（计算机应用技术专业论文）移动办公平台架构研究与实现.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若a - 不实之处 本人签名： 害叠占嚷 ，本人承担一切相关责任。 日期：皇丝墨加， 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 爹彩免 日期：丝竺：兰呈 日期：d 0 ：盘三! 塑 北京邮电人学硕士论文移动办公、f 台架构研究与实现 移动办公平台架构研究与实现 摘要 随着移动通信技术的发展，办公人员可以摆脱办公室的限制进行 移动办公。然而，目前的移动办公还只是通过短信、彩信、w a p 方式 完成如邮件、公文到达提醒或者新闻浏览等简单的业务，还不具备多 媒体视频业务以及0 a 系统与e r p 、c r m 、s c m 等应用系统的集成互通 等固定办公中具有的功能，因此迫切需要对移动办公相关技术进行研 究来推动移动办公的发展。 i m s 是3 g 核心网的子系统，可以解决移动办公中对多媒体视频数 据传输的网络带宽问题，同时i m s 可以融合3 g 网络、因特网、p s t n 、 w l a n 等多种网络，可以解决移动办公终端与其他办公终端之间协同 办公的问题。s o a 可以实现多个应用系统之间松耦合的架构形式，支 持移动办公系统与其它应用系统之间的集成互通。j 2 e e j 2 m e 采用 j a v a 虚拟机技术屏蔽了不同的硬件和操作系统的差异性，使移动办 公业务能够很好地适应外界环境。 本课题重点研究移动办公平台架构模型。首先分析了本课题的研 究背景、国内外发展现状、研究的目的及意义，然后介绍了实现移动 办公平台的关键技术，接着提出了新型的移动办公平台架构模型并在 此基础上给出了移动办公平台架构设计方案，最后通过一个移动会议 系统对移动办公平台架构模型进行了测试验证。本文提出的移动办公 平台架构模型对于移动办公平台架构设计以及移动办公业务的发展 都具有非常重要的意义。 关键词：移动办公协同办公移动办公平台 北京邮电大学硕士论文 移动办公平台架构研究与实现 i 己e s e a r c ha n d 姗l e m e n t a t l 0 no n a r c h i t e c t u r eo fm o b i l e0 ap l a t f o r m a bs r l c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , o m c ew o r k e r s c a nb r e a ka w a yf r o mt h e l i m i t a t i o no f0 伍c ea n dw o r ki nm o b i l es t a t e h o w e v e r , c u r r e n tm o b i l eo ao n l yh a ss i m p l eb u s s i n e s ss u c ha sa r r i v a lr e m i n d e ro f e n l a i lo rd o c u m e n tb yw a yo fs h o r tm e s s a g eo rw a p ，s t i l lh a sn o tm u l t i m e d i av i d e o b u s s i n e s sa n di n t e g r a t i o nb e t w e e no as y s t e ma n do t h e rs y s t e ms u c ha s e r p , c r m ，s c m ，t h e r e f o r ei ti si m p e d e n c et or e s e a r c ho nt e c h n i q u e sa b o u tm o b i l eo a t od r i v et h ed e v e l o p m e n to fm o b i l eo a i m si sas u b s y s t e mo f3 gc o r en e t w o r ka n dc a ns o l v en e t w o r kb a n d w i t ho f m u l t i m e d i av i d e oi nm o b i l eo aa n di tc a nc o n v e n g em a n yn e t w o r k si n c l u d i n g 3 g i n t e m e t ，p s t n ，w l a na n di tc a na l s os o l v ec o l l a b r a t i v ew o r kb e t w e e nm o b i l e t e r m i n a l sa n do t h e rw o r kt e r m i n a l s s o ac a nm a k e1 0 0 s ec o u p l i n ga m o n gm a n y a p p l i c a t i o ns y s t e m ，s u p p o r ti n t e g r a t i o nb e t w e e nm o b i l eo as y s t e m a