摘??要：闡述了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)中的運用，詳細介紹了該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并提出了相應(yīng)的安全防范措施。

關(guān)鍵詞：氣象災害;預警系統(tǒng);信息平臺;數(shù)據(jù)庫管理

中圖分類號：P429????????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.071

網(wǎng)絡(luò)作為不同于傳統(tǒng)媒體的第四媒體，已經(jīng)成為信息發(fā)布和傳播的重要媒介之一。因此，為了滿足氣象系統(tǒng)信息化建設(shè)的需求，晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)于互聯(lián)網(wǎng)上的廣大用戶，并適度超前發(fā)布氣象災害預警信息，形成了一個以利用Web信息技術(shù)、Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的災害預警信息發(fā)布專業(yè)平臺。

1??系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。其中，邏輯結(jié)構(gòu)表示軟件的整體結(jié)構(gòu);物理結(jié)構(gòu)表示軟件部署時的總體結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示，網(wǎng)站設(shè)計采用Web四層結(jié)構(gòu)，自頂部向下依次為表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)持久化層和數(shù)據(jù)庫層。

圖1??晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)

上述各個層級的功能和作用具體表現(xiàn)在以下4方面：①表示層。表示層是指網(wǎng)站用戶和管理員在瀏覽器中能看到的所有頁面，包括網(wǎng)站所有的頁面展示部分，且與邏輯層分離，這有利于網(wǎng)站的制作、維護和擴展。②邏輯層。邏輯層包括用戶和管理員的業(yè)務(wù)邏輯，定義了業(yè)務(wù)流程和用戶交互的過程。單獨劃分邏輯層有利于重新定義網(wǎng)站和升級業(yè)務(wù)邏輯，且不會影響其他層次。③數(shù)據(jù)持久化層。數(shù)據(jù)持久化層負責所有信息集和信息項的數(shù)據(jù)持久化操作和增刪改查，可接受其他模塊的調(diào)用和邏輯組織，并具有執(zhí)行相應(yīng)的持久化功能。④數(shù)據(jù)庫層。數(shù)據(jù)庫層負責管理系統(tǒng)中的oracle數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)庫。

晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)采用了當下比較流行的四層用戶/服務(wù)器模式。這種模式在邏輯上將應(yīng)用功能分為用戶顯示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久化層和數(shù)據(jù)層。用戶顯示層可為用戶提供應(yīng)用服務(wù)的圖形界面，有助于用戶理解和高效定位應(yīng)用服務(wù);業(yè)務(wù)邏輯層位于顯示層與數(shù)據(jù)持久化層之間，是專門為實現(xiàn)氣象局提供明確的業(yè)務(wù)邏輯的層次，該層次封裝了與系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的應(yīng)用模型，主要負責業(yè)務(wù)邏輯的封裝，并分離用戶表示層與數(shù)據(jù)庫持久化代碼;數(shù)據(jù)持久化層可確保用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)服務(wù)之間的聯(lián)系，主要功能是執(zhí)行用戶數(shù)據(jù)的持久化工作，將封裝的模式呈現(xiàn)給用戶應(yīng)用的程序，并提供固定的持久化接口;數(shù)據(jù)層是上述模式中最底層也是最關(guān)鍵的一層，用來定義、維護、訪問和更新數(shù)據(jù)并管理和滿足應(yīng)用服務(wù)對數(shù)據(jù)的請求。Web四層結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2??Web四層結(jié)構(gòu)

晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系統(tǒng)四層結(jié)構(gòu)具有以下4個特點：①任何系統(tǒng)都須具有良好的靈活性和可擴展性。對于環(huán)境和應(yīng)用條件經(jīng)常變動的情況，只要對應(yīng)用層實施相應(yīng)的改變，就能達到適應(yīng)環(huán)境的目的。②增強了氣象對象的重復可用性。氣象對象是指封裝了企業(yè)邏輯程序代碼、能夠執(zhí)行特定功能的對象。③隨著組件技術(shù)的發(fā)展，這種可重用的組件模式會被越來越多的網(wǎng)站開發(fā)商接受。④該系統(tǒng)的四層模式具備很高的穩(wěn)定性、延展性，可集中管理服務(wù)，并將服務(wù)統(tǒng)一于用戶端。

