商业管理云平台研究与设计

张少波，刘春霞，白尚旺，陈俊志，白少云

（太原科技大学计算机科学与技术学院，太原030024）



商业管理云平台研究与设计

张少波，刘春霞，白尚旺，陈俊志，白少云

（太原科技大学计算机科学与技术学院，太原030024）

摘 要：针对现有的商业管理系统升级缓慢、成本高、维护不便，无法满足新业务需求等问题，提出了一种基于云模式的商业管理云平台的设计方案。首先分析现有商业管理系统的特点，并指出不足之处；然后通过搭建云基础架构，对业务数据模型进行优化，并引入USB-KEY强化数据访问安全，方便用户操作。最后以珠宝行业为例，研究并设计了珠宝店业务管理云平台，通过上线运行能够满足珠宝企业的业务场景需求。

关键词：云基础架构；商业系统；珠宝行业

随着计算机软件技术的发展，各行业都从传统的手工方式逐步走向了现代化。使用专业的行业管理软件不仅能省工、省时、省力、省钱，还能帮助管理者进行信息查询、数据分析、决策参考等，从而达到扩大销售、降低库存、提高资金使用效率、增加效益的目的。随着行业的发展市场经营管理模式的转变，企业的扩大和各种新业务的产生，软件不能及时更新或更新成本太高，简单的管理软件已很难满足现实的需求。软件与互联网的融合云服务模式，代表了管理软件领域未来技术的发展方向。未来云模式将彻底的把软件由产品变为服务，改变人们对软件的观念，实现了对软件本质的回归。企业升级成云平台的管理系统，不会占用过多的运营成本，是企业走向现代化管理方式的最好途径。

1 云计算原理

云计算的原理是通过网络为终端用户提供服务，用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人终端设备上，而是运行在互联网的大规模服务器集群中［1-3］。用户的相关数据无需存储在本地而是保存在服务器的数据中心，云计算提供商负责服务器的正常运转和管理维护，用户只要能够链接互联网，就可以访问云，实现随需随用。

云计算按照服务类型分为三类：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。IaaS是将硬件设备等基础资源封装成服务供用户使用，它的最大优势在于动态申请和释放节点，资源利用率高。PaaS是将资源的进一步抽象，平台交付用户丰富的中间件资源，提供应用程序的运行环境等。SaaS是将某些特定应用软件功能封装成服务，用户之间数据隔离但软件资源共享的，用户付费使用的一种模式。

2 商业管理软件特点

通过调查发现，现有的商业管理软件大多数采用单机版或客户机/服务器（C/ S）模式的管理系统。单机版系统适用于单店经营，所有数据在本地操作，省去了网络通信，效率较高；C/ S模式系统可以在本地进行部分数据处理，降低服务器的负荷，数据库的存储管理功能相对透明。随着计算机软件技术的发展，这两种模式逐渐暴露出弊端，首先是软件升级维护不便，不能适应企业经营管理模式的变化［4］，如果企业因业务发展的需要，想要添加新的功能，就需要软件开发商根据业务需求开发完成后，再到现场进行安装调试，一旦有几百上千家都增加该需求，升级维护将是一件极不方便的事情；其次开发成本高，若各个企业都有自己的特色业务，需要定制化开发并安装调试，就需要花费大量的人力物力；再者安全性差，C/ S模式下系统数据库暴露在公网下，很容易被破解，可能导致数据库数据丢失或破坏。

本文提出了一种基于云服务模式的商业管理平台，可以有效地解决升级维护困难，成本高，安全性高的问题，对于使用者而言，只需关心软件的服务。

3 云平台搭建

然而引入基于云的架构能够有效解决传统基础架构的问题，基于云的基础架构在传统基础架构的硬件层的基础上，增加了虚拟化层、云层如下图1所示。

图1 云基础架构图Fig.1 Cloud infrastructure

●虚拟化层：云基础架构大都采用虚拟化技术，通过虚拟化层，屏蔽了硬件层自身的差异，向上呈现为标准化、可灵活扩展的虚拟化资源池。

●云层：通过对资源池调配和组合，自动生成应用系统所需要的资源，可以将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理，从而提升IT效率。

通过虚拟化整合，云基础架构提高了资源利用率和低成本部署，并且通过云平台层的自动化管理，实现了部署快、扩展性强、管理智能的可满足现代业务需求的云业务模式。

3.1 云计算集群设计

应用服务器集群技术是云计算的主要技术之一，在设计应用服务器集群时，需要考虑集群的负载均衡和session管理，集群的稳定性和可扩展性，可以及时发现集群中新上线和下线的服务器，并能向新上线的服务器分发请求，停止对已下线的服务器分发请求。综合了现有的负载均衡方案，分析了方案的优缺点后，采用数据链路层负载均衡作为该集群的负载均衡。使用session集群存储方式对session进行管理，以达到在集群内任意一台服务器处理请求都得到相同的结果。设计的架构图如下图2所示。

