導(dǎo)語：對(duì)等網(wǎng)絡(luò)下社區(qū)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:本文介紹了一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分布式社區(qū)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的社區(qū)管理系統(tǒng)。解決了小型分布式應(yīng)用系統(tǒng)的P2P節(jié)點(diǎn)通信、信息同步和任務(wù)協(xié)同問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可作為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的分布式應(yīng)用信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的參考。

關(guān)鍵詞:對(duì)等網(wǎng)絡(luò)；分布式應(yīng)用；社區(qū)管理；節(jié)點(diǎn)信息同步

大學(xué)的學(xué)生社區(qū)一直是維穩(wěn)工作的重點(diǎn)。學(xué)校的要求包括：阻止不法人員隨意進(jìn)入學(xué)生社區(qū)，保障學(xué)生的人身和財(cái)產(chǎn)安全；輔導(dǎo)員、班主任定期走訪學(xué)生，了解學(xué)生思想狀況解決學(xué)生的一些實(shí)際問題；組織豐富多樣的社區(qū)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生健康成長；防火防盜管理，保障社區(qū)安全。但是社區(qū)低效的傳統(tǒng)的手工管理方式已經(jīng)不適應(yīng)要求，需要實(shí)現(xiàn)信息化和智能化。除學(xué)生工作部以外，學(xué)生社區(qū)管理各部分的功能需求相對(duì)獨(dú)立，相互間信息交換頻度不大。采用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（peertopeer，P2P）模式[1]來實(shí)現(xiàn)學(xué)生社區(qū)管理系統(tǒng)，可使系統(tǒng)的可靠性得到提高[2]，擴(kuò)展性更好，工作負(fù)荷得到平衡[3-4]，從而避免客戶服務(wù)器模式的一些問題。

1存在的問題

傳統(tǒng)手工方式的社區(qū)管理存在諸多問題。（1）來訪者管理存在隱患。一些學(xué)校還在采用的由來訪者自行在來訪者登記簿上登記個(gè)人信息，社區(qū)管理人員進(jìn)行人工查驗(yàn)、信息查詢和統(tǒng)計(jì)工作。隨著外來人員的增加，面臨社區(qū)通行效率低、核查來訪者身份困難、易發(fā)生漏登漏查、查閱和統(tǒng)計(jì)低效等問題。（2）社區(qū)走訪管理工作量大。輔導(dǎo)員、班主任定期走訪學(xué)生社區(qū)是學(xué)生管理工作的考核目標(biāo)。但是手工方式下，走訪社區(qū)的登記、查詢、統(tǒng)計(jì)等工作量大。（3）學(xué)生晚歸監(jiān)控難度大?？刂茖W(xué)生晚歸是社區(qū)管理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過定期與輔導(dǎo)員交換學(xué)生晚歸信息，輔導(dǎo)員可以及時(shí)了解學(xué)生晚歸情況，采取管控措施。周末和節(jié)假日是學(xué)生晚歸的高發(fā)期，易造成晚歸登記的時(shí)段性堵塞和漏登現(xiàn)象。（4）學(xué)生社區(qū)活動(dòng)包括社區(qū)組織的文娛、體育、學(xué)術(shù)交流等活動(dòng)，社區(qū)安全事件包括發(fā)生在社區(qū)的盜竊、火災(zāi)和各種沖突等，這些方面也有大量工作需要信息化。

