高校教务管理信息化是当前教学管理模式创新的必然趋势，网上选课可以算是其中的一个典型应用，并在绝大多数高校广泛使用。但是每年两次的网上选课时段，学生常常抱怨选课如同春运期间在网上抢火车票一般艰难。广西大学通过部署H3C DRX动态资源扩展方案，在虚拟化环境下，根据业务负载实现资源的动态扩展，从容应对突发流量等场景，让选课系统从此告别“压力山大”。

文/田野

广西大学是国家“211工程”、“中西部高校综合实力提升工程”重点建设高校之一。目前，目前，广西大学以“公平竞争、先到先得、选完为止”为原则，针对全日制本科生实行网上选课，由于每门课程的所能容纳学生人数是有限的，所以一些受欢迎的热门课程总是“供不应求”。因此，学生们为了选到心仪的课程，在每学期选课的时候，都会提早登陆，认真地守在网上等着“抢课”，平时访问人数寥寥无几的选课系统，在这时就会突然涌入成千上万的学生，这一巨大的突发流量经常会造成导致教务系统崩溃或者无法访问，严重影响学生体验，使学生对选课系统的满意度较差，引来投诉。学校方面希望通过使用云计算相关技术解决学生“选课难”的问题。

一、 选课系统应用现状分析

广西大学选课系统主要面向在校全日制本科生，本科生人数超过2.4万人，教务系统采用的是某国内主流教务系统，该系统包含：

• 教师管理端，主要是教师用于管理学生学籍、档案信息、排课等工作，使用人数少；
• 学生选课端，主要是学生选课时访问的服务器，选课时压力巨大；
• 数 据 库，当学生大量访问时，可能会存在压力。

软件采用B/S架构，典型的三层部署模式，其中将Web层与App层（以下统称为：Web层）部署Windows IIS服务上，实际为两层，逻辑上为三层（如图1所示）。

图1教务选课系统逻辑架构

在实际组网中（如图2所示），广西大学为分担大量学生涌入而造成学生端服务器压力，采用两台Web服务器分别配置不同IP地址，对外来提供选课业务。

http://www.h3c.com.cn/res/201407/02/20140702_1889457_image002_833188_30008_0.jpgDRX技术在广西大学教务选课系统的应用" TITLE="让系统随需而变——H3C DRX技术在广西大学教务选课系统的应用" />

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图2 广西大学教务系统资源与部署示意图

在选课开放的一瞬间将会有大量学生涌入，是典型的具有突发流量的业务（如图3所示）：瞬时的访问量巨大，随着时间的累积，选课结束的学生退出，业务压力越来越小。所以说选课的压力一般来自于选课开放的前15至30分钟。

图3 校园选课系统流量模型示意图

为了改善现状，校方曾尝试升级服务器以达到硬件累加的效果。但由于选课业务每年就进行两次，每次的时间不过几天，从投资上来看不合算，且选课难的问题并不一定得到明显改善。分析原因，因为教务系统采用B/S架构编写，采用Web服务器负责页面展示和业务逻辑，Web服务器采用Windows IIS作为Application Server，后端采用Oracle数据库。由于IIS应用服务器性能的限制，当访问人数增加时，会由于应用服务器会话数达到上限出现服务不可用的情况。

二、 解决方案

H3C DRX是一个全自动化、面向业务的、自适应的解决方案。将其部署于高校选课系统中，不需要对原有的应用系统进行改造，在满足突发流量的同时，不会对原有业务环境造成任何影响，并且可以实现业务的快速上线。而部署该系统，只需进行少量投资，由于采用虚拟机的方式来扩展资源，无需像以往那样需要不断购买新设备来满足突发流量的要求。

经过对广西大学教务系统的性能瓶颈分析和仔细调研、测试，发现当大量学生访问时，Web服务器的CPU、内存利用率均不超过30%，数据库压力也不大，判定Web端可能存在性能瓶颈。

根据原软件系统网络部署情况，对网络进行改造（如图4所示），沿用学校现有网络设备和服务器，增配2台H3C FlexServer R390 服务器、1台H3C FlexStorage P5730 存储、1台H3C L1000-A 负载均衡设备，利旧一台现有服务器，在3台服务器上安装H3C CAS云计算软件。其中2台R390作为业务服务器，用于承载实际业务，利旧服务器作为管理服务器。

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图4 实际组网图

DRX解决方案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。将教务选课系统的Web端部署在虚拟机上，并在H3C CAS云管理平台上开启DRX功能，对Web端的连接数进行监控。当正常运行的业务面临突发流量访问时，即单台Web端虚拟机会话数超过400时，CAS平台能够监测到业务所在虚拟机性能不足，即认为Web端会出现性能瓶颈，DRX触发生成新的虚拟机，配合负载均衡LB设备对外提供服务，实现对学生流量的负载分担。当访问高峰过后，CAS平台能够动态的收缩，删除过剩的虚拟机，从而实现计算资源随需而动。

三、 实施效果

通过对优化后的环境的详细测试，得出以下结论：

• 改造后的选课系统扩容简单，通过DRX方案提供的可动态实时扩展虚拟机数量的机制可保证选课系统无缝扩容。若当前硬件资源不足，增加物理服务器的数量即可轻易提高同时选课的学生数量，最终承载的学生数量只受限于后台数据库的性能。
• 改造后的选课系统无需人工干预维护，扩容和资源回收都是自动实现的。
• 改造后的选课系统资源利用率高，选课系统的服务器、存储等硬件资源在空闲时可自动释放，可轻易用于其他业务系统。

2013年12月27日晚18点，业务正式上线，随着学生不断上线选课，监测到同时并发用户数超过3000人。在选课过程中，DRX监测到并发用户的上升、成功触发，扩展出6台虚拟机（触发前有10台）。成功承载了选课的巨大压力。选课开通1.5小时后，已有9000人完成了选课。上万人的选课，在两小时之内就完成了百分之九十，全程选课系统响应正常，学生的选课体验大大提升。最后，在选课高峰过后，DRX成功回收了富余的虚拟机，将资源释放，选课顺利完成。

广西大学仅仅增加了少量硬件资源，通过DRX方案扩展选课系统的Web服务器，既简单、又经济的解决了长期困扰学校的选课难题，很好地保障了学校的选课业务。