一種面向高校社團的團隊協(xié)作管理系統(tǒng)設(shè)計

莊卓佩，張謙，黎益，黃晉健

（廣東第二師范學(xué)院，廣東 廣州）

一 引言

隨著校園社團文化興起，高校各大社團發(fā)展規(guī)模越來越壯大，各高校參與社團活動人數(shù)逐年上升，社團數(shù)量也迅速增長起來。能否在眾多社團爭艷中脫穎而出，形成強有力競爭，取決于社團組織有無高效團隊協(xié)作能力。此外，社會上存在一批愛好協(xié)會、民間組織等團隊也需要此類系統(tǒng)對團隊進行信息化管理。

近年來，市面上的一線科技研發(fā)公司設(shè)計出許多與協(xié)作管理相關(guān)的產(chǎn)品，例如企業(yè)微信、釘釘talk、瀑布IM、石墨文檔等產(chǎn)品，但是此類產(chǎn)品大多面向企業(yè)管理或者是專注文檔協(xié)同工作，無法很好的滿足像高校社團的團隊的協(xié)作與管理的需求。此類產(chǎn)品主要面向企業(yè)用戶，因此產(chǎn)品收費較為昂貴，而小型團隊無法承擔(dān)高額的企業(yè)級系統(tǒng)服務(wù)費用。即使存在免費試用版本，但也因功能限制過多，導(dǎo)致用戶使用體驗十分差。

對于高校社團而言，通常存在資金短缺或者購買力低等情況，應(yīng)該選取適合團隊本身、性價比最高的團隊協(xié)助管理系統(tǒng)。本文設(shè)計的團隊協(xié)作管理系統(tǒng)，面向以高校社團組織為案例的團隊使用，結(jié)合當(dāng)前高校協(xié)會需求進行需求分析設(shè)計，保證團隊的原有管理模式不改變?yōu)榍疤幔瑤椭咝Ｉ鐖F的團隊實現(xiàn)管理的信息化、統(tǒng)一化，提升團隊內(nèi)運營與管理能力，開發(fā)相關(guān)信息化管理功能為高校社團的團隊提供便捷管理，降低團隊運營難度，減少團隊內(nèi)信息傳遞的失真。

二 需求分析設(shè)計

（一）功能需求分析

系統(tǒng)依據(jù)社團組織的需求明確了系統(tǒng)用戶包括團隊管理員、部門負責(zé)人、團隊成員，系統(tǒng)功能包括組織管理、資產(chǎn)管理、文檔管理、活動管理等。

1.組織管理

組織管理主要包含對團隊部門與團隊成員進行信息化管理，簡化團隊對內(nèi)部人員與部門管理工作。組織管理包括成員信息管理與部門信息管理模塊。成員信息包含賬號用戶名、團隊成員姓名、所在部門、團隊職位、郵箱地址、聯(lián)系電話等信息。部門信息包含部門名稱、部門負責(zé)人、負責(zé)人郵箱、負責(zé)人電話等。團隊管理員擁有成員管理與部門管理的所有控制權(quán)，部門負責(zé)人僅擁有對部門管理中的部門信息維護與部門人員調(diào)用的權(quán)限。

團隊管理員創(chuàng)建成員賬號時，錄入成員的用戶名、姓名以及聯(lián)系電話。成員獲取賬號進入系統(tǒng)查看并完善個人信息。

團隊管理員創(chuàng)建部門時，錄入部門名稱以及部門負責(zé)人姓名。部門負責(zé)人查看并完善部門詳細信息后，為所在部門添加或剔除成員。

2.資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理主要負責(zé)登記團隊內(nèi)的所有資產(chǎn)信息。團隊資產(chǎn)包括物理資產(chǎn)與虛擬資產(chǎn)以及潛在資產(chǎn)。團隊成員均可以添加資產(chǎn)。資產(chǎn)信息包括資產(chǎn)描述、資產(chǎn)類型、所屬部門、登記時間、資產(chǎn)狀態(tài)、登記人以及資產(chǎn)圖片。

資產(chǎn)被登記后，僅有資產(chǎn)登記人、資產(chǎn)歸屬部門的部門負責(zé)人以及團隊管理員進行信息維護。

3.文檔管理

文檔管理負責(zé)登記各類文檔資料。文檔信息包括文檔標(biāo)題、公開范圍、所屬部門、文檔作者、更新時間與附件。文檔公開范圍分為內(nèi)部公開與外部公開，文檔歸屬部門既可以指定單一部門也可以設(shè)置為全部門所有。