2對(duì)等網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。按照社區(qū)管理提出的功能需求，系統(tǒng)劃分為7個(gè)子系統(tǒng)，包括：來訪者管理、輔導(dǎo)員及班主任走訪社區(qū)管理、學(xué)生晚歸管理、社區(qū)活動(dòng)管理、社區(qū)安全管理、學(xué)生工作管理和系統(tǒng)信息服務(wù)。由于社區(qū)有出入口、社區(qū)辦公室、學(xué)生工作部和社團(tuán)等多處管理場(chǎng)所，按照需要在多處配置對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（P2P節(jié)點(diǎn)），將子系統(tǒng)被部署到節(jié)點(diǎn)中。下面是P2P節(jié)點(diǎn)的功能。（1）來訪者管理主要包括來訪者信息登記、查詢、統(tǒng)計(jì)和維護(hù)功能。登記時(shí)，社管人員查看來訪者的有效證件，錄入姓名、訪問事由（親友來訪、參觀學(xué)習(xí)、辦理公事等），系統(tǒng)采集人臉圖像、記錄來訪時(shí)間。通過公安系統(tǒng)公布的犯罪通緝?nèi)藛T信息和人臉圖像識(shí)別技術(shù)，排除對(duì)社區(qū)安全可能構(gòu)成威脅的隱患，實(shí)現(xiàn)嫌疑人預(yù)警?？梢赃M(jìn)行本地查詢、接受學(xué)生工作管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)查詢和多P2P節(jié)點(diǎn)聯(lián)合查詢。在查詢方式上可根據(jù)來訪者姓名、進(jìn)入時(shí)間、訪問事由等，進(jìn)行單項(xiàng)查詢和組合分類查詢，然后在本機(jī)顯示或由網(wǎng)絡(luò)回傳查詢結(jié)果。（2）輔導(dǎo)員及班主任走訪社區(qū)管理主要功能包括走訪記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)和維護(hù)。輔導(dǎo)員、班主任使用校園卡進(jìn)出社區(qū)，讀卡器讀取身份信息，系統(tǒng)記錄出入社區(qū)的時(shí)間和地點(diǎn)，作為信息統(tǒng)計(jì)的依據(jù)。查詢和統(tǒng)計(jì)時(shí)，按照姓名、部門、走訪時(shí)間進(jìn)行單項(xiàng)和組合條件查詢。同樣，可以接受學(xué)生工作管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)查詢和多P2P節(jié)點(diǎn)聯(lián)合查詢。（3）學(xué)生晚歸管理在固定時(shí)段（如學(xué)校規(guī)定的晚歸時(shí)段），系統(tǒng)記錄學(xué)生的進(jìn)出信息，以反映學(xué)生的晚歸情況。學(xué)生使用校園卡進(jìn)出社區(qū)，讀卡器讀取身份信息，系統(tǒng)記錄他們出入社區(qū)的時(shí)間地點(diǎn)，采集學(xué)生圖像，對(duì)學(xué)生身份進(jìn)行識(shí)別。提供晚歸查詢、維護(hù)、統(tǒng)計(jì)和報(bào)送等功能。接受輔導(dǎo)員和學(xué)生工作管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)查詢和統(tǒng)計(jì)。（4）社區(qū)活動(dòng)管理包括社區(qū)活動(dòng)的登記、查詢、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)功能。同樣，可以接受學(xué)生工作管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)查詢，回傳查詢結(jié)果。（5）社區(qū)安全管理包括社區(qū)安全事件的登記、查詢、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)功能。接受學(xué)生工作管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)查詢。社區(qū)案件信息可以和公安系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。（6）學(xué)生工作管理學(xué)生工作管理系統(tǒng)與各子系統(tǒng)形成分布式應(yīng)用模式，協(xié)同完成社區(qū)信息匯總工作。主要功能包括對(duì)系統(tǒng)信息的綜合查詢、綜合統(tǒng)計(jì)、報(bào)表制作等。子系統(tǒng)分布在社區(qū)不同位置，負(fù)責(zé)局部信息獲取和處理，學(xué)生工作管理系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)查、匯總，可以完成整個(gè)社區(qū)的綜合統(tǒng)計(jì)查詢。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)查是系統(tǒng)的基本要求。例如統(tǒng)計(jì)學(xué)生晚歸情況，由于學(xué)生可能出入于社區(qū)多個(gè)出入口，通過各P2P節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合查詢，對(duì)返回的結(jié)果進(jìn)行匯總才能獲得全面信息。（7）系統(tǒng)信息服務(wù)主要功能包括系統(tǒng)基礎(chǔ)信息（如學(xué)生、教師、來訪者、部門、院系等相關(guān)基礎(chǔ)信息）管理、系統(tǒng)信息同步、用戶訪問權(quán)限管理、P2P節(jié)點(diǎn)連接信息的同步和狀態(tài)監(jiān)控。通過網(wǎng)絡(luò)的刷新和同步，保證各系統(tǒng)之間連接和信息交換的暢通，實(shí)現(xiàn)透明的信息交換。2.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)是局域網(wǎng)常用的組網(wǎng)方式之一[5]。P2P節(jié)點(diǎn)通過提供服務(wù)和內(nèi)容可以共享資源，協(xié)同P2P節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)[6]，它們既是資源的提供者也是使用者，還是任務(wù)的協(xié)同完成者[2,7]。P2P節(jié)點(diǎn)間可以直接互訪。由于P2P技術(shù)具有分布性、動(dòng)態(tài)性、可靠性和開放性等特點(diǎn)，基于P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)以信息資源共享為基礎(chǔ)的分布式應(yīng)用系統(tǒng)是有優(yōu)勢(shì)的。社區(qū)系統(tǒng)沒有采用客戶服務(wù)器C\S模式和B\S模式，而采用如圖1所示的P2P集中式架構(gòu)，主要因?yàn)榇蟛糠肿酉到y(tǒng)功能相對(duì)獨(dú)立，業(yè)務(wù)信息分布在P2P節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫中便于處理。盡管學(xué)生工作管理和系統(tǒng)信息服務(wù)與各P2P節(jié)點(diǎn)上的子系統(tǒng)有較強(qiáng)的信息依賴關(guān)系，但它們彼此間信息交換的頻度不高，來訪者管理與公安系統(tǒng)（外部系統(tǒng)）有信息交換，頻度更低。