n do t h e r a p p l i c a t i o ns y s t e m j 2 e e j 2 m em a s kt h ed i f f e r e n c eo fd i f f e r e n th a r d w a r ea n d o p e r a t i o ns y s t e mb yw a yo fj a v av i r t u a lm a c h i n e ，t h i sm a k em o b i l eo ab u s s i n e s s a d a p te n v i r o n m e n to u t s i d es m o o t h l y t h ee m p h a s i so ft h i sp a d e l i sa r c h i t e c t u r em o d e lo fm o b i l eo a f i r s t l y , a n a l y z e b a c k g r o u n d ，s t a t u si na n do u t ，p u r p o s ea n ds i g n i f a n c eo ft h er e s e a r c h ，t h e ni n t r o d u c e k e yt e c h n i q u e so ft h ei m p l e m e n t a t i o no fm o b i l eo ap l a t f o r n la n db r i n gf o r w a r dan e w k i n do fa r c h i t e c t u r em o d e lo fm o b i l eo ap l a t f o r m g i v et h ed e s i g ns o l u t i o no ft h e a r c h i t e c t u r eo fm o b i l eo ap l a t f o r mb a s e do ni ti ns u c c e s s i o n a tl a s t t e s ta n dv a l i d a t e t h ea r c h i t e c t u r em o d e lo fm o b i l eo ap l a t f o r mb yv i r t u eo fam o b i l ec o n f e r e n c e s y s t e m t h ea r c h i t e c t u r em o d e lo fm o b i l eo ap l a t f o r mp u tf o r w a r di nt h i sp a p e ri s m o s t s i g n i f i c a n tt ot h ea r c h i t e c t u r ed e s i g no fm o b i l eo ap l a t f o r ma n dt h e d e v e l o p m e n to fm o b i l eo ab u s s i n e s s k e yw o r d s ：m o b i l eo ac o l l a b r a t i v eo am o b i l eo ap l a t f o r m 3 北京邮电人学硕士论文移动办公平台架构研究j 实现 1 1 课题研究背景 第一章绪论 移动通信技术的发展和移动终端的出现改变了传统的办公模式，使人们处理 公文、收发电子邮件等工作不再局限于办公室内，办公人员可以使用移动办公设 备随时随地处理工作中的事务。 移动办公是人们在办公方式上的一种新的尝试，它增强了办公能力，提高了 办事效率，但目前的移动办公业务还比较简单，只有邮件到达提示、公文办理提 醒和信息浏览等，接入的方式也只局限于短信、彩信和w a p 。随着人们对于移 动办公能力的要求不断提高，现有的移动办公业务越来越暴露出其局限性。 目前，在互联网百兆甚至千兆网络带宽的支撑下，加之由于互联网开放的特 点形成了在对其研究的技术、方法方面的领先性与成熟性，使得企事业单位基于 互联网建立的o a 系统已经变得非常成熟。然而移动办公业务由于移动通信技术 和移动终端能力的制约，在许多方面还远远落后于固定办公。 随着第三代移动通信在无线网络带宽上的提升，移动终端性价比的提高以及 各种先进成熟的设计方法在移动领域的引进，为移动办公的进一步发展创造了条 件。 移动办公业务系统的支撑平台对于移动办公业务的发展起到非常关键的作 用，而目前的移动办公平台还是封闭的呈“烟筒”形的架构方式，一方面建立它 建立在2 g 2 5 g 的移动通信网络之上，没有传输多媒体视频数据的网络带宽，另 一方面也很难与现有的业务系统集成互通，因此很有必要研究一种统一开放的新 型移动办公平台架构，这就是本课题的研究背景。 1 2 国内外研究现状 中国的两大移动运营商中国移动和中国联通推出了多个移动办公业务。 中国移动的移动o a 是通过部署m a s ( m o b i l e a p p l i c a t i o ns e r v e r ) 服务器的 方式与集团客户原有的o a 系统进行耦合，主要为集团客户提供基于移动无线网 络访问单位内部o a 系统的解决方案。