基于H3C CAS的負載均衡技術在教務系統中的設計

陳建慧 唐玉蘭

摘要：教務信息系統的業務增加，服務器的負載壓力越來越大。基于H3C CAS的負載均衡技術可以讓教務信息系統應付大訪問量的變化，減緩了服務器和網絡的壓力，降低了硬件成本，提高了教務信息系統的響應速度。

關鍵詞：負載均衡技術;教務信息系統;CAS

中圖分類號：TP319文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0235-02

1 現狀與需求

為了適應高校教學運行中不斷出現的教學管理與教學服務需要，教務信息系統的業務功能模塊不斷增加，業務數據也不斷增長，網站的訪問流量迅速增長，服務器與客戶端之間交互的內容和信息越來越豐富，巨大的網絡訪問量給教務信息系統服務器帶來很大的壓力。教務信息系統一般都是提供24h*7不間斷的服務，任何服務的中斷都會造成教學運行事故。以上這些都對教務信息系統的服務器提出了高性能、高可靠性的需求。[1]

教務信息系統的網絡訪問量的增長遠比服務器的硬件性能增長的要快很多。在網絡訪問高峰期間，特別是學生選課期間，瞬時的訪問量會達到5000至10000以上，教務信息系統的服務器的資源消耗非常嚴重，服務器的響應速度也會非常緩慢，其他業務模塊受到極大影響。

面對這種狀況，增加服務器的硬件配置是其中一種方式，但是這樣會導致硬件成本增加，況且硬件提升也是有極限的。另外，除去硬件本身原因外，由于教務信息系統軟件本身設計時，系統的架構也會存在一定的局限性和不足之處，這也是導致高并發量訪問時系統響應緩慢的一個原因。因此，需要提出一種方案來優化教務信息系統的業務性能，解決目前出現的問題。

2 負載均衡方案構建

根據教務信息系統運行狀況，方案采用H3C CAS云計算平臺的虛擬化方案，利用H3C CAS服務器虛擬化管理平臺，創建虛擬化集群。以H3C CAS云計算的虛擬化技術為核心，將現有教務信息系統的服務器、網絡和存儲等資源進行整合，為用戶提供資源服務。利用其強大的功能特性和易用的交付模式提升教務信息系統現有的資源利用率，提高系統運行的可靠性和安全性。[2]

CAS由四部分組件構成：（l）CVK（Cloud Virtualization Ker-nel，虛擬化內核平臺）;（2）CVM（Cloud Virtualization Manager，虛擬化管理系統）;（3）CIC（Cloud Intelligence Center.云業務管理中心）;（4）SSV（User Self-Service Portal，用戶自助服務門戶）。[3]同時H3C CAS虛擬化管理平臺還具有DRX動態資源擴展功能，可以在系統后臺動態的調整虛擬機的配置資源，適應各種高10業務訪問場景。其工作原理如圖1所示。

在圖1中可見，方案中，在服務器集群之前另外加入H3C的負載均衡設備（LBLoadBalance，簡稱LB），在網絡數據包層面做鏈路流量的負載均衡，保證學校大量師生在某一時間段集中訪問應用系統時的流暢性和穩定性。外網用戶通過教務信息系統網址訪問校內Web服務器時，學校域名服務器將域名解析請求轉發給業務負載均設備模塊，業務負載均衡設備模塊根據就近性算法和ISP表選擇最佳物理鏈路路徑，并將通過該鏈路與外網客戶端鏈接的端口的IP地址作為DNS域名解析結果返回給外網用戶，外網用戶通過該鏈路訪問校內Web服務器。原理和配置如圖2所示。

3 負載均衡系統架構

目前，教務信息系統有兩臺IBM服務器，分布部署Web網站和數據庫，存儲為EMC存儲。在此基礎上，在兩臺IBM服務器上安裝H3C CAS虛擬化系統，新建兩臺虛擬機，分別對應原來的教務信息系統網站和數據庫服務器，虛擬機的系統盤和數據盤均存放在EMC存儲上。系統拓撲原理如圖3所示：

4 基于H3C CAS負載均衡方案在的實現

通過在兩臺服務器上安裝H3C CAS，實現教務信息系統云計算管理平臺上的管理與維護。登錄CAS云計算管理平臺，管理員可以方便快捷的統一管理教務信息系統的物理硬件資源及虛擬服務器。在物流服務器正常運行的情況下，管理主要是針對虛擬服務器的管理，比如安裝程序某些程序后需重啟服務器，其實是重啟了虛擬服務器，而物理服務器不需要重新啟動。提高了服務器的維護效率，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器資源。其中，jwdb是數據庫服務器，jwweb是教務信息系統Web服務器。在云平臺上，管理員可以只管的掌握服務器資源的CPU資源的利用率，內存消耗情況，本地存儲量等具體信息，并可過畫像體現出來。

在最近一次學生選課時，通過對服務器抗壓檢測效果來看，基于H3C CAS平臺的負載均衡方案能很好地應對校園級的高爆發量訪問。通過虛擬服務器協同了物理服務器的工作，平衡地承擔了物理服務器的負載壓力，增加了網絡的流暢性，降低了網絡的壓力，減少了硬件成本的支出。同時業務系統的相應速度加快也提升了用戶的使用感受。

參考文獻：

[1]汪秀春，曹作良，湯繼偉.負載均衡在遠程教育應用平臺部署中的實現[J].天津理工學院學報，2003（1）：110-112.

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

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