基于H3C CAS的負(fù)載均衡技術(shù)在教務(wù)系統(tǒng)中的設(shè)計

陳建慧 唐玉蘭

摘要：教務(wù)信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)增加，服務(wù)器的負(fù)載壓力越來越大。基于H3C CAS的負(fù)載均衡技術(shù)可以讓教務(wù)信息系統(tǒng)應(yīng)付大訪問量的變化，減緩了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的壓力，降低了硬件成本，提高了教務(wù)信息系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

關(guān)鍵詞：負(fù)載均衡技術(shù);教務(wù)信息系統(tǒng);CAS

中圖分類號：TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0235-02

1 現(xiàn)狀與需求

為了適應(yīng)高校教學(xué)運(yùn)行中不斷出現(xiàn)的教學(xué)管理與教學(xué)服務(wù)需要，教務(wù)信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能模塊不斷增加，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也不斷增長，網(wǎng)站的訪問流量迅速增長，服務(wù)器與客戶端之間交互的內(nèi)容和信息越來越豐富，巨大的網(wǎng)絡(luò)訪問量給教務(wù)信息系統(tǒng)服務(wù)器帶來很大的壓力。教務(wù)信息系統(tǒng)一般都是提供24h*7不間斷的服務(wù)，任何服務(wù)的中斷都會造成教學(xué)運(yùn)行事故。以上這些都對教務(wù)信息系統(tǒng)的服務(wù)器提出了高性能、高可靠性的需求。[1]

教務(wù)信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)訪問量的增長遠(yuǎn)比服務(wù)器的硬件性能增長的要快很多。在網(wǎng)絡(luò)訪問高峰期間，特別是學(xué)生選課期間，瞬時的訪問量會達(dá)到5000至10000以上，教務(wù)信息系統(tǒng)的服務(wù)器的資源消耗非常嚴(yán)重，服務(wù)器的響應(yīng)速度也會非常緩慢，其他業(yè)務(wù)模塊受到極大影響。

面對這種狀況，增加服務(wù)器的硬件配置是其中一種方式，但是這樣會導(dǎo)致硬件成本增加，況且硬件提升也是有極限的。另外，除去硬件本身原因外，由于教務(wù)信息系統(tǒng)軟件本身設(shè)計時，系統(tǒng)的架構(gòu)也會存在一定的局限性和不足之處，這也是導(dǎo)致高并發(fā)量訪問時系統(tǒng)響應(yīng)緩慢的一個原因。因此，需要提出一種方案來優(yōu)化教務(wù)信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)性能，解決目前出現(xiàn)的問題。

2 負(fù)載均衡方案構(gòu)建

根據(jù)教務(wù)信息系統(tǒng)運(yùn)行狀況，方案采用H3C CAS云計算平臺的虛擬化方案，利用H3C CAS服務(wù)器虛擬化管理平臺，創(chuàng)建虛擬化集群。以H3C CAS云計算的虛擬化技術(shù)為核心，將現(xiàn)有教務(wù)信息系統(tǒng)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲等資源進(jìn)行整合，為用戶提供資源服務(wù)。利用其強(qiáng)大的功能特性和易用的交付模式提升教務(wù)信息系統(tǒng)現(xiàn)有的資源利用率，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。[2]

CAS由四部分組件構(gòu)成：（l）CVK（Cloud Virtualization Ker-nel，虛擬化內(nèi)核平臺）;（2）CVM（Cloud Virtualization Manager，虛擬化管理系統(tǒng)）;（3）CIC（Cloud Intelligence Center.云業(yè)務(wù)管理中心）;（4）SSV（User Self-Service Portal，用戶自助服務(wù)門戶）。[3]同時H3C CAS虛擬化管理平臺還具有DRX動態(tài)資源擴(kuò)展功能，可以在系統(tǒng)后臺動態(tài)的調(diào)整虛擬機(jī)的配置資源，適應(yīng)各種高10業(yè)務(wù)訪問場景。其工作原理如圖1所示。

