基于CS模式下云打印系统的设计与实现.docx
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基于CS模式下云打印系统的设计与实现
基于CS模式下云打印系统的设计与实现
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矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
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本人郑重声明:
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
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聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
论文作者签名:
日期:
年月日
基于C/S模式下云打印系统的设计与实现
Fu
(安康学院电子信息工程系,陕西安康,725000)
摘要随着“云”概念地引入,在对“云”概念理解基础上,为了解决传统联机打印(网络共享打印)的不足之处,同时高效率地解决繁琐的打印任务,云打印地实现有着重要的意义。
论文中研究基于C/S模式下系统的设计与实现,在数据收发基础上了增加了客户端对数据地加密和服务器端对接收的文件,文件名称和大小创建内存映射表并排序输出给打印机的功能,以VC++6.0为开发工具,采用Windows的核心编程技术内存管理和多线程操作对数据进行高效处理,在WindowsXp平台完成云打印的功能。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
为了确保数据安全完整和服务器高效地处理大量的数据,着重研究了网络通讯的数据安全和内存管理、内存映射技术。
在检测客户端和云端服务器数据是否有变更时,采用MD5技术生成服务器中存放文件的MD5摘要和最新的客户端测到得MD5摘要对比,确保数据完整。
在服务器接收大量数据的时候,对文件名和大小创建内存映射表,然后通过对内存地址地访问,来访问数据,实现了高效和快速处理数据的功能。
经测试,系统运行正常、良好,能够实现云打印功能。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
关键词C/S模式;数字签名;内存映射表
DesignandImplementationoftheCloudprintsystembasedonC/Smode彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
JINGQi
(DepartmentofElectronicandInformationEngineering,AnkangUniversity,Ankang,725000)謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
AbstractWiththeintroductionofthecloudconsept,theimplementationofthecloudprintingbasedontheunderstandingofthecloudconcepthasanimportantsignificance,Whichisusedtosolvetheinadequaciesofthethetraditionalonlineprinting(sharednetworkprinting)andcomplicatedprintingtasksefficiently.ThePaperdesignandmplementationofthecloudprintsystembasedonC/Smode.ItaddsthefunctionoftheencryptionofthedatabytheclientandCreatingamemorymappingtableoutputtotheprintqueuebasedonthereceivedtext,WhichusestheVC++6.0asatoolandadoptsWindows'scoreprogrammingtechnologyofmemorymanagementandmulti--threadedoperationtodealwiththedataefficiently.ItcompletecloudprintinginWindowsXpplatform.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