系統(tǒng)提供團隊文檔管理功能，用于管理團隊各類文檔資料。此功能模塊包含登記文檔、查詢文檔、編輯文檔、刪除文檔、文件上傳下載等的系統(tǒng)邏輯功能。

文檔信息被團隊成員登記后，團隊內(nèi)所有成員均可查閱文檔信息，僅有文檔歸屬部門成員以及團隊管理員進行信息維護。

4.活動管理

活動管理負責(zé)記錄團隊開展的各項活動，活動信息包括活動主題、登記人、發(fā)起部門、開始時間、結(jié)束時間以及預(yù)測參與人數(shù)。活動管理功能包括創(chuàng)建活動、刪除活動、活動信息查看、活動信息維護與開啟活動。

系統(tǒng)提供團隊活動管理功能，用于管理團隊開展各項活動，包括日常活動、特殊活動、等活動信息。此功能模塊包含文件上傳、信息登記、消息通知、人員簽到、簽到定位等的系統(tǒng)邏輯功能。

活動被創(chuàng)建后，團隊內(nèi)所有成員均可查閱活動信息，僅有活動發(fā)起部門成員以及團隊管理員進行信息維護與開啟活動。

（二）非功能需求分析

1.安全性需求

團隊協(xié)作管理系統(tǒng)擬部署在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，任何人都可以對站點進行訪問甚至攻擊，因此系統(tǒng)需要更高的安全措施來保證系統(tǒng)的可用性、機密性、完整性。

系統(tǒng)需要具有用戶身份驗證、控制訪問、參數(shù)輸入防注入等措施來阻止攻擊者對系統(tǒng)的惡意攻擊。在用戶管理方面，各類表單需要添加csrf_token參數(shù)預(yù)防CSRF（跨站請求偽造）攻擊，有效組織用戶之前偽造請求。通過對接收參數(shù)進行危險字符或函數(shù)過濾，有效防止SQL注入、XSS注入等嚴重威脅系統(tǒng)安全攻擊。

2.性能需求

系統(tǒng)盡可能滿足行業(yè)制定的性能“2-5-8原則”，以用戶訪問頁面為準的系統(tǒng)響應(yīng)時間為2秒內(nèi)，用戶感覺系統(tǒng)響應(yīng)速度極快，響應(yīng)時間在2～5秒之間，用戶對系統(tǒng)響應(yīng)速度還能接受，響應(yīng)時間在5～8秒之間，用戶將覺得系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，當(dāng)用戶請求系統(tǒng)服務(wù)響應(yīng)時間超過8秒將覺得系統(tǒng)失去響應(yīng)，會選擇離開Web站點或者在此訪問，發(fā)起第二次請求[1]；因此制定本系統(tǒng)各項性能指標(biāo)。系統(tǒng)各項性能指標(biāo)如表1所示。

表1 系統(tǒng)各項性能指標(biāo)

三 團隊協(xié)作管理系統(tǒng)設(shè)計

（一）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與環(huán)境搭建

團隊協(xié)作管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，采用單頁Web應(yīng)用的實現(xiàn)方式，核心思路是瀏覽器用戶加載一個單獨的HTML頁面之后,剩余的使用操作均無需離開此頁面，因而用戶不需要頻繁地刷新和切換頁面，頁面實際上是按需部分更新的[2]。

以用戶依賴瀏覽器為前提，系統(tǒng)提供各種瀏覽器交互的請求，從而完成整體系統(tǒng)的架構(gòu)實現(xiàn)。系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 團隊協(xié)作管理系統(tǒng)框架

Python中擁有“pip”便捷式模塊安裝命令，開發(fā)者可使用相應(yīng)命令從PyPI源中安裝擴展模塊，“pip install flask”可實現(xiàn)安裝Flask與相關(guān)Flask框架依賴的自動安裝。為了避免與系統(tǒng)環(huán)境中的Python環(huán)境配置產(chǎn)生影響，導(dǎo)致系統(tǒng)引入過多不必要的擴展，“virtualenv”擴展提供一種虛擬環(huán)境來隔離系統(tǒng)中的Python環(huán)境。開發(fā)者在命令終端中執(zhí)行“pip install virtualenv”安裝“virtualenv”擴展，安裝完成后執(zhí)行命令“virtualenv design”即創(chuàng)建一個名為design的虛擬環(huán)境，使用“designscriptsactivate”（Windows系統(tǒng)）或者“source bin/activate”（Unix與Linux系統(tǒng)）進入design虛擬環(huán)境。此后在虛擬環(huán)境中使用pip安裝python擴展不再會影響系統(tǒng)環(huán)境變量中的Python環(huán)境[3]。