客户能够通过移动终端随时随地的接入公 司或者单位内部的o a 系统，实现公文处理、邮件提醒和集团通讯录等的业务流 程。 中国移动的移动o a 的功能主要包括公文处理、公告发布、集团通讯录、信 息查询、日程管理和邮件提醒等。其中公文处理为主要功能包括新建公文、公文 处理批复、公文流转、公文查阅和建立公文列表等。 中国联通提出“随时随地，轻松办公”的办公理念，无论何时何地，只要在 c d m a 网络信号覆盖的地方，就可以利用手机、p d a 、笔记本电脑等移动终端 设备通过短信、w a p 、b r e w 等多种方式与企业的o a 办公系统进行连接，从 北京邮电大学硕十论义移动办公平台架构研究与实现 而将公司内部局域网扩大成为一个安全的广域网。中国联通的移动办公的主要方 式有： 1 ) 短信方式：实现公文、邮件到达提醒服务。当企业办公系统内的个人公 文、电子邮件到达时，会通过短信直接将标题信息或内容提要发送到个人手机上， 进行及时的提醒服务。 2 ) w a p 、b r e w 方式：浏览详细公文、邮件内容。企业员工可以使用手机 通过w a p 界面的方式访问公司o a 办公系统，进行公文、邮件等详细信息的浏 览。 3 ) “掌中宽带 上网方式：实现审阅公文、任务指派及邮件传递。 上海贝尔阿尔卡特公司提出了一体化视频会议解决方案，这是是为未来3 g 运营商定做的商务应用解决方案，该方案将实现使用不同的终端的用户( 包括3 g 终端、p d a 终端、带摄像头的宽带p c 机用户、n g n 固定终端等用户) 参加同一个 视频会议。 可以看出，国内移动运营商推出的移动办公业务还是基于g p r s 网络的简单 业务，各个研究机构对于移动办公的研究还处于实验阶段，没有形成统一的标准 与规范。 1 3 课题研究的目的与意义 随着整个社会信息化水平的不断提高，移动办公在帮助办公人员更加方便地 处理大量的日常工作的同时，对于企业的核心竞争力也有着日益重要的影响，而 目前的移动办公业务已经不能满足人们的办公要求，因此对于移动办公平台架构 的研究是很有必要的。 本课题研究以移动通信技术i m s 网络为支撑，以成熟的j 2 e e 和j 2 m e 为应 用架构基础，结合先进的设计方法s o a ，提出了一种新型的移动办公平台架构 模型，达到为移动办公平台架构设计提供参照模型和实现方法的目的。 移动办公平台架构相当于系统实现的核心支撑框架，不但对于系统的可扩展 性、可靠性、可维护性和可伸缩性等有着直接影响，而且对于移动办公业务的类 型、功能强弱、终端适应能力和实现周期等起着至关重要的作用，因此对于它的 研究将促进移动办公相关技术和应用业务的发展，对于提供整个社会的办公能力 都有着重要的意义。 1 4 论文内容安排 本论文第一章为绪论，包括课题的研究背景、国内外发展现状、课题研究的 目的与意义；第二章讲述实现移动办公平台的关键技术，如i m s 、s o a 、s d o 、 j 2 e e 、j 2 m e 、s i p 等；第三章讲述移动办公平台架构设计方案，包括总体设计 方案、服务器端和移动客户端详细设计方案；第四章根据移动办公平台设计方案， 结合当今成熟的各种技术和产品，给出了移动办公平台架构的实现方法；第五章 通过分析、设计和实现一个移动会议系统对移动办公平台架构的先进性进行测试 并给出测试的结果；第六章对本课题研究进行总结和展望。 北京邮电人学硕士论文移动办公甲台架构研究j 实现 2 第二章实现移动办公平台的关键技术 本章包括的关键技术主要是移动办公平台相关的，包括3 g 核心网中i m s 技 术架构，面向服务架构s o a 、j a v a 相关的j 2 e e 和j 2 m e 技术架构和s i p 协议。 2 1i m s i m s 即i p 多媒体子系统( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) 。它是3 g p p ( t h i r d g e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t ，第三代合作伙伴计划) 在r 5 ( 第五版，r e l e a s e5 ) 中提出的，其目的是实现网络融合和业务融合。 移动通信技术从第一代的模拟通信技术发展到第二代的数字通信技术g s m 。 g s m 仅仅支持语音业务，后来又出现了俗称2 5 g 的g p r s ( 通用分组无线业务， g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ) 技术，它可以满足数据业务日益增长的要求。 g p r s 网络虽然能够提供数据业务，但是由于网络带宽的限制( 最高 3 8 4 k b p s ) ，因而对于视频业务支持不够。到了第三代移动通信( 简称3 g ) 时， 带宽最高达到2 m b p s ，因此就具有支持多媒体视频业务的能力。 3 g 移动通信网中的核心网络就分为c s ( 电路交换，c i r c u i ts w i t c h e d ) 、p s ( p a c k e ts w i t c h e d ) 和i m s 三个域。其中i m s 域建立在p s 域之上，采用分层的 网络结构，实现了业务与呼叫控制，呼叫控制与承载，承载与接入的分离。它的 层次结构图如下所示： 承载层 接入层 露。蟛 i ：d 。n 。s 飘 霞篝髦习 萨? ；菇。