然而C\S和B\S的集中式數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器，使各子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間的依賴關(guān)系增大，系統(tǒng)可靠性會(huì)降低，服務(wù)器的工作負(fù)荷加大。本系統(tǒng)P2P節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散保存在本地，由子系統(tǒng)維護(hù)，包括：來訪者登記表、學(xué)生晚歸登記表、輔導(dǎo)員班主任走訪登記表、社區(qū)活動(dòng)信息表、社區(qū)安全信息表。需要同步的數(shù)據(jù)放在系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)，包括：來訪者基本信息表、學(xué)生基本信息表、輔導(dǎo)員班主任基本信息表、機(jī)構(gòu)院系基本信息表、用戶訪問權(quán)限表、P2P節(jié)點(diǎn)信息表。來訪者基本信息表由P2P節(jié)點(diǎn)收集，并提交系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)，其余系統(tǒng)信息由系統(tǒng)信息服務(wù)維護(hù)，各P2P節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)基本信息有需求時(shí)可以向系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)信息更新后主動(dòng)向P2P節(jié)點(diǎn)刷新。P2P節(jié)點(diǎn)信息表保存所有P2P節(jié)點(diǎn)的連接信息，包括：編號(hào)、節(jié)點(diǎn)IP地址、業(yè)務(wù)類型、活動(dòng)狀態(tài)。P2P節(jié)點(diǎn)信息表是為了維系P2P節(jié)點(diǎn)的連接。2.3P2P節(jié)點(diǎn)通信設(shè)計(jì)。P2P信息通信架構(gòu)[8]如圖2所示，包括：消息收發(fā)、消息解析與任務(wù)調(diào)度、P2P節(jié)點(diǎn)注冊(cè)管理、P2P節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、各種業(yè)務(wù)功能等模塊。（1）P2P節(jié)點(diǎn)消息收發(fā)與解析。P2P節(jié)點(diǎn)之間的通信采用TCP協(xié)議，通過TCP協(xié)議提供的機(jī)制保證消息及資源傳輸?shù)目煽啃?。每個(gè)P2P節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽連接請(qǐng)求端口，有連接請(qǐng)求時(shí)創(chuàng)建消息接收線程，建立socket通信連接并接收消息，再按照系統(tǒng)應(yīng)用層通信協(xié)議解析消息，并由任務(wù)調(diào)度模塊交給相應(yīng)業(yè)務(wù)處理模塊完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。（2）P2P節(jié)點(diǎn)注冊(cè)與信息同步。P2P節(jié)點(diǎn)的通信[9-10]需要連接節(jié)點(diǎn)的IP地址和端口號(hào)等信息，在系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)P2P節(jié)點(diǎn)目錄，集中管理P2P節(jié)點(diǎn)信息，向節(jié)點(diǎn)定期傳送P2P目錄，方便節(jié)點(diǎn)間的通信。新P2P節(jié)點(diǎn)要加入系統(tǒng)，在登陸時(shí)要在系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)注冊(cè)，向系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送P2P節(jié)點(diǎn)登陸消息，系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)記錄登陸節(jié)點(diǎn)的IP地址、端口號(hào)、用戶信息、業(yè)務(wù)類型等。P2P節(jié)點(diǎn)離線時(shí)向系統(tǒng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送離線消息。在系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)信息更新時(shí)要向所有相關(guān)P2P節(jié)點(diǎn)發(fā)刷新消息，進(jìn)行信息同步。（3）P2P節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)。由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響可能導(dǎo)致P2P節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接的中斷，系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)定時(shí)向各P2P節(jié)點(diǎn)發(fā)送“心跳消息”，檢查P2P節(jié)點(diǎn)的在線狀態(tài)，反映節(jié)點(diǎn)的連接情況。（4）業(yè)務(wù)處理。各子系統(tǒng)信息處理主要在本地進(jìn)行，學(xué)生工作管理節(jié)點(diǎn)要處理的信息則分散在各P2P節(jié)點(diǎn)上，通過向相關(guān)P2P節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢、統(tǒng)計(jì)消息，相關(guān)節(jié)點(diǎn)回傳結(jié)果，再匯總和分析結(jié)果來完成工作。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的類圖結(jié)構(gòu)如圖3所示。P2P節(jié)點(diǎn)間的通信由通信類完成，通過任務(wù)調(diào)度與所有相關(guān)業(yè)務(wù)類相聯(lián)系?？梢园碢2P節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)需求和用戶訪問權(quán)限進(jìn)行配置。用戶登陸時(shí)，主控類根據(jù)用戶訪問權(quán)限，為P2P節(jié)點(diǎn)配置業(yè)務(wù)模塊，即發(fā)送用戶驗(yàn)證消息給系統(tǒng)信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)驗(yàn)證回復(fù)打開業(yè)務(wù)模塊。一個(gè)P2P節(jié)點(diǎn)可配置多個(gè)模塊，如社區(qū)處入口的P2P節(jié)點(diǎn)可以配置來訪者管理、輔導(dǎo)員班主任走訪社區(qū)管理、學(xué)生晚歸管理。本系統(tǒng)軟件采用MicrosoftVisualC++6.0編程實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語

