云計算DRX技術在高校選課中的應用

◆張 杰

(攀枝花學院網計中心 四川 617000)

云計算DRX技術在高校選課中的應用

◆張 杰

(攀枝花學院網計中心 四川 617000)

部署H3C云計算 CAS系統，通過應用DRX技術實現負載的彈性分擔和資源的自動擴展，解決高校選課系統應用中突發流量問題，有效解決發生在Web層的瓶頸問題，采用LoadRunner進行壓力實驗，驗證云計算DRX技術適用性和有效性。

云計算 CAS系統；DRX技術；壓力實驗；負載均衡

0 引言

在高校，每到學生選課時，網路擁堵，選課系統繁忙，導致系統崩潰或者無法訪問，學生對選課系統不滿，對教學服務滿意度較差。盡管學校通過管理手段，將學生進行分學院、分時段，訪問不同網絡地址等方法進行解決，但選課系統繁忙、崩潰等問題卻沒有解決。

1 問題分析

目前，一般情況高校在校師生人數大于15000人，選課一般集中在學期末進行。時間集中，選課人數多。學生為了選擇心儀的課程，一般集中等待選課系統開放。在選課開放的一瞬間大量學生涌入，選課業務成為典型的突發流量的業務，該業務流量的特點是瞬時的訪問并發量大，隨著時間的累積，選課結束的學生退出，不再選課，業務壓力越來越小課的壓力一般來自于選課開放的前15至30分鐘。

通過軟件邏輯架構可以看出，瓶頸一般會發生在 Web層和數據庫層。通過調研，用LoadRunner壓力測試軟件的測試得出：瓶頸主要發生在Web層。當大量學生訪問時，Web服務器的CPU、內存利用率大概在30%，數據庫壓力也不大。得出系統性能瓶頸主要是在Web端，分析原因如下：

（1）Web服務器部署在32位Windows Server 2003系統上，由于內存管理機制的限制，32位系統只能管理4G內存，無法進行內存資源的擴充。

（2）選課系統基于IIS6.0開發，32位系統缺省為IIS單進程分配的應用可管理內存空間最大為2G，IIS可管理的內存空間不足限制了選課系統可同時服務的學生數量，IIS非實時的內存回收機制進一步加劇了內存不足的限制。

（3）當前選課系統的WEB服務器部署在雙CPU，16G內存的物理服務器上，該服務器服役時間過長，硬件配置過低，硬件逐漸老化且缺乏用于替換、擴充的備件，無法實現WEB服務器的快速有效的克隆、擴展和冗余保障。

基于以上分析，同時存在著軟件和硬件方面瓶頸，很難通過單純的增加硬件資源來解決問題，需要通過云計算及相關技術，實現負載的彈性分擔和資源的自動擴展。

2 基于DRX技術的選課系統優化應用

2.1 基礎環境

將選課系統部署到 CAS平臺上，測試所需的包括軟硬件設備，清單如下（見表1）。

表1 軟硬件環境

P5730 存儲 2*10GE 儲L1000-A 負載均衡設備 1臺 12*GE光電復用口IBM服務器 1臺 管理服務H3C CAS云計算平臺 1套 含16個CPU license授權

2.2 部署H3C CAS

在3臺服務器上安裝H3C CAS云計算軟件。其中2臺R390作為業務服務器，用于承載實際業務，IBM服務器作為管理服務器。

2.2.1 業務遷移

將選課軟件系統的WEB前端軟件遷移到CAS軟件部署的虛擬機上，虛擬機采用windows2003操作系統， Web選課虛擬機沿用與之前物理服務器部署相同，即虛擬機 4核CPU、4G內存。

部署完成后，如圖1所示：

圖1 選課Web端部署至CAS平臺

2.2.2 網絡配置

根據原軟件系統網絡部署情況，對網絡進行如下改造工作，網絡結構如圖2，網絡結構圖。

圖2 組網圖

如組網圖所示，服務器使用了2個網卡，一個規劃為90網段，與LB鏈接，一個規劃為172網段與數據庫、存儲互通。

對于校園網用戶，通過核心路由 NAT轉換直接訪問，互聯網用戶直接訪問，訪問過程：用戶發起請求后，經過地址轉換訪問到交換機，交換機通過Vlan轉至LB，LB將業務分擔至實服務群。虛擬機通過172網段做靜態路由的方式訪問數據庫，并將數據原路返回。

分開兩個網卡上行， 一個網口專門負責 WEB前端推送業務，一個網口專門負責數據庫業務。

2.3 DRX部署

DRX觸發指標有三種，分別是 CPU、內存、連接數。設置好觸發條件，實現觸發。

為業務指定可擴展的物理資源。為了不讓虛擬機無限擴展，限制虛擬機數量為20個。指定復制業務時所克隆的模板。為業務配置資源調度策略。設置關鍵是將連接數進行配置，擴展閾值為100，回收閾值為10。一次生成虛擬機數量為2臺。

2.4 負載均衡部署

DRX方案需要H3C 負載均衡設備進行配合。主要配置過程如下：

（1）配置實服務。將規劃好的IP先在LB上配置成為實服務。需要將規劃好的虛擬機IP提前在LB上進行配置，并開啟健康監測。（2）建立實服務組。（3）虛服務建立。持續性方式設置為“源地址方式”，持續性生命值設置為“180秒”。為了保證每臺虛擬機不會被大量訪問沖擊癱瘓，對每個實服務的連接數限制為300。

3 訪問壓力測試

為了穩妥起見，對DRX環境進行了壓力測試。針對部署完畢的測試環境，通過LoadRunner 業界主流的壓力測試軟件，對DRX性能進行測試。

模擬每秒上線10人是指，每秒有10個人完成選課。這和實際的流量模型是由區別的（詳見圖3 應用負載情況），在我們測試中，最大模擬到每秒完成選課65人，也就是說6500人，在100秒完成選課，這個環境是比真實環境壓力還要大的，屬于比較極端的測試方法。

4 結論

4.1 應用效果

業務正式上線，選課系統監測到同時在線人數達3000人左右。在選課中，DRX監測到并發用戶的上升、成功觸發，擴展出6臺虛擬機，成功承載了選課的巨大壓力。選課過程中，選課系統一直能正常訪問。在選課高峰過后，DRX成功回收了富余的虛擬機，將資源釋放。通過應用，完全能夠滿足高校選課需求，效果好。

圖3 應用負載情況

4.2 應用優點

H3C DRX通過動態的資源管理，自適應滿足業務負載需求。同時，也能實現多業務共用共享資源池，達到“多業務動態資源擴展”的功效。

4.3 節約經費和能源

原本需要30臺服務器，現在只需要15臺服務器，節約服務器購置經費，節省能源。這是DRX的價值，資源隨需而動。

[1]劉偉科等.虛擬服務器集群技術在高校選課系統中的應用研究[J].福建電腦，2011.

[2]王利，周瑩蓮，劉甫.服務器負載均衡技術研究[J].計算機與數字工程，2010.

[3]謝海燕，楊巍.云計算技術的發展和應用分析[J].電子商務，2015.