Toensurethesecurityofdatanetworkcommunicationandserversprocessinglargeamountsofdataefficiently,thepaperfocusesondigitalsignaturetechnologyandthetechniquesofmemorymanagementandmemorymapping.Whendetectingwhetherthedataoftheclientandtheserverchangesornot,itcomparesMD5summariesusedMD5technologytogeneratefilesstoredintheserverwiteMD5summariesmeasuredbythelatestclienttoensuretheintegrityofthedata.whenTheserverreceiveslargeamountsofdata,itcreatesamemorymappingtableonthefilenameandsize.Thenitobtainsthedatabyvisitingthememoryaddress,achievingthefunctionofdealingwiththedataquicklyandefficiently.Aftertesting,thesystemisoperatingnormallyandcanachievethefunctionofcloudprinting.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
KeyWordsC/Smode;digitalsignature;Memorymappingtable鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
1绪论
1.1课题背景与提出
目前传统的打印模式,基本处于人工管理阶段,缺乏有效的管理手段和工具,造成打印资源浪费,而且对打印文件没有进行必要的安全处理,使打印机密泄漏。
在如今这个信息化管理的时代,网络调度打印是未来发展的趋势,因为它没有地域的限制,不需要手持打印文件,去寻找打印终端,只需要一款合适的软件,就可以达到网络传输文件给远程打印终端实现打印的目的,简单安全,推动了打印行业的发展,符合了更多企业和部门的打印要求。
赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
传统的打印方式最直观的打印方式就是打印共享。
一台打印机连接在网络上,单位有很多电脑都可以远程操控打印机来打印文档,但是假如现在有急事,想要优先打印,那么就得提升权限为单机共享,可是这样妨碍了别的人对打印机的使用,同时如果打印任务庞大,会阻塞更多的等候打印的任务。
在短时间内效率不高,使打印资源浪费。
本文通过网络调度打印这种方式,来实现打印资源的合理分配,其次减少了大量的人为操作,只需要通过客户端对文件的提取和发送给远程服务器,远程服务器会自动接收数据,并通过短任务优先算法,加入打印队列等候打印机打印,为人们今后的生活提供了更多便捷。
塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。
1.2国内外研究现状
2011年4月Google第一次对外宣布了云打印计划[1],这一功能不但可以让远程无线打印成为现实,更解决了手持设备打印不方便的问题,本系统从中提取了“云打印”的思想并总结了制作思路,为制作本软件奠定了基础。
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
截至今日,Chrome中的云打印已经基本可用,而另外一方面Google的合作伙伴HP也在今天隆重发布了全系列支持云打印的无线打印机,用户可以从Cr-48,移动版Gmail和GoogleDocs等支持云打印的应用中直接打印到这些打印机上。
仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
当使用Google云打印进行打印时,文件会通过网络安全地发送到的打印机。
由于打印工作是通过网络进行的,因此无论与打印机的距离是远是近,Google云打印都能工作。
无论用的是手机、传统的台式机还是介于两者之间的设备(如平板电脑),都可以使用Google云打印。
绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
借助云端打印机,能立即体验谷歌云打印。
由于云端打印机可以通过家中或办公室的无线网络直接注册谷歌云打印服务,因此能随时使用。
此外,因为云端打印机总是会连接到网络,所以其驱动程序和固件无需的干预即可更新至最新状态。
谷歌云打印还支持传统的非云端打印机,因此可以使用现有的任意打印机立即开始体验。
骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
谷歌云打印是通过软件实现与远程打印服务器的连接,只要拥有打印资源,便可以通过互联网通讯实现,手机或者PC客户机软件实现数据发送给远程云端打印,然而本文研究的是一种网络数据传输打印,对于数据的安全和数据的完整提供了更高的要求。
瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
1.3研究的目的和意义
对于如今的很多大小型企业和学校甚至政府单位来说,如果遇到大量的打印任务,那么对于传统的打印方式来说,肯定会耗费大量的打印时间,对于人力和财力无意是一种损耗。
因为打印资源有限,合理的分配打印资源,如何让打印资源充分利用是存在的问题;其次在时间上非正常的工作时间,打印机没有人为操作,就不能进行有效及时的打印;有时候打印的数据在传播过程中会造成不必要的损失甚至丢失,这样打印就不能正常进行,所以在保证数据完整和安全的前提下,对大量打印数据进行统一的管理和无人值守操作的自动打印调度是完全符合广大客户的需求。
鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
通过网络调度打印推动了信息化社会信息的快速交流,利用网络传输达到了快速、高效、安全,节省了人力、财力、物力,让有限的打印资源能够合理充分使用的同时,提高了生产力,为更多的打印商提供了创造财富的新途径,足不出户,就可以收到各地发来的打印订单,第一时间解决客户的打印问题,也创造了利益。