（二）功能模塊設(shè)計

在Flask框架中，每一個路由則代表著一個函數(shù)，項目中存在大量的路由會顯得十分混亂，為了提高對各功能模塊與視圖路由的控制，因此引入藍圖管理視圖與路由關(guān)系。系統(tǒng)中設(shè)定藍圖前綴為“/home”，假設(shè)服務(wù)器地址“example.com”，那么用戶訪問“http://example.com/home/index”則路由為“/index”。各模塊視圖接收著不同的HTTP請求，對應(yīng)的路由指向路由函數(shù)處理，因此形成了一個Web應(yīng)用[3]。

（三）安全性設(shè)計

1.身份驗證

系統(tǒng)引入Flask框架中的flask_login.LoginManager模塊管理賬號、存儲賬號信息。其中該模塊下的一個子模塊login_required提供身份驗證功能，只需要在視圖函數(shù)入口處添加“@login_manager”即可實現(xiàn)對該視圖路由進行身份驗證。

用戶在登錄成功后，引入子模塊“user_loader”能自動添加用戶會話session以及維護用戶會話。引入子模塊“current_user”自動維持用戶身份信息。用戶退出時，使用子模塊“l(fā)ogout_user”釋放用戶會話。

在Flask程序初始化時，對“PERMANENT_SESSION_LIFETIME”系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定用戶會話session時效，當(dāng)用戶成功登錄后，會添加用戶會話session，后臺服務(wù)器也開始計時，當(dāng)用戶有持續(xù)的通信操作時會話的有效性會不斷被刷新而持續(xù)保持可用性；而當(dāng)用戶一段時間不用之后，后臺服務(wù)程序就會將session會話從系統(tǒng)緩存中刪除，這樣當(dāng)用戶嘗試再次訪問時就會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)拒絕訪問并且頁面也會跳轉(zhuǎn)到登錄界面要求重新登錄[4]。從而實現(xiàn)系統(tǒng)身份驗證功能。

2.防惡意代碼注入

為了規(guī)范化數(shù)據(jù)庫連接管理，同時注重防止用戶惡意測試導(dǎo)致SQL注入，系統(tǒng)引入SQLAlchemy模 塊。SQLAlchemy是 提 供SQL工具包和對象關(guān)系映射（ORM）的一種工具。SQLAlchemy實現(xiàn)了對象關(guān)系映射的服務(wù)，提供了數(shù)據(jù)映射模式，能夠方便地把類映射到數(shù)據(jù) 庫。Flask-SQLAlchemy給Flask框 架 提 供了SQLAlchemy的支持，這樣Flask框架中利用SQLAlchemy操作數(shù)據(jù)庫就變得比較簡單[5]。當(dāng)系統(tǒng)使用該SQLAlchemy時，只需要針對不同數(shù)據(jù)表設(shè)計封裝類，實現(xiàn)參數(shù)與表字段數(shù)據(jù)綁定，執(zhí)行SQL查詢時能夠防止SQL注入。

針對XSS攻擊注入，F(xiàn)lask框架采用Jinja2引擎，Jinja2是BSD許可證授權(quán)的模板引擎，包含許多功能和特性，包括替換、繼承、控制流等；它的特點是靈活、快速、安全。Jinja2速度快的原因有部分是因為它的規(guī)范，即Jinja2不允許放置任意的Python代碼，也不能放置Python表達式，只包含控制結(jié)構(gòu)，沒有業(yè)務(wù)邏輯在其中，避免了耦合[6]。當(dāng)系統(tǒng)后端服務(wù)往前端返回數(shù)據(jù)時，會自動轉(zhuǎn)義所有值，達到防XSS注入效果。

3.防跨站請求偽造

在Flask框架中，存在一個模塊flask_wtf.CSRFProtect用于保護表單防止跨站請求偽造（CSRF）。如圖2所示。

圖2 CSRF攻擊例子

在系統(tǒng)入口初始化時，引入flask_wtf.CSRFProtect并聲明一個安全密鑰（SECRET_KEY）參與csrf_token加密，在前端表單中添加一個隱形標(biāo)簽“＜input type="hidden" value="{{ csrf_token() }}" name="csrf_token" /＞ ”或者添加一個表單防跨站請求偽造聲明“{{ form.csrf_token }}”對表單進行保護，從而避免CSRF攻擊。