爹 魄：渤? 。| 。一囊嬲 图2 一ii m s 层次结构图 上图中，应用层包括各种应用服务器：s i pa s ( s i p 应用服务器) ，o s aa s ( 开放业务接入应用服务器) ，c s e ( c a m e l 业务环境，c a m e ls e r v i c e e n v i r o n m e n t ) 。业务能力层包括o s a s c s ( 开放业务接入业务能力服务器) ， i m s s f ( i m s 业务交换功能) 。呼叫控制层包括3 个c s c f ( 呼叫会话控制功能， c a l ls e s s i o nc o n t r o lf u n c t i o n ) 网元：p c s c f 为代理c s c f ( p r o x yc s c f ) ，i - c s c f 为查询c s c f ( i n t e r r o g a t i n gc s c f ) ，s c s c f 为服务c s c f ( s e r v i n gc s c f ) 。承 载层包括m r f ( 媒体资源功能，m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ) ，m r f 分为m r f c ( 媒 体资源控制功能) 和m r f p ( 媒体资源处理功能) 。接入层包括b g c f ( 边界网 北京邮电人学硕j 二论文移动办公、f 台架构形究与实现 关控制功能，b r e a k o u tg a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n ) ，m g c f ( 媒体网关控制功能， m e d i ag a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n ) ，m g w ( 媒体网关，m e d i ag a t e w a y ) ，s g w ( 信 令网关，s i g n a lg a t e w a y ) 。接入方式包括g s m ，g p r s ，c d m a ( w c d m a ， c d m a 2 0 0 0 ，t d s c d m a ) ，i n t e r n e t ，p s t n ，i s d n ，w l a n ，x d s l ，c a b l em o d e m 等。另外，h s s 为归属用户服务器( h o m es u b s c r i b e rs e r v e r ) ，s l f 为用户定位 功能( s u b s c r i b e rl o c a t i o nf u n c t i o n ) 。 s i pa s 的功能是提供应用业务；o s a a s 的功能是提供开放业务，可以基于 p a r l a y a p i 在不需要了解通信网络细节的情况下快速开发出电信业务，o s a s c s 相当于s c s c f 和o s aa s 的中介网关；c s e 支持为传统智能网业务，i m s s f 相当于s c s c f 和c s e 之间的中间网关。 c s c f 是i m s 中的核心网元，实现呼叫控制的功能。它分为3 个网元，p c s c f 是外界接入i m s 的第一个网元，负责转发来自外部的会话控制并转发i m s 到外 部的呼叫会话控制，另外还进行信令的压缩、解压缩，计费等功能。i - c s c f 的 功能是为呼叫方找到合适的s - c s c f ，同时还具有计费和屏蔽i m s 网络拓扑结构 的功能。s c s c f 根据业务过滤规则触发应用服务器，从而实现呼叫控制与业务 的分离，同时还具有计费等功能，可以充当代理服务器、重定向服务器，背靠背 服务器和终端服务器。 m r f c 的功能是对媒体网关进行控制，包括媒体流的建立、修改和释放； m r f p 的功能主要是对媒体流的合并、媒体格式的转换等。 b g c f 、m g c f 、s g w 、m g w 的功能是与p s t n i s d n c s 域进行互通。b g c f 的功能是找到合适的c s 域；m g c f 的功能是控制媒体网关；s g w 的功能是信 令转换，及s i p 与i s u p ( i s d n 用户部分) 进行转换；m g w 的功能包括媒体格 式转换等。 i m s 中各网元之间采用s i p 、d i a m e t e r 等协议进行交互，它的逻辑结构图 如下所示： 图2 23 g p pi m s 的功能实体及接口 从上图中可以看出，o s a s c s 与i m s s f 相当于o s a a s 和c s e 之间的中介 网关，s - c s c f 与s i pa s 、o s a s c s 和i m s s f 之间统一使用i s c s i p 接口；m r f c 北京邮电大学硕士论文移动办公半台架构研究j 实现 与m r f p 之间和m g c f 和m g w 之间采用h 2 4 8 协议；s - c s c f 和i - c s c f 与 h s s 或者s l f 之间采用d i a m e t e r 协议。i m s 其它网元之间均采用s i p 协议。 