其次对于各大企业和学校来说网络调度打印的实现,解决了更多人为了争夺优先的打印资源,排队等候,耗费大量时间,对于紧急的打印任务不能及时打印造成不良的后果等诸多问题。
栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
网络调度打印不仅仅是解决人们的打印问题,还可以对其功能的改进和扩展,以适应更多类似的服务行业,高效的解决顾客的需求。
比如餐饮业,可以发展成为一个网络调度订餐系统,这样可以随时随地,解决客户的就餐问题;比如订票问题,通过这个调度打印可以第一时间解决客户的乘车出行问题等等,也就是说,网络调度打印它不仅仅是一个系统软件,不仅仅只针对打印问题,它是可以扩展和延伸地,对于各个行业都可以涉及到,对于今后很多问题都可以合理化解决,这就是本系统软件最大的意义之所在。
辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。
2系统可行性分析
2.1技术可行性
2.1.1网络通讯的设计原理
TCP/IP是国际互联网所采用进行网际互连的通信协议。
IP互连协议(InternetProtocol),负责主机之间的传输数据。
TCP传输控制协议(TransmissionControlProtocol),负责在应用程序之间传递数据。
实际所称的TCP/IP协议包括了在国际互联网上应用的一组协议,互联网协议组是此协议组的另一个名字。
这个协议组包括几种工作在不同层次上的网络协议,UDP用户数据报协议(UserDatagramProtocol),提供给用户进程的无连接协议,也负责在应用程序之间无连接传递数据,但不执行正确性检查。
ICMP互连网控制报文协议(InternetControlMessageProtocol),处理主机间的差错和传送控制。
ARP地址解析协议(AddressResolutionProtocol),负责将网络层地址转换成链路层地址。
RARP反向地址解析协议(ReverseAddressResolutionProtocol),负责将链路层地址转换成网络层地址。
峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
TCP/IP协议的核心是传输层协议(TCP、UDP)、网络层协议(IP)和物理接口层,这三层通常在操作系统的内核中实现。
TCP/IP网络环境下的应用程序设计是通过网络系统编程界面Socket实现的,Socket提供应用程序与系统内核之间的网络编程接口。
协议可以是可靠的可以是不可靠的。
可靠的协议意味着当数据通过协议传递时,协议保证数据正确传输。
可靠传输包括几个特征。
首先,为了确保数据正确传送,协议在通信应用程序之间互相交换确认信息。
也就是说,程序每次发送一个报文时,都期望对方发送确认信息。
如果发送程序没有收到这样一个确认信息,程序将自动重新发送此报文,直到得到应答信息为止。
其次,为了确保传输的数据有效,可靠协议在每次传输时,都包含一个或更多的校验和(CRC)。
接收计算机重新计算校验码,再与收到的校验和进行比较。
如果不匹配,就表明在传输过程中发生了错误。
詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。
传输控制协议TCP是一个使用校验和确认信息以及其它可靠数据传输技术的可靠协议。
相比之下,不可靠协议不能确保数据正确传输。
协议试图传输数据,但不保证成功。
而且,不可靠协议在传输失败后,并不通知发送方。
可将不可靠数据传输比作没有返回地址的信件。
如果发送地址是错误的,由于邮递系统不能将信退回给,所以就不知道信件有没有送到。
即使发送地址是正确的,也不能保证邮递系统不丢失的信件。
则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。
TCP/IP协议组中存在的两个基本数据服务是:
字节流服务和数据报服务。
使用字节流的协议将信息看作一串字节流进行传输。
协议不管要求发送或接收数据的长度和传送数目,只是将数据看作一个简单的字节串流。
使用数据报的协议将信息视作一个独立单元进行传输。
协议单独发一个数据报,与此同时数据报之间不相互依赖。
例如,假设使用字节流协议发送5个数据段(每个有10字节)和一个包含50字节的数据段(总共100字节)。
连接的接收方可以按每次20字节读数据(要读5次)。
传输控制协议是字节流协议。
胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。
字节流协议不关心每个数据段的长度。
如果应用程序使用字节流协议发送数据,则协议能够保证连接的另一端按照发送的顺序接收数据。
相比之下,传输到同一目的地的多个数据报可能不会按发送顺序到达。
如果接收方应用程序要求数据顺序一致,应用程序必须在数据到达后,校对这些数据。
用户数据报协议和互连网协议使用数据报传输数据。
数据报类似于信件。
鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。
在TCP/IP术语中,端口(Port)类似于IP地址,IP地址与主机地址是相联系的,端口和协议相联系。
IP数据报保存目的和源IP地址,同样传输协议也保存源和目的端口号。
稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。
