据库进行通讯握手。
两层架构系统，常见的密码处理方式：
图5
不管通过多高级的加密方式，最终都必须在内存中解密成明文，然后数据库系统会通过自己定义的数据传输方式对数据加密，进行数据传输。然后，数据库自己定义的加密方式，不管多高级，多先进，然而，作为通用系统，“高手”纷纷进行研究，最后的结果就是“道高一尺，魔高一丈”，开发出连“菜鸟”都能破解的工具软件。目前，据笔者测试，SqlServer（7.0，2000和2005版）、Oracle、MySql，都能用此工具轻松破解出密码。也就意味着，只要在任何一台安装了客户端软件的电脑，通过工具，可以直接获得数据库密码，装一个数据库工具（比如说查询分析器），就可以登录数据库，获取任何数据（根本就不通过企业管理软件，所有权限控制全部失效）。
读者一定会问，为什么不按自己的方式进行加密，然后再调用数据库。原理很简单，如果数据进行了加密处理，数据库是无法识别请求。密码窃取工具软件也就是利用了这一点，根本就不用通晓管理软件的加密方式，只需在调用的时候进行窃取。
图1、图2和图5，红色粗线部分，表示的是采用数据库传输协议进行数据传递（包括数据库密码），图1、图2中的X就是数据库密码窃取工具的截取点。
读者可以仔细看下图2，业务层和数据库的通讯都在服务器内部完成，而业务层和客户端的通讯，可以自行定义加密方式。所以，数据库密码窃取工具根本就无成下手。
既然三层构架有那么大的优裕性，为什么所有的管理软件不会都采用三层构架？这涉及到管理软件需要调用大量的数据，特别是异构数据，需要制定自己的数据传输协议，是一件费时费力的事情。现在玻璃管理软件鱼龙混杂，利润低，这也很多厂商不愿意投入更多的基础技术研发上，而是更愿意去开发更快获得利润的软件模块上。
综上所述，三层构架和两层构架对比，优缺点如下表：
|
|
三层 |
两层 |
|
| 数据库处理业务 |
客户端处理业务 |
||
| 传输速度 |
最快 |
快 |
慢 |
| 数据库运行压力 |
小 |
大 |
小 |
| 数据库升级难度 |
小 |
大 |
小 |
| 数据安全性 |
强 |
差 |
差 |
| 开发技术难度 |
大 |
小 |
小 |
| 发现隐藏错误的时机 |
开发期 |
用户使用期 |
开发期 |
图6
三、 派尔系统构架深度介绍
本节笔者将以派尔玻璃管理系统8.X版，详细讲述良好设计的三层构架的核心部分：业务层和客户端的通讯。
图7
客户端第一次运行时，会提醒是否提交信息给服务器，授权人员确认后，信息保存在数据库中。提交的信息来源于硬件基本信息（CPU系列号+硬盘系列号+网卡号）。对于没有经过验证的客户端，根本就无法调用业务层。而数据传输通过加密和压缩，一方面保证了数据安全，另外一方面提高了传输速度。
所以，除非是授权人员自己失责，未认真核对信息，就进行开通，否则，系统是非常安全可靠的。
目前派尔互联网试用开通中，除非是有人冒充玻璃深加工企业让我司开通，否则是没有进入系统的可能性。
通过授信的方式，有一个很大的好处。假设某业务员离职，带走了原先在公司的笔记本电脑，授权人员只需要将那台笔记本的信息删除，该笔记本就无法再连接到系统。
上面多次提到业务层，业务层其实也是一个软件，和常规软件比，没有运行界面，效率更高，更稳定，以NT Service的形式进行运行。Windows一启动，业务层自动启动（无须登录系统）。业务层和客户端的通讯，只需要指定一个端口号，客户端根本就不需存在数据库名和数据库密码。
四、 如何识别“伪三层构架”
依据上面对三层构架和两层构架的分析，识别“真假李逵”就变地非常简单。两层构架，客户端一定要连接数据库，而三层构架就不需要。下面以SqlServer2000为例，列举两种简单方法（在服务器上操作）：
方法一：数据库连接方式
因为三层构架可以做到数据库仅在服务器内部有效，所以，只需要开放Windows验证。如果将数据库安全性修改为“Windows验证”，所有客户端都不需要采用特定Windows账号登录Windows系统，客户端依然能正常连接到服务器，则是三层架构。
1) 启动企业管理器：开始菜单->程序->Microsoft Sql Server->企业管理器
2) （Local）->右键菜单->点属性
图8
3) 属性对话框->安全性，并按下图设置后点确定：
图9
方法二：通过防火墙禁用SqlServer端口
SqlServer2000通讯端口默认为1433。查看端口方法：在图9中点“常规”，然后点“网络配置”，弹出对话框如下图：
图10
选择TCP/IP，然后点属性可看到当前使用的端口号。
五、总结
本文重点讲述了两层构架和三层构架的概念，并从速度、安全性、开发难度等多角度分析了两者的区别，并以派尔玻璃管理信息系统为例，阐述了三层构架的数据传输过程，最后告诉用户如何区分一个管理系统是三层构架还是两层构架。
附：
1） 本文系派尔8.X版管理软件深度剖析系列文章，“看似相同，实则大不同”主题的第一篇。
2） 本文提到的数据库密码窃取工具，读者如有需要用于研究，可联系作者：[email protected] 。
本文观点系作者个人观点，欢迎指正。