從圖3中可以看出網(wǎng)站在web設(shè)計四層結(jié)構(gòu)中各個模塊的部署位置。其中，包括1臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、2臺應(yīng)用服務(wù)器和1臺流媒體服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于部署數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，比如MySql和oracle;1臺應(yīng)用服務(wù)器分別部署管理員功能模塊和普通用戶模塊;流媒體服務(wù)器可播放視頻天氣預報。Web四層結(jié)構(gòu)中的表示層、邏輯層和數(shù)據(jù)持久化層均部署在應(yīng)用服務(wù)

器上，數(shù)據(jù)層部署在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。采用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分離的方式可提高數(shù)據(jù)庫的安全性，同時還能提高網(wǎng)站的性能。此外，采用2臺應(yīng)用服務(wù)器分離管理員和普通用戶有助于提高網(wǎng)站的整體性能。該系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3??晉城市氣象災害預警公共服務(wù)系物理結(jié)構(gòu)統(tǒng)的拓撲設(shè)計

2??關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)有以下6種：①信息中插入圖片。采用FCKEditor中的html編輯器，在信息中插入圖片后可直接看到效果，從而簡化了圖片信息的錄入過程。②系統(tǒng)安全性。建立了嚴格的用戶校驗機制，采用基于角色的訪問控制模型實現(xiàn)了對后臺管理系統(tǒng)用戶訪問權(quán)限的管理，以保證系統(tǒng)的安全性;建立了日志管理機制，可記錄系統(tǒng)的登錄、退出、編輯和刪除等行為。③并發(fā)訪問。選擇了性能較好的Web服務(wù)器tomcat，并采用靜態(tài)頁面等方式減少并發(fā)訪問時數(shù)據(jù)庫連接對資源的消耗。在發(fā)布信息時，可生成靜態(tài)頁面，用戶訪問時直接讀取靜態(tài)頁面，無需從數(shù)據(jù)庫中動態(tài)讀取數(shù)據(jù)，大大減少了數(shù)據(jù)庫的連接次數(shù)，解決了并發(fā)訪問時數(shù)據(jù)庫連接耗盡的問題。④氣象站與地理信息的結(jié)合。選擇了WebGIS提供的MapABC，可將氣象信息與地理信息有機結(jié)合，并展示于互聯(lián)網(wǎng)中，使相關(guān)用戶能自主獲得更多的氣象信息，且具有良好的并發(fā)性。⑤氣象探測信息的互聯(lián)網(wǎng)展示通過統(tǒng)一的編程接口發(fā)出，整合了零散的氣象探測信息，且能夠有效地在互聯(lián)網(wǎng)上展示，使相關(guān)用戶能夠在氣象產(chǎn)品中獲取更多的收益，進而給人們的日常生活、農(nóng)業(yè)活動和廣大科研機構(gòu)提供了更有效的信息展示方式。⑥在流媒體氣象視頻展示中，采用了視頻壓縮技術(shù)和多種流媒體服務(wù)方式，可向相關(guān)用戶展示立體的圖像和音頻信息。

3??安全防范措施

3.1??數(shù)據(jù)的安全保護措施

在業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)收發(fā)過程中，需要在數(shù)據(jù)收發(fā)、身份識別和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等方面具備特別的保護措施，具體可以采用以下4種措施保護數(shù)據(jù)的安全：①全套接層協(xié)議（SSL）是在Internet的基礎(chǔ)上提供的一種保證私密性的安全協(xié)議，它能使用戶與服務(wù)器應(yīng)用之間的通信不被攻擊者竊聽，并始終對服務(wù)器和用戶進行認證。因此，采用SSL協(xié)議可有效加密和認證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。②采用SSH協(xié)議實現(xiàn)Internet的加密訪問。③后臺數(shù)據(jù)文件的安全是該系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分。因此，應(yīng)采用信息加密工具PGPi實現(xiàn)窗口信息加密、簽名文件加密、傳統(tǒng)檔案加密、文件和磁盤的安全清除等功能。④應(yīng)獨立為系統(tǒng)安裝硬件身份識別工具，可保證與第三方CA認證機構(gòu)單位認證和數(shù)字簽名系統(tǒng)的良好連接，以確保終端用戶身份的真實性。