移动办公平台架构在网络层选择i m s 并通过s i p 协议直接接入i m s 中的 s - c s c f ，通过d i a m e t e r 协议访问i m s 中的h s s ，因而是移动办公平台支持 多媒体视频业务同时支持多个网络中的办公终端协同工作。 2 2s o a 2 。2 1 概述 人们不断提出新的软件方法论来解决现实中遇到的问题，从上世纪7 0 年代 提出的面向对象方法论发展到后来的面向组件再到今天的面向服务方法论。 面向对象方法论改变了人们在开发软件过程中分析问题的思维方式，在对软 件系统的分析、设计时将问题域中的对象抽象成类。 而向组件方法论是把多个软件功能模块封装成一个组件，由组件提供接口供 外部调用。主流的组件技术有s u n 公司的e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 、微软公司 的c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 和由o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 推 出的c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) 。 许多企业为了提高工作效率，纷纷建设各种i t 系统，比如o a ( 办公自动化， o f f i c e a u t o m a t i o n ) 系统、h r ( 人力资源，h u m a nr e s o u r c e ) 系统、s c m ( 供应 链管理，s u p p l yc h m nm a n a g e m e n t ) 系统等，但是各个系统都采用自己的私有协 议，无法与其他系统之问通信。为了解决这个问题，人们提出了e a i ( 企业应用 集成，e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 的概念，其方法就是在各个系统中建立 接口适配器来完成系统之问的集成。由于日前企业系统会根据需求经常变动，因 此如果i t 系统做了改动，相应的接口也要做改动，这样为系统的维护带来很大 的麻烦，同时大大增加了系统的维护成本。 e a i 无法根据用户需求做灵活改动的原因在于系统之间不是采用统一的通信 方式。s o a ( 面向服务架构，s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 是一种新的软件架构 方法，可以有效地解决这一问题。 由于s o a 可以很好地解决系统之间的互操作问题，同时还具备模块化和接 口标准化的特点，i b m 、微软、h p 、o r a c l e 、b e a 、s u n 、s a p 都纷纷推出s o a 产品和解决方案，这也可见s o a 在未来的良好发展前景。 s o a 思想其实也很简单，它好比人们之间的语言沟通。如果人们之间都采用 本地方言，那么也许彼此都无法理解对方，反之，如果大家都说普通话，那么彼 此就很容易领会对方的意思。 实现s o a 这一思想有很多技术，其中以w e bs e r v i c e s 技术为主流。w 曲 s e r v i c e s 技术实现s o a 主要包括3 个方面：服务提供方( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服 务注册方( s e r v i c er e g i s t e r ) 和服务请求方( s e r v i c er e q u e s t o r ) 。服务提供方通 过w s d l ( w e bs e r v i c e sd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 来描述服务；服务注册方可以发布 服务，同时，调用方也可以通过u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) 对所需服务进行查询；服务请求方就是使用w e b 服务的客户端，它 可以通过s o a p ( 简单对象访问协议，s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 ) 通过u d d i 在服务注册方进行访问查询，查询到所需服务后再与服务注册方进行绑定，然后 北京邮电大学硕上论文移动办公平台架构研究与实现 就可以使用服务了。服务提供方、服务注册方和服务请求方3 方的关系如下图所 - xo 图2 3 服务提供方、服务注册方和服务请求方的关系 s o a 架构采用松耦合的方式，当业务变化是，对于其它业务系统没有什么影 响，因此大大增加了应用集成的灵活性和可扩展性。s o a 能够达到松耦合架构 的原因是它不像传统系统之间采用私有协议进行互操作，而是采用s o a p 、 w s d l 、u d d i 这样的公用协议进行互通，因此当某个系统的业务发生变化时， 并不影响其它系统和它的互操作。 s o a 架构内部采用模块化的方式，各个服务以模块形式存在并且以标准化接 口方式与其他模块进行通信。各个服务模块有自己的属性和服务接口，同时也可 以引用其他服务。各个模块可以随意组合成新的服务模块。因此大大提高了服务 生成的灵活性，提高了服务的复用性。 s o a 的另外一个优点就是可以