1.安全生产方面。一号煤矿以预算指标的形式分解生产任务与工作任务到各区队、各部室，以书面文件公开发布，在醒目位置张贴各部室本年度重点工作安排，以月考核、季考核、年考核的监测考核体系来督促各项工作的顺利高质量完成；安全目标以宣传横幅、LED电子屏、阶段性活动开展的主题口号等多种形式公开宣传，明确目标，鼓舞士气。

图2 应用服务器集群Fig.2 Application server cluster

物理服务器每台都部署tomcat采用应用服务器，负载均衡采用LVS软件负载请求到应用服务器。以Memcached缓存服务器作为session集中管理的实现。Memcached以主从复制方式部署，满足高可用集群设计。

3.2 云存储设计

分布式存储技术是云存储的关键技术，分布式存储是通过网络将分散的存储资源链接成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在各个存储设备上。而在该云平台设计上，主要是分布式数据库的设计，将一些物理服务器作为基本的存储节点，通过网络将这些分散节点连接成一个虚拟的数据存储设备。该架构的设计如下图3所示。

图3 数据库集群Fig.3 Database cluster

在这种架构中，虽然多台服务器部署了oracle实例，但是他们的角色有主从之分，数据写操作在主服务器上，由主服务器将数据同步到集群中的其他从服务器，数据读操作在从服务器上进行。

4 系统设计

本文以珠宝管理系统为例进行研究并设计，实现了珠宝店业务管理功能，利用JAVA EE平台，采用WAT框架，结合Oracle数据库设计和开发了管理云平台，以满足珠宝入库，销售，库存、财务、查询等各种需求。在数据访问上，采用USB-KEY的方式控制访问登录，以增强系统的安全性。

4.1 系统框架选择

通过对比其他框架，发现WAT（web application Toolkit）框架更符合现阶段系统开发需求［7］。该框架的优点在于开发者只需要掌握J2SE技术，可以像C/ S应用界面一样拖拉控件设计B/ S界面，并且无缝融合了AJAX技术，开发者根本不需要了解AJAX相关知识。在业务中实现的增删查改操作不需要开发者写任何一句SQL执行语句。如果其他通用框架SSH则需要掌握大量的web开发技能，如HTML，CSS样式，JavaScript脚本等，相对WAT框架在学习成本上要高很多。从时间角度和开发成本考虑，选用WAT开发系统最优，因其采用了控件开发界面，事件驱动解决业务逻辑、数据感知控件解决数据持久与操作的业务需求，可以使开发同等业务的B/ S应用的时间约等于开发C/ S应用的时间。

WAT框架模型如图4所示。

图4 WAT框架模式图Fig.4 WAT frame pattern graph

4.2 数据安全访问

为了实现数据安全访问，系统采用USB-KEY对系统进行登录保护。USB-KEY主要是对软件系统进行加密保护［8］，USB-KEY加密锁硬件支持RSA、3DES、MD5、SHA1算法。

而在本文中选用MD5进行数据加密，MD5 （Message-digest Algorithm）是将任意长度的字符串映射为一个128位的随机数据，并且该过程不可逆，即使了解加密原理也无法将密文反逆成原始字符串。信息加密过程如下图5所示。

图5 MD5加密过程Fig.5 MD5 encryption process

对于B/ S结构的应用，服务器端的代码是无法直接读取USB-KEY的数据，只能通过JavaScript脚本读取。

图6 USB-KEY工作流程示意图Fig.6 USB-KEY flow chart

图7 功能模块图Fig.7 Functional block diagram

USB-KEY工作流程示意图如图6所示。首先在USB-KEY中写入加密后的密文，通过JS读取后进行再次加密，发送到服务器端进行解密，解密后的密文跟数据库中存取的密文进行验证，然后返回是否可以登录的结果。系统使用USB-KEY作为登录验证的一种手段，除软件系统的验证外加硬件二次验证，会大大的增强系统的安全性，从而达到预期的效果。

4.3 系统功能设计

珠宝业务管理平台从功能上包括系统管理、系统维护、店铺管理、进货管理、销售管理、库存管理、查询统计及财务管理等［9］，功能模块设计如图7所示。

销售管理模块是该系统的核心模块，其中万能兑换、件件兑换、旧料存店是区别于其他珠宝业务系统的特色功能。万能兑换功能用于实现以旧换新业务，通过重量的拆分将旧品黄金兑换成新品黄金，加上部分加工费达到兑换的目的。黄金可以等价转换，而不需要将黄金折合成人民币，再由人民币转换成等价的黄金，省去了中间转换，这种方式对顾客而言是透明兑换。件件兑换功能是将顾客的按件销售的产品以折旧的方式回收，店铺负责人对该件商品估价，再把新品销售给该顾客的过程，一般而言，新品的价格大于旧品估价的价格，从而保证件件兑换的过程产生利润而不亏损。旧料存店功能是将旧品万足千足或足金的黄金存入店铺，存期分别是8、12、18个月，到期后统一折合成同等重量的万足黄金，珠宝店可以使用顾客的旧料进行周转从而减轻珠宝店的运营成本，顾客可以免费兑换到符合自己要求的贵金属饰品，是一举两得的业务。