3.2??病毒和惡意代碼的防范措施

應(yīng)安裝先進的病毒防治軟件。晉城市氣象局從2008年起，購買了正版的卡巴斯基殺毒軟件，并實現(xiàn)了業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)病毒庫的自動更新，實施監(jiān)視和判斷系統(tǒng)中是否有病毒存在，從而阻止了計算機病毒的進入。殺毒軟件可識別計算機病毒具有的特征，并提出處理策略，比如刪除可疑病毒、惡意代碼和恢復文件。

3.3??黑客的防范措施

黑客的防范措施由以下3部分組成：①安全檢測網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和前臺應(yīng)用程序;②對網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫、前臺應(yīng)用程序進行安全漏洞修補服務(wù);③全天候?qū)崟r掃描和監(jiān)控入侵行為。

3.4??系統(tǒng)的備份和恢復

近年來，晉城市氣象局為拓展氣象服務(wù)領(lǐng)域，新增了5套應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，根據(jù)這些系統(tǒng)的運行狀況，任何應(yīng)用系統(tǒng)隨著時間的推移，難免出現(xiàn)整體或部分的異常情況。因此，系統(tǒng)軟、硬件的備份和恢復是十分關(guān)鍵的。晉城市氣象實施了不同的備份和恢復措施，目的是盡可能快地恢復運行計算機系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)信息。備份不僅在硬件故障或人為失誤時可起到保護作用，還能在入侵者非法訪問或?qū)W(wǎng)絡(luò)攻擊時起到保護作用。

根據(jù)系統(tǒng)中不同信息的安全需求，采用的備份機制為場地內(nèi)高速度、大容量、全自動的數(shù)據(jù)存儲、備份和恢復;場地外的數(shù)據(jù)存儲、備份和恢復;系統(tǒng)設(shè)備的備份和恢復。為了備份該系統(tǒng)，采用了2套完全相同的服務(wù)器備份數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)出現(xiàn)異常，則啟動另一臺備份服務(wù)器即可。

4??結(jié)束語

21世紀是信息高速發(fā)展的時代，網(wǎng)絡(luò)革命給氣象服務(wù)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。因此，氣象災害預警的發(fā)布手段只有充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺，才能滿足社會發(fā)展的需要;只有不斷完善、改進，才能及時、準確地服務(wù)于社會的各個方面，這是該系統(tǒng)在今后很長時間內(nèi)追求的目標。

參考文獻

[1]謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)[M].第四版.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[2]張國鳴.網(wǎng)絡(luò)管理員教程[M].第二版.北京：清華大學出版社，2006.

[3]張增強.突破Delphi7.0編程實例五十講[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

[4]蓋國強.循序漸進Oracle：數(shù)據(jù)庫管理、優(yōu)化與備份恢復[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[5]徐新華.midas?Building從入門到精通[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[6]尚武.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGis）現(xiàn)狀及前景[J].地質(zhì)通報，2006，25（04）：533-537.

[7]王璐.地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展及在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報（增刊），2005（24）：364-365.

[8]姚燕.WebGIS?在氣象通信信息系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[J].計算機工程，2008，34（10）：271-273.

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作者簡介：宋方超（1980—），女，大學本科，工程師，現(xiàn)工作于晉城市氣象局，主要從事氣象信息設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的維護工作。

〔編輯：張思楠〕

Network?Technology?in?Meteorological?Disaster?Warning?System

Song?Fangchao

Abstract：?The?network?technology?used?in?Jincheng?meteorological?disaster?warning?system?in?the?public?service，?detailing?the?overall?structure?and?key?technologies?of?the?system?and?the?corresponding?security?measures.

Key?words：?weather?disasters;?early?warning?systems;?information?platform;?database?management