在圖1中可見，方案中，在服務(wù)器集群之前另外加入H3C的負(fù)載均衡設(shè)備（LBLoadBalance，簡稱LB），在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包層面做鏈路流量的負(fù)載均衡，保證學(xué)校大量師生在某一時間段集中訪問應(yīng)用系統(tǒng)時的流暢性和穩(wěn)定性。外網(wǎng)用戶通過教務(wù)信息系統(tǒng)網(wǎng)址訪問校內(nèi)Web服務(wù)器時，學(xué)校域名服務(wù)器將域名解析請求轉(zhuǎn)發(fā)給業(yè)務(wù)負(fù)載均設(shè)備模塊，業(yè)務(wù)負(fù)載均衡設(shè)備模塊根據(jù)就近性算法和ISP表選擇最佳物理鏈路路徑，并將通過該鏈路與外網(wǎng)客戶端鏈接的端口的IP地址作為DNS域名解析結(jié)果返回給外網(wǎng)用戶，外網(wǎng)用戶通過該鏈路訪問校內(nèi)Web服務(wù)器。原理和配置如圖2所示。

3 負(fù)載均衡系統(tǒng)架構(gòu)

目前，教務(wù)信息系統(tǒng)有兩臺IBM服務(wù)器，分布部署Web網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫，存儲為EMC存儲。在此基礎(chǔ)上，在兩臺IBM服務(wù)器上安裝H3C CAS虛擬化系統(tǒng)，新建兩臺虛擬機(jī)，分別對應(yīng)原來的教務(wù)信息系統(tǒng)網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，虛擬機(jī)的系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤均存放在EMC存儲上。系統(tǒng)拓?fù)湓砣鐖D3所示：

4 基于H3C CAS負(fù)載均衡方案在的實現(xiàn)

通過在兩臺服務(wù)器上安裝H3C CAS，實現(xiàn)教務(wù)信息系統(tǒng)云計算管理平臺上的管理與維護(hù)。登錄CAS云計算管理平臺，管理員可以方便快捷的統(tǒng)一管理教務(wù)信息系統(tǒng)的物理硬件資源及虛擬服務(wù)器。在物流服務(wù)器正常運(yùn)行的情況下，管理主要是針對虛擬服務(wù)器的管理，比如安裝程序某些程序后需重啟服務(wù)器，其實是重啟了虛擬服務(wù)器，而物理服務(wù)器不需要重新啟動。提高了服務(wù)器的維護(hù)效率，方便了日常工作。在圖4中，可以看到，通過H3C CAS云計算管理平臺，可以方便地管理服務(wù)器資源。其中，jwdb是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，jwweb是教務(wù)信息系統(tǒng)Web服務(wù)器。在云平臺上，管理員可以只管的掌握服務(wù)器資源的CPU資源的利用率，內(nèi)存消耗情況，本地存儲量等具體信息，并可過畫像體現(xiàn)出來。

在最近一次學(xué)生選課時，通過對服務(wù)器抗壓檢測效果來看，基于H3C CAS平臺的負(fù)載均衡方案能很好地應(yīng)對校園級的高爆發(fā)量訪問。通過虛擬服務(wù)器協(xié)同了物理服務(wù)器的工作，平衡地承擔(dān)了物理服務(wù)器的負(fù)載壓力，增加了網(wǎng)絡(luò)的流暢性，降低了網(wǎng)絡(luò)的壓力，減少了硬件成本的支出。同時業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相應(yīng)速度加快也提升了用戶的使用感受。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪秀春，曹作良，湯繼偉.負(fù)載均衡在遠(yuǎn)程教育應(yīng)用平臺部署中的實現(xiàn)[J].天津理工學(xué)院學(xué)報，2003（1）：110-112.

[2]朱壯普.基于H3C CAS的私有云計算平臺的方案設(shè)計[J].山西電子術(shù)，2017（1）：68-71.

[3]陳巍.淺談H3C CAS云計算管理平臺[J]山東工業(yè)技術(shù)，2017（10）：146.