（四）性能設(shè)計

為了提高系統(tǒng)的性能，對token、cookie等占用緩存的參數(shù)縮短其刷新時間，防止用戶惡意請求多個token、cookie占用系統(tǒng)緩存。

Flask框 架 建 立 在Werkzeug WSGI（Web Server Gateway Interface）類庫之上，該類使用的是WSGI協(xié)議負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸與請求封裝。系統(tǒng)改用uWSGI協(xié)議（網(wǎng)站分布式集群網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的解決方案）能提升系統(tǒng)響應(yīng)性能、降低內(nèi)存占用以及詳細監(jiān)控服務(wù)運行狀態(tài)（如服務(wù)性能與瓶頸）。uWSGI如 傳 統(tǒng)web服 務(wù)（Nginx、IIS、Apache）一樣負責(zé)封裝HTTP原始請求與TCP連接信息，實現(xiàn)了WSGI協(xié)議、uWSGI協(xié)議與HTTP等協(xié)議工作。

四 團隊協(xié)作管理系統(tǒng)測試

（一）服務(wù)器端測試環(huán)境

操作系統(tǒng)為macOS 10.15.14、CPU為Intel Core i7 2.8GHz、內(nèi)存為8GB、運行環(huán)境為Python 3.7.4、Web服務(wù)器使用Flask 1.1.1以及Werkzeug WSGI 1.0.0協(xié)議、數(shù)據(jù)庫使用SQLite 2.6.0；客戶端測試環(huán)境：操作系統(tǒng)為Windows10 17763版本、CPU為Intel Core i7 2.8GHz、內(nèi)存為4GB、瀏覽器為Chrome 81.0。

（二）系統(tǒng)各模塊功能測試

組織管理模塊測試分成兩個子模塊，分別是人員管理模塊測試與部門管理模塊測試。在兩個子模塊中，測試系統(tǒng)能否按照預(yù)期結(jié)果提供組織管理成員與部門的新增、編輯、刪除、查詢等功能，并且能對惡意數(shù)據(jù)與非法提交做攔截。

資產(chǎn)管理模塊測試系統(tǒng)能否按照預(yù)期結(jié)果提供資產(chǎn)管理的新增、查詢、編輯、刪除等功能，并且能對惡意數(shù)據(jù)與非法提交做攔截。

文檔管理模塊測試系統(tǒng)能否按照預(yù)期結(jié)果提供文檔管理的新增、查詢、編輯、刪除等功能，并且能對惡意數(shù)據(jù)與非法提交做攔截。

活動管理模塊測試系統(tǒng)能否按照預(yù)期結(jié)果提供活動管理的新增、查詢、編輯、刪除等功能，并且能對惡意數(shù)據(jù)與非法提交做攔截。

系統(tǒng)各模塊功能測試均通過，均正常提供管理服務(wù)。

3.安全性測試

系統(tǒng)存儲信息均為團隊內(nèi)敏感信息，此類信息均擁有一定的經(jīng)濟價值，為了保證系統(tǒng)信息的安全，對于系統(tǒng)進行安全性測試。常見的web安全威脅有SQL注入、XSS注入以及跨站請求偽造（CSRF）。

系統(tǒng)安全性各類攻擊測試均通過，均達到預(yù)期結(jié)果。系統(tǒng)擁有防SQL注入、XSS注入以跨站偽造請求措施，保證了系統(tǒng)運行安全性。

4.性能測試

系統(tǒng)性能經(jīng)測試均通過，均達到預(yù)期結(jié)果。系統(tǒng)擁有能應(yīng)對短時間高并發(fā)請求，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

本次測試結(jié)果符合預(yù)期結(jié)果，各項性能全部達標(biāo)。

五 結(jié)語

本文以高校組織為使用對象，設(shè)計一種團隊協(xié)作管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對團隊成員、部門、資產(chǎn)、文檔以及活動等數(shù)據(jù)進行信息化管理的目的，同時系統(tǒng)制定了嚴格的訪問控制權(quán)限，團隊成員可協(xié)同合作，共同管理，從而有效提升團隊運營管理效率，為推動團隊信息化建設(shè)與發(fā)展提供了借鑒。