动态资源扩展技术在高校选课系统的应用
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00
1 传统高校选课系统存在的问题
高校选课系统作为高校核心业务系统之一，主要有以下几个特点：（1）选课系统是一个非日常性系统，使用时间相对集中，且闲置时间过长；（2）选课系统对系统的并发量有着很高的需求，在保证系统不崩溃的情况下，还需保证业务的连续性；（3）选课系统对业务运行的公平性也有着很高的要求，以保证选课学生的权益；（4）选课系统服务器采用静态部署的方式。针对目前传统架构的高校选课系统的研究发现，选课系统基本采用静态部署的方式对外提供服务，而随着选课学生人数的增多，学生选课系统在选课的时候时常崩溃，信息人员维护人员即使不断的重启相关软件服务，或则更换硬件也无法满足高峰期的选课需求。针对高校选课系统的特点及目前存在的这些问题，经过分析研究，我们认为无法顺利选课的原因归根结底就是因为软件性能差，硬件利用率低造成的。因此，本文在高校选课系统中引入动态资源扩展（DRX）技术，构建出一个能够根据业务系统实时变化的IT基础架构，来解决高校选课资源拥堵等问题。
2 动态资源扩技术（DRX）简介
动态资源扩展技术（DRX）可以在云平台中实现基于用户业务负载的资源弹性扩展功能，能够自定义时间段，为不同业务、不同需求配置定制化的监控和扩展策略，自动触发虚拟资源的扩展和回收，无需人工干预[1]。多业务并存的情况下，结合负载均衡设备自动合理的分配资源，为指定业务提供弹性的、可伸缩的访问资源池，解决传统选课系统静态服务器的瓶颈问题，让选课过程不在拥堵，让每个业务都在最合理的状态下运行，进一步提升资源利用率。动态资源扩展技术的解决方案主要有四大模块如图1所示，由资源层、业务资源调度&展示层、业务负载监控模块和业务负载分发这四大模块组成。并且通过感知业务系统的实际负载情况自动联动IT基础架构进行基础资源的弹性扩展，实现了业务负载和基础资源的自动关联，最终实现了业务需求向IT需求的自动映射和资源调度[2]。
3 动态资源扩展技术在选课系统中的设计与应用
3.1 选课系统现状
目前我院正方软件教务选课系统包含教师管理端、学生选课端以及后台数据库，典型的三层部署模式，软件采用B/S架构，选课系统的服务器采用静态的部署方式，系统的数据库服务器与应用服务器部署在物理主机服务器上面，前台Web端服务器部署在VMware虚拟主机上。目前该基础架构只要选课高峰期有大量的并发访问，往往就会将选课系统给冲击崩溃，导致无法响应正常的业务请求，为了缓解此现象，维护人员配置了多台Web端服务器，并要求学生分批进行选课，但实际收效甚微[3]。
在部署使用动态资源扩展技术（DRX）之前，我们对我院的正方教务选课系统的性能瓶颈进行了仔细分析，并使用LoadRunner压力测试软件实施模拟测试后，得出选课系统在Web端与数据库端都可能存在性能瓶颈，很难通过单纯的增加硬件资源来解决问题。针对高校选课系统的特点，如硬件资源按最大需求部署，那么在日常闲置的时候，所部署的大部分资源是无法得到充分利用的，所以需要通过云计算动态资源扩展技术（DRX）相关技术，实现负载的弹性分配和资源的自动扩展来完成选课优化，并可有效降低高校IT基础资源的整体投入[4]。
3.2 动态资源扩展技术的设计与应用
3.2.1 动态资源扩展技术的方案架构
由于选课系统是传统的业务系统之一，所以在部署动态资源扩展技术（DRX）时，不能对现有的业务有着过多的改造，以保证系统的稳定性、业务的持续性和用户的使用习惯。基于上述的考虑，此次的解决方案决定采购两台新的物理服务器来部署选课系统的整个基础架构，并等待部署了动态资源扩展技术（DRX）的选课系统运行平稳后，再建立动态资源扩展技术（DRX）资源池，逐步将符合动态资源扩展技术（DRX）要求的高校其它业务系统迁移至动态资源扩展技术（DRX）资源池中，实现对物理服务器资源利用的最大化[5]。引入动态资源扩展技术（DRX）后的正方教务选课系统基础架构如图2所示。
3.2.2 动态资源扩展技术的部署
协和学院教务选课系统选用华三通信的CAS虚拟化管理平台配合动态资源扩展技术（DRX）能够主动探测用户业务负载情况，当用户业务负载增加至超出事先设定的阈值时，虚拟化管理平台将自动创建或开启承载该业务的虚拟机以增加该业务的计算资源。而当业务负载减少至超出事先设定的阈值时，虚拟化管理平台也将自动减少承载该业务的虚拟机以释放计算资源以便于其他业务系统使用[6]。详细部署步骤如下：
（1）在新配置的两台华三B390的物理服务器上部署华三通信 CAS云平台管理系统，其中一台配置作为业务服务器，另外一台作为业务及CAS管理服务器。（2）为不影响学院教务选课系统的正常运行，本次方案暂不对数据库服务器进行迁移，而是重新在CAS云平台系统的虚拟机上部署一套正方选课测试系统，前台Web端服务器、应用服务器及正方选课的数据库服务器系统全部通过V2V及P2V的方式迁移到CAS云平台系统的虚拟机上，同时从原数据库服务器重新导入一份完整的数据，以保证测试的完整性。（3）在LB负载均衡的配置上，将教务选课系统的前台Web服务器与LB模块地址配置处于同一网段，负载均衡器LB采用多样化的负载均衡策略，智能化的流量管理，将用户的流量根据调度算法调度到对应的虚拟机上，使选课系统达到最佳的负载均衡需求。（4）在华三CAS云平台上开启动态资源扩展（DRX）的功能，通过动态资源扩展技术为业务指定可扩展的物理资源，然后指定复制业务时所克隆的模板，接着为业务配置资源调度策略，最后为业务配置业务负载监控策略部署。 4 结语
经过本次测试证明，将动态资源扩展技术（DRX）的系统解决方案应用在正方选课系统后，在选课的高峰期，在当前学院办学规模下，学校无论面临多少突发性并发选课请求数，学生和信息服务人员都可以从容应对，使得学校IT体系有了超强的自适应能力，能大幅度提升选课的效率、减少学生选课的出错率、加快选课整体进度，从而彻底改变原来分批选课的形式，提升学校的服务器及网络资源的利用率，实现最优的扩展。
随着高校信息化建设的不断深入，云计算和虚拟化技术带来了全新的IT基础架构建设、使用和交付模式。动态资源扩展技术解决方案通过定时监控业务系统资源利用率负载情况，实现了业务系统性能的自动化感知和虚拟资源的自动扩展与回收。同时，结合负载均衡设备，为业务系统提供弹性的、可伸缩的访问资源池，极大地提升了用户业务访问的体验感，从而有效的实现高校业务访问量的突发性变化和对应的高校IT资源的供给的动态平衡，提升IT基础架构的有效使用率和调度灵活性。接下来，逐步将“符合动态资源扩展技术（DRX）要求的高校业务系统迁移至动态资源扩展技术（DRX）资源池，实现资源的利用最大化”，是我们下一步研究的方向。
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