基于H3C CAS的负载均衡技术在教务系统中的设计
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摘要：教务信息系统的业务增加，服务器的负载压力越来越大。基于H3C CAS的负载均衡技术可以让教务信息系统应付大访问量的变化，减缓了服务器和网络的压力，降低了硬件成本，提高了教务信息系统的响应速度。
关键词：负载均衡技术;教务信息系统;CAS
中图分类号：TP319文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）03-0235-02
1 现状与需求
为了适应高校教学运行中不断出现的教学管理与教学服务需要，教务信息系统的业务功能模块不断增加，业务数据也不断增长，网站的访问流量迅速增长，服务器与客户端之间交互的内容和信息越来越丰富，巨大的网络访问量给教务信息系统服务器带来很大的压力。教务信息系统一般都是提供24h*7不间断的服务，任何服务的中断都会造成教学运行事故。以上这些都对教务信息系统的服务器提出了高性能、高可靠性的需求。[1]
教务信息系统的网络访问量的增长远比服务器的硬件性能增长的要快很多。在网络访问高峰期间，特别是学生选课期间，瞬时的访问量会达到5000至10000以上，教务信息系统的服务器的资源消耗非常严重，服务器的响应速度也会非常缓慢，其他业务模块受到极大影响。
面对这种状况，增加服务器的硬件配置是其中一种方式，但是这样会导致硬件成本增加，况且硬件提升也是有极限的。另外，除去硬件本身原因外，由于教务信息系统软件本身设计时，系统的架构也会存在一定的局限性和不足之处，这也是导致高并发量访问时系统响应缓慢的一个原因。因此，需要提出一种方案来优化教务信息系统的业务性能，解决目前出现的问题。
2 负载均衡方案构建
根据教务信息系统运行状况，方案采用H3C CAS云计算平台的虚拟化方案，利用H3C CAS服务器虚拟化管理平台，创建虚拟化集群。以H3C CAS云计算的虚拟化技术为核心，将现有教务信息系统的服务器、网络和存储等资源进行整合，为用户提供资源服务。利用其强大的功能特性和易用的交付模式提升教务信息系统现有的资源利用率，提高系统运行的可靠性和安全性。[2]
CAS由四部分组件构成：（l）CVK（Cloud Virtualization Ker-nel，虛拟化内核平台）;（2）CVM（Cloud Virtualization Manager，虚拟化管理系统）;（3）CIC（Cloud Intelligence Center.云业务管理中心）;（4）SSV（User Self-Service Portal，用户自助服务门户）。[3]同时H3C CAS虚拟化管理平台还具有DRX动态资源扩展功能，可以在系统后台动态的调整虚拟机的配置资源，适应各种高10业务访问场景。其工作原理如图1所示。
在图1中可见，方案中，在服务器集群之前另外加入H3C的负载均衡设备（LBLoadBalance，简称LB），在网络数据包层面做链路流量的负载均衡，保证学校大量师生在某一时间段集中访问应用系统时的流畅性和稳定性。外网用户通过教务信息系统网址访问校内Web服务器时，学校域名服务器将域名解析请求转发给业务负载均设备模块，业务负载均衡设备模块根据就近性算法和ISP表选择最佳物理链路路径，并将通过该链路与外网客户端链接的端口的IP地址作为DNS域名解析结果返回给外网用户，外网用户通过该链路访问校内Web服务器。原理和配置如图2所示。
3 负载均衡系统架构
目前，教务信息系统有两台IBM服务器，分布部署Web网站和数据库，存储为EMC存储。在此基础上，在两台IBM服务器上安装H3C CAS虚拟化系统，新建两台虚拟机，分别对应原来的教务信息系统网站和数据库服务器，虚拟机的系统盘和数据盘均存放在EMC存储上。系统拓扑原理如图3所示：
4 基于H3C CAS负载均衡方案在的实现
通过在两台服务器上安装H3C CAS，实现教务信息系统云计算管理平台上的管理与维护。登录CAS云计算管理平台，管理员可以方便快捷的统一管理教务信息系统的物理硬件资源及虚拟服务器。在物流服务器正常运行的情况下，管理主要是针对虚拟服务器的管理，比如安装程序某些程序后需重启服务器，其实是重启了虚拟服务器，而物理服务器不需要重新启动。提高了服务器的维护效率，方便了日常工作。在图4中，可以看到，通过H3C CAS云计算管理平台，可以方便地管理服务器资源。其中，jwdb是数据库服务器，jwweb是教务信息系统Web服务器。在云平台上，管理员可以只管的掌握服务器资源的CPU资源的利用率，内存消耗情况，本地存储量等具体信息，并可过画像体现出来。
在最近一次学生选课时，通过对服务器抗压检测效果来看，基于H3C CAS平台的负载均衡方案能很好地应对校园级的高爆发量访问。通过虚拟服务器协同了物理服务器的工作，平衡地承担了物理服务器的负载压力，增加了网络的流畅性，降低了网络的压力，减少了硬件成本的支出。同时业务系统的相应速度加快也提升了用户的使用感受。
参考文献：
[1]汪秀春，曹作良，汤继伟.负载均衡在远程教育应用平台部署中的实现[J].天津理工学院学报，2003（1）：110-112.
[2]朱壮普.基于H3C CAS的私有云计算平台的方案设计[J].山西电子术，2017（1）：68-71.
[3]陈巍.浅谈H3C CAS云计算管理平台[J]山东工业技术，2017（10）：146.
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