Internet包括像FTP、Telnet和Mail这样广泛使用的应用程序采用的应用协议,在Internet上,这些应用程序使用一种叫做“通用口分配”的端口。
通用口分配是特定应用程序广泛使用的一个协议端口。
[2]陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
2.1.2客户端机与服务器模型
(Client/Server或客户/服务器模式):
Client和Server常常分别处在相距很远的两台计算机上,Client程序的任务是将用户的要求提交给Server程序,再将Server程序返回的结果以特定的形式显示给用户;Server程序的任务是接收客户程序提出的服务请求,进行相应的处理,再将结果返回给客户程序。
沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。
传统的C/S体系结构虽然采用的是开放模式,但这只是系统开发一级的开放性,在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。
由于没能提供用户真正期望的开放环境,C/S结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件,加之产品的更新换代十分快,已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。
而且代价高,效率低。
钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。
C/S结构的基本原则是将计算机应用任务分解成多个子任务,由多台计算机分工完成,即采用“功能分布”原则。
客户端完成数据处理,数据表示以及用户接口功能;服务器端完成DBMS的核心功能。
这种客户请求服务、服务器提供服务的处理方式是一种新型的计算机应用模式。
懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。
C/S结构的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力,很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。
对应的优点就是客户端响应速度快。
具体表现在以下两点:
謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。
(1)应用服务器运行数据负荷较轻。
最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成,即客户应用程序和数据库服务器程序。
二者可分别称为前台程序与后台程序。
运行数据库服务器程序的机器,也称为应用服务器。
一旦服务器程序被启动,就随时等待响应客户程序发来的请求;客户应用程序运行在用户自己的电脑上,对应于数据库服务器,可称为客户电脑,当需要对数据库中的数据进行任何操作时,客户程序就自动地寻找服务器程序,并向其发出请求,服务器程序根据预定的规则作出应答,送回结果,应用服务器运行数据负荷较轻。
呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。
(2)数据的储存管理功能较为透明。
在数据库应用中,数据的储存管理功能,是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的,并且通常把那些不同的前台应用所不能违反的规则,在服务器程序中集中实现,例如访问者的权限,编号可以重复、必须有客户才能建立这样的规则。
莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
2.1.3网络通信的数据安全
(1)网络通信的数据安全包括以下几个方面:
1)数据传输的安全性,数据传输的安全性是保证在公网上传输的数据不被第三方窃取。
2)数据完整性对数据的完整性需求是指数据在传输过程中不被篡改。
3)身份验证在网上的通信双方互不见面,必须在相互通信时确认对方的真实身份。
4)不可抵赖性在网络通信中开展业务的各方在进行数据传输时,必须带有自身持有的、无法被别人复制的信息,以保证发生纠纷时有所对证。
麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
通常情况下,网络通信中采用的安全技术主要有防火墙技术、数据加密技术和身份认证技术等。
本文讨论的重点是数据加密技术在网络安全策略中的应用。
納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。
(2)数字指纹技术
数字指纹是一种形象的说法,在密码学上被称为“信息摘要”。
它是通过安全的单向散列函数作用于将要发送的信息上产生的:
風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。
MessageDigest=SecureHash(message)
单向散列函数有三个主要特点:
1)它能处理任意大小的信息,并将其按信息摘要(MessageDigesgt)方法生成固定大小的数据块,对同一个源数据反复执行SecureHash函数将总是得到同样的结果。
灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
2)它是不可预见的。
产生的数据块的大小与原始信息的大小没有任何联系,同时源数据和产生的数据块看起来也没有明显关系,源信息的一个微小的变化都会对小数据块产生很大影响。
铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
3)它是完全不可逆的,没有办法通过生成的数据块直接回复源数据。
数字指纹技术不是一种加密机制,但却能产生信息的数字“指纹”,通过验证信息的“指纹”来确保数据没有被修改或变化,保证信息的完整性不被破坏。
攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
常用的信息摘要算法有:
MD2、MD5和SHA-1等。
3)数字签名
数字签名是用来保证信息传输过程中信息的完整和提供信息发送者的身份验证和不可抵赖性的一种安全技术。
2.1.4内存管理,内存映射技术
内存管理,是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。
其最主要的目的是如何高效,快速的分配,并且在适当的时候释放和回收内存资源。
一个执行中的程序,譬如网页浏览器在个人电脑里将资料转换于真实世界及电脑内存之间,然后将资料存于电脑内存内部的过程。
趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
内存映射文件,是由一个文件到一块内存的映射。
Win32提供了允许应用程序把文件映射到一个进程的函数(CreateFileMapping)。
内存映射文件与虚拟内存有些类似,通过内存映射文件可以保留一个地址空间的区域,同时将物理存储器提交给此区域,内存文件映射的物理存储器来自一个已经存在于磁盘上的文件,而且在对该文件进行操作之前必须首先对文件进行映射。
使用内存映射文件处理存储于磁盘上的文件时,将不必再对文件执行I/O操作,使得内存映射文件在处理大数据量的文件时能起到相当重要的作用。
夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
内存映射文件与虚拟内存有些类似,通过内存映射文件可以保留一个地址空间的区域,同时将物理存储器提交给此区域,只是内存文件映射的物理存储器来自一个已经存在于磁盘上的文件,而非系统的页文件,而且在对该文件进行操作之前必须首先对文件进行映射,就将整个文件从磁盘加载到内存。
由此可以看出,使用内存映射文件处理存储于磁盘上的文件时,将不必再对文件执行I/O操作,这意味着在对文件进行处理时将不必再为文件申请并分配缓存,所有的文件缓存操作均由系统直接管理,由于取消了将文件数据加载到内存、数据从内存到文件的回写以及释放内存块等步骤,使得内存映射文件在处理大数据量的文件时能起到相当重要的作用。
另外,实际工程中的系统往往需要在多个进程之间共享数据,如果数据量小,处理方法是灵活多变的,如果共享数据容量巨大,那么就需要借助于内存映射文件来进行。
实际上,内存映射文件正是解决本地多个进程间数据共享的最有效方法。
视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
2.1.5虚拟打印技术
虚拟打印机,实际的打印驱动安装在打印服务器端,将打印数据转换为版式文件或者其他指定格式的文件,实现监控的目的是一个虚拟打印驱动程序。
这样可以对每台Client客户机的所有应用程序都屏蔽除了虚拟打印机以外的所有打印机,使打印数据必须经过虚拟打印的打印机处理;最后由虚拟打印机将打印数据转发到真正的打印服务器完成打印任务。
偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
虚拟打印机,它是一种软件,能模拟真实打印机的功能,打印文件。
安装完毕,打开“控制面板”中的“打印机和传真”,会看到所安装的虚拟打印机,可以模拟真实的打印机环境。
鼠标双击将其打开,可以对其“打印首选项”和“属性”进行修改,从而设定是否共享、可使用时间、是否后台打印和优先级,以及纸张大小、版式安排等。
它们同样能截获所有Windows程序的打印操作,或模拟打印效果,或完成某一特殊功能。
有些软件自带虚拟打印机,有些则是专门的虚拟打印机,利用这些虚拟打印机,可以帮助完成很多特殊的任务。
虚拟打印机的打印文件是以某种特定的格式保存在电脑上。
緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
2.2操作可行性
网络调度打印软件的可视化相当好,信息简单明了,用户操作简单,对操作人员的使用技术水平要求很低,几乎无技术要求只需对操作系统使用熟练,即可手工作操作。
在操作技术上也具备可行性。
騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
与此同时每一个按钮都有注明的文字,这对按钮的操作简单明了,IP地址栏上面有注明的服务器IP地址和端口号,用户只需要从客户端手动输入IP地址和端口号就可以连接远程服务器,不需要账号和密码,这在一定程度降低了客户的操作难度,而且服务器的自动调度减去了以往要手动打开打印机,然后选择要打印的文件,进而执行打印操作,一连贯的繁琐操作,服务器会自动接收文件,对文件进行自动加入打印队列,最后自动调度打印机打印的,所以综上所述操作具有可行性。
疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。
2.3经济可行性
任何系统项目的开发,都会受到资源和时间上的限制。
因此,在每一个项目开始开发之前,都要进行全面的具体的可行性分析,这样可以最大限度的减少项目开发风险,避免大量的
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