通过增加这三种特色功能，不仅增加用户的体验方便用户使用，而且可以满足不同的业务场景，从而更容易推广该平台。

4.4 数据库设计

4.4.1 业务数据模型

为了适应多店铺通用的珠宝系统，需要解决数据存储的问题。现有的数据存储模式有三种［10］。（1）独立数据库存储，为不同的租户提供独立的数据库，这样就造成部署成本高。不适用于该珠宝系统。（2）共享数据库，隔离数据架构，共享同一个数据库，每一个租户使用不同的Schema，效果介于1 和3之间。（3）共享数据库，共享数据架构。他的共享级别最高，成本最低。鉴于该系统将来走低成本路线，选择第三种数据模式，牺牲隔离级别换取降低成本。

实现数据隔离需要在表结构中增加SHOPID字段。表结构都需要添加SHOPID字段并且将该字段添加为主键，销售主表中SALEID和SHOPID联合做主键，用于实现多租户之间的数据隔离。

4.4.2 触发器设计

使用触发器可以减少开发人员的工作量。方便修改业务逻辑，而不需要重启服务。安全性更高，避免SQL注入攻击。触发器自动执行，在程序端不需要进行任何业务判断。SALESORDER，SALESORDERITEM，MATERIALINSTOCK，RETURNPURCHASE等表使用了触发器，作用是数据同步，当销售产品时，数据插入SALESORDER和SALESORDERITEM，同时触发insert触发器，对库存表JEWINSTOCK减去相应的数量，对日结表（ACCOUNTDAILY）增加单据数，现金累加，对财务表（CWSHOPALLDATA）累加相应的金额。对顾客表（PURCUSTOMER）累加积分。而触发器中用到了大量存储过程，这些存储过程位于服务器上，调用的时候只需要传递存储过程的名称以及参数就可以了，因此降低了网络传输的数据量。

5 实现

通过上述设计，最终以珠宝系统为例，实现了珠宝店业务管理云平台的，并且在上线运行后，可以满足商业管理软件的需求，在后期的升级维护上，可以轻松应对。当系统的访问量变大之后，可以通过水平扩展应用服务器和数据库服务器提高系统的性能。系统的运行界面如下图8所示。

图8 系统运行界面Fig.8 System operating interface

6 结束语

对云平台的结构和分层体系进行了研究，分析了商业管理系统的特点和不足，以珠宝系统为例进行了系统的总体研究，设计了一个基于云模式的珠宝管理云平台，大大减少了软件的开发成本，增加了IT资源的利用率，强化了数据安全。使得系统更新维护更加方便，强化了企业的管理。

参考文献：

［1］ 赵亚娜.基于云平台的煤炭企业计划统计系统设计［J］.软件导刊，2015，14（1）：100-102.

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［3］ 刘雁.应用云技术搭建中小企业信息化平台［J］.邮电设计技术，2011（10）：34-38.

［4］ 纪永亮.基于B/ S模式的管理信息系统模型研究［J］.计算机应用与软件，2010，27（11）：149-150 +174.

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［6］ 宋敏.基于应用虚拟化技术构建新型云平台的研究［J］.电子技术与软件工程，2015（8）：200-201.

［7］ 白昌盛.基于WAT的区域卫生信息平台的架构与实现［D］.太原：太原科技大学，2013.

［8］ 宋云波，范建华.基于USB-KEY的非煤矿山管理信息系统的设计［J］.工矿自动化，2010（2）：70-73.

［9］ 李志，贾克斌.基于.NET MVC架构的网上珠宝销售系统的设计与实现［J］.计算机应用与软件，2013，30（3）：186-192.

［10］ 顾平莉.SaaS应用中多租户若干关键技术研究［D］.北京：北京邮电大学，11-24.

Esign of Business Management Cloud Platform

ZHANG Shao-bo，LIU Chun-xia，BAI Shang-wang，CHENG Jun-zhi，BAI Shao-yun
（Department of Computer Science and Technology，Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan 030024，China）

Abstract：Nowadays，the Business system has some problems such as slow upgrade，high cost，the difficulty to maintain and how to meet the demand for new business requirements.The design scheme of a business management cloud platform based on cloud model is proposed.First，the characteristics of the existing business management system are analyzed，and the shortcomings are pointed out.Then the business data model is optimized by building cloud infrastructure，and the USB-KEY is introduced to enhance the security of data access.Finally，the jewelry industry is taken as an example，the research and design of the jewelry store business management cloud platform can meet the business needs of the jewelry business through on-line operation.

Key words：cloud infrastructure，business system，jewelry industry

中图分类号：TP393

文献标志码：A

doi：10.3969/ j.issn.1673 -2057.2016.03.003

文章编号：1673 -2057（2016）03 -0176 -06

收稿日期：2015-09-14

基金项目：太原科技大学校研究生创新基金资助项目（20145023）

作者简介：张少波（1989 -），男，主要研究方向为软件分析与建模技术；通讯作者：刘春霞，副教授，E-mail：lcx456@163.com