關(guān)于保障校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性的一點思考

文章出處：http://botanicstilllife.com 作者：劉海山 人氣： 發(fā)表時間：2010年05月25日

在校內(nèi)消費管理和身份認證管理等方面，校園一卡通系統(tǒng)能為學校帶來高效、方便的新型管理模式，正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管理模式而日益成為主流。但是在新興的校園一卡通系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善的同時，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)誤差、信息錯誤等隱患也隨之產(chǎn)生，應引起大家足夠的重視，以避免因數(shù)據(jù)缺失而造成的系統(tǒng)故障和各類損失．使校園一卡通系統(tǒng)成為更加高效、穩(wěn)定、安全的系統(tǒng)。

一、校園一卡通系統(tǒng)概況

1．系統(tǒng)架構(gòu)

目前，國內(nèi)高校流行的校園一卡通系統(tǒng)架構(gòu)主要包含兩大部分：金融部分和信息部分。金融部分的網(wǎng)絡(luò)一般都采用校園一卡通專用網(wǎng)，物理上與互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)隔離，保證系統(tǒng)金融數(shù)據(jù)的安全；信息部分的網(wǎng)絡(luò)則架構(gòu)在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上，充分利用校園網(wǎng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)先進的信息化管理模式。

校園一卡通系統(tǒng)包含五種類別的子系統(tǒng)：交易類子系統(tǒng)、身份認證類子系統(tǒng)、管理類子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)類子系統(tǒng)、自助服務(wù)類子系統(tǒng)。

2．系統(tǒng)運行模式

由于校園一卡通系統(tǒng)架構(gòu)龐大、涉及面廣、數(shù)據(jù)量密集，而且一個穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應將實時通訊和非實時通訊兩種運行模式緊密結(jié)合起來。因此校同一卡通系統(tǒng)的運行模式不僅有實時通訊和非實時通訊兩種形式，且需能實現(xiàn)兩種模式的自動切換。

二、導致數(shù)據(jù)缺失的主要原因

由于校園一卡通系統(tǒng)涉及面廣，設(shè)備眾多，數(shù)據(jù)在傳輸過程中的溢出丟失、硬件設(shè)備故障、軟件漏洞等情況，都將導致數(shù)據(jù)的缺失。

1．傳輸過程中的數(shù)據(jù)缺失

(1)TCP／IP協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)傳輸

雖然TCP／IP協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)做了改進，但在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)錯誤的可能性還是有的，如傳輸包太大、網(wǎng)絡(luò)阻塞、網(wǎng)絡(luò)本身不暢、發(fā)包頻率太高、接收方響應過不來等原因，還會造成數(shù)據(jù)傳輸過程中的溢出、丟包等現(xiàn)象。

(2)RS一485接口總線

RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，總線最高傳輸速率為10Mbps，標準最大傳輸距離為1200米，總線最大連接容量128個，總線工作模式為半雙工狀態(tài)。由于RS一485接口要與PC機特定接口通信．所以．實際速率往往在9600bps左右或以下。遇系統(tǒng)繁忙時，數(shù)據(jù)傳輸量驟增，較低帶寬占有率和頻繁的發(fā)包、響應是造成RS一485總線數(shù)據(jù)傳輸過程中丟包現(xiàn)象的主要原因

(3)通訊線路噪音干擾

無論是雙絞線還是RS一485通訊線，如果在線路周圍存在有強磁場、電場，將有可能造成數(shù)據(jù)在通訊過程中的失真。以RS一485通訊線為例，RS一485總線在抗干擾、自適應、通信效率等方面都存在一定的缺陷，若485線路周圍100cm距離內(nèi)存在較強的電磁場干擾(如：二極管整流器產(chǎn)生的電磁場)，將會對RS一485通訊信號產(chǎn)生干擾，導致通訊信號失真甚至RS一485總線癱瘓。

2．軟、硬件故障造成的數(shù)據(jù)缺失

(1)硬件不穩(wěn)定造成的數(shù)據(jù)缺失

通常，校園一卡通系統(tǒng)硬件設(shè)備涉及核心服務(wù)器、交換機、終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、光纖、網(wǎng)線、RS一485通訊線等，若這些硬件設(shè)備在工作時出現(xiàn)不穩(wěn)定或者故障，就可能導致數(shù)據(jù)信息的缺失。

在核心服務(wù)器方面。如果核心服務(wù)器配置較低，響應速度不能夠滿足系統(tǒng)滿載時的壓力．將會造成大量數(shù)據(jù)積壓，對于網(wǎng)絡(luò)存儲容量有限的中繼層來說，一旦積壓超過限額，則必然產(chǎn)生溢出，造成數(shù)據(jù)丟失。而在數(shù)據(jù)庫存儲層，由于可以采用臨時存儲策略積壓數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)丟失的可能性較小，由于數(shù)據(jù)未能及時更新，造成暫時性的數(shù)據(jù)誤差還不是最嚴重的情況，最嚴重的是在這種情況下，由于系統(tǒng)響應不及時造成數(shù)據(jù)重復記錄．從而造成數(shù)據(jù)的誤差。

在通訊線路方面．隨著RS一485總線外掛的485終端設(shè)備越來越多，將導致RS一485總線的穩(wěn)定性越來越差。從概率上分析，假設(shè)RS一485總線上單個終端設(shè)備的準確率為99．95％ ，當整個RS一485總線容量處于飽和狀態(tài)時，整個RS一485總線的準確率就是99．95％的128次方，其準確率迅速降為93．8O％。

(2)軟件設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)置不完善造成的數(shù)據(jù)缺失由于校園一卡通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，軟件設(shè)計上要考慮到方方面面．若設(shè)計上存在缺陷，無疑將會造成數(shù)據(jù)的缺失。如：后臺數(shù)據(jù)庫的各種表中，字段長度等設(shè)置不完善，或者表空間自增量不夠，將會導致數(shù)據(jù)信息在存儲過程中的溢出，從而造成數(shù)據(jù)的缺失。

3．信息采集不規(guī)范、不完整造成的數(shù)據(jù)缺失盡管教育部、建設(shè)部、國密辦(國家密碼管理委員會辦公室)等相繼出臺了相關(guān)的技術(shù)、數(shù)據(jù)標準，但校園一卡通系統(tǒng)在實際建設(shè)中仍然缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準與規(guī)范．大多由承擔建設(shè)校園一卡通系統(tǒng)的企業(yè)按照自身理解進行設(shè)計。再加上信息采集工作由學校內(nèi)各相關(guān)部門完成，而各部門對信息采集的工作要求和工作步驟存在差異。因此存在信息采集的不規(guī)范或信息缺失、錯誤等情況。一旦這些錯漏信息進入系統(tǒng)，將有可能造成相應用戶無法正常使用校園卡的某些功能。

4．非正常途徑造成的數(shù)據(jù)信息不準確篡改校園卡卡片信息、數(shù)據(jù)庫信息等黑客攻擊也是造成數(shù)據(jù)錯誤的原因。日前曾發(fā)生基于IC卡系統(tǒng)的Mifare芯片的扇區(qū)加密技術(shù)被破解的事件．這給校園一卡通系統(tǒng)的使用者帶來不小影響，如果有人惡意篡改卡片信息、復制他人卡片，不僅會造成使用者的損失，還會給系統(tǒng)開發(fā)商、管理部門帶來極大負面影響。