本文介紹了一種基于P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的社區(qū)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠滿足大學(xué)社區(qū)管理的需求。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性、擴(kuò)展性和靈活性，工作效率也得到提升。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可為同類系統(tǒng)在小型分布式應(yīng)用方面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供經(jīng)驗(yàn)。下一步考慮在學(xué)校更大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。另外，還要在網(wǎng)絡(luò)安全性、穩(wěn)定適應(yīng)性和文件傳輸效率方面開展研究。

參考文獻(xiàn)

[1]李治軍,姜守旭,李曉義.利用多級(jí)局部性實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的無結(jié)構(gòu)P2P搜索[J].軟件學(xué)報(bào),2011,22(9):2104−2120.

[2]張宇翔,張宏科.一種層次結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡方法.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2010,33(9):1580-1590.

[3]李勇軍,代亞非.P2P文件共享系統(tǒng)中的一種基于商品市場(chǎng)模型的訪問控制機(jī)制.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2012,35(8):1675-1687.

[4]LooBoonThau,HellersteinJosephM,andHubschRyan,etal.EnhancingP2Pfile-sharingwithaninternet-scalequeryprocessor[C].The30thconferenceonVLDB,Toronto,Canda,2004:432-443.

[5]XUHAI-MEI,LUXIAN-LIANG,GELI-JIA,QISHOU-QING,RareResource’ssharingmechanisminunstructuredP2Pnetworks[J].Journalofelectronics&informationtech-nology,2009,31(8):2029-2032.

[6]王楊,王汝傳,嚴(yán)遠(yuǎn)亭,韓志杰,趙保華.TCLM-P2P:面向P2P社區(qū)的任務(wù)協(xié)作邏輯模型[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2012,49(2):270-277.

[7]周大偉.基于廣播加密的P2P社交網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2017,34(5):299-305.

[8]梅紅巖,張玉潔,孟祥武.基于局部需求的稀有資源主動(dòng)復(fù)制與搜索機(jī)制[J].軟件學(xué)報(bào),2015,26(9):2418−2435.

[9]徐洋,王鵬舉,張煥國,謝曉堯.基于P2P網(wǎng)絡(luò)模型的Web搜索引擎用戶隱私保護(hù)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2016,33(10):3057-3060.

[10]張信媛,陸天波.一種用于P2P文件共享網(wǎng)絡(luò)的匿名通信方案[J].軟件,2015,36(12):05-08.

作者:鄭曉健 李彤 單位:1.昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院 2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)