High-Concurrency Banking Transaction System

高效能銀行交易系統專案，旨在展示對作業系統機制 (Process/Thread/IPC) 與軟體架構設計的掌握。本系統具備高併發處理能力、自定義應用層協定以及容錯機制。

功能特色 (Key Features)

• 高併發伺服器 (High Concurrency Server): 採用 Multi-process (Preforking) 架構，結合 IPC (Shared Memory) 實現高效能請求處理與資源共享。
• 安全性 (Security):
  • 支援 TLS/SSL 加密連線。
  • 整合 OTP (One-Time Password) 雙因子驗證機制，透過獨立的 OTP Microservice 處理。
• 自定義協定 (Custom Protocol): 設計專屬應用層協定 (Application Layer Protocol)，包含 Header, OpCode, Checksum 與 Payload。
• 壓力測試 (Stress Testing): 內建 Multi-threaded 壓力測試客戶端，可模擬 100+ 併發連線進行負載測試。
• 模組化設計: 核心功能封裝於靜態函式庫 (libcommon.a)。

系統架構

1. Banking Server: 主伺服器，負責帳務邏輯。使用 Prefork 模式預先建立 Worker Processes。
2. OTP Server: 獨立運行的微服務，負責產生與驗證一次性密碼。
3. Account DB: 透過 Shared Memory 實作的 In-memory 資料庫，並使用 Mutex/Semaphore 確保資料一致性。
4. Clients: 包含一般互動式客戶端 (banking_client) 與壓力測試客戶端 (stress_client)。

建置需求 (Prerequisites)

• Operating System: Linux (or WSL)
• Compiler: GCC
• Libraries: OpenSSL (libssl-dev)

📦 安裝與編譯說明 (Build)

所有元件皆已透過 Makefile 整合。

1. 安裝相依套件 (Ubuntu/Debian):

sudo apt-get update
sudo apt-get install libssl-dev

2. 生成 SSL 憑證 (Certificates): 為了啟動 TLS 加密連線，請先執行腳本產生測試憑證：

./gen_certs.sh

如果有錯誤 可以先試試dos2unix gen_certs.sh

Warning

本專案產生的憑證與金鑰 (Private Keys) 僅供測試用途，並非安全的生產環境金鑰，請勿用於真實機敏場景。

3. 編譯所有目標:

# 清理並編譯所有目標
make clean && make all

編譯產出物將位於 bin/ 目錄：

• bin/banking_server
• bin/banking_client
• bin/stress_client
• bin/otp_server
• bin/libcommon.a

執行指南 (Usage)

請依序開啟終端機執行各項服務：

1. 啟動 OTP Server

首先啟動 OTP 服務 (Port 8889)。

./bin/otp_server

2. 啟動 Banking Server

啟動主要銀行伺服器 (Port 8888)。

# Usage: ./banking_server <port> <verify_client>
./bin/banking_server 8888 0

3. 執行客戶端

選項 A: 壓力測試 (Stress Test)

模擬高併發交易 (預設 100 執行緒)。

# Usage: ./stress_client <ip> <port> <threads> <requests> <verify_cert>
./bin/stress_client 127.0.0.1 8888 100 100 0

選項 B: 互動式客戶端 (Interactive Client)

手動操作各項功能。

./bin/banking_client 127.0.0.1 8888 0

目錄結構

• server/: Banking Server 核心實作
• client/: 互動式 Client 實作 (包含組員實作部分)
• stress_test/: 壓力測試 Client 實作
• otp_server/: OTP 服務實作
• common/: 共用 Header 與 Source Code (封裝為 libcommon)

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Note: 本專案為系統程式設計期末專案實作。

Note: 分工如下：
114c75016 : OTP Server & SSL Certificate
113c53026 : Banking Server & Account DB
114c75035 : Banking Client & Stress Test Client