基于云計(jì)算的高校信息化應(yīng)用建設(shè)研究

1、 圖 2所示，軟件采用B/S+C/S架構(gòu)，其中將Web層和APP層部署在Windows IIS服務(wù)上，實(shí)際上為兩層架構(gòu)，邏輯上為三層；功能上包括教師管理端、學(xué)生服務(wù)端和后臺數(shù)據(jù)庫。教務(wù)管理系統(tǒng)圖 SEQ 圖 * ARABIC 2 教務(wù)管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖圖 SEQ 圖 * ARABIC 3 教務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 的實(shí)際部署架構(gòu)如 REF _Ref443482470 h * MERGEFORMAT 圖 3所示。 通過對教務(wù)管理系統(tǒng)的軟件架構(gòu)進(jìn)行分析，可知其性能瓶頸主要會產(chǎn)生在前端Web表示層和數(shù)據(jù)庫層。而通過實(shí)際測試發(fā)現(xiàn)，訪問瓶頸主要在于Web服務(wù)器的并發(fā)連接數(shù)限制上。前端Web表示層提供了用戶

2、訪問的接口，在單機(jī)的情況下由于系統(tǒng)的并發(fā)連接數(shù)限制，每逢選課時(shí)就會因?yàn)榇罅繉W(xué)生并發(fā)訪問而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)程鎖死或者無法訪問。因此，Web層可以采用云計(jì)算技術(shù)，通過其動態(tài)彈性擴(kuò)展能力，在系統(tǒng)訪問量較大的時(shí)候，通過新增節(jié)點(diǎn)來提高系統(tǒng)的并發(fā)訪問量；同時(shí)，通過負(fù)載均衡設(shè)備在各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上進(jìn)行負(fù)載均衡?；诖?，改進(jìn)后的基于云計(jì)算技術(shù)的教務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)如 REF _Ref443484048 h * MERGEFORMAT 圖 4所示。 2.運(yùn)行測試 本文基于 REF _Ref443484048 h * MERGEFORMAT 圖 4所示的教務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)行相關(guān)測試及運(yùn)行，平臺相關(guān)功能的產(chǎn)品選型如下所示。

3、其中，CAS平臺的組件可實(shí)現(xiàn)對操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用程序等內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)控。本文設(shè)置的監(jiān)控項(xiàng)包括：CPU使用率（cpu，%）、內(nèi)存使用率（memory，%）以及并發(fā)連接數(shù)（link_connections），監(jiān)控頻率設(shè)置為30秒。由于并發(fā)連接數(shù)是影響用戶訪問教務(wù)管理系統(tǒng)體驗(yàn)的主要因素，因此可在負(fù)載均衡設(shè)備上設(shè)置基于網(wǎng)絡(luò)訪問連接數(shù)對云平臺進(jìn)行負(fù)載均衡。 本文設(shè)計(jì)的云平臺資源調(diào)度策略如下 REF _Ref443292842 h * MERGEFORMAT 表 2所示。 在實(shí)際情況下，由于Step 2中新建虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)所需時(shí)間較長，可預(yù)先復(fù)制一定數(shù)量的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)供調(diào)用，Step 3中的刪除虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)也可以

4、不執(zhí)行。 針對在云平臺上部署完畢的教務(wù)管理系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，本文首先通過LoadRunner壓力測試軟件，對云平臺以及云平臺資源調(diào)度策略進(jìn)行測試。本文將單個(gè)Web服務(wù)器節(jié)點(diǎn)配置為4個(gè)vCPU、4G內(nèi)存，通過LoadRunner模擬學(xué)生登錄選課，測試每秒16個(gè)學(xué)生同時(shí)登錄的場景，持續(xù)模擬表 SEQ 表 * ARABIC 1云平臺系統(tǒng)功能選型功能產(chǎn)品計(jì)算資源刀片服務(wù)器資源池化CAS平臺數(shù)據(jù)庫中間件Oracle 10g負(fù)載均衡設(shè)備L5000-C 表 SEQ 表 * ARABIC 2云平臺資源調(diào)度策略云平臺資源調(diào)度策略Step 1： 初始化，分別設(shè)置啟動節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控閾值cpu_A、memory_A、link

5、_connections_A，以及關(guān)閉節(jié)點(diǎn)的閾值：cpu_B、memory_B、link_connections_B； 資源池默認(rèn)啟動一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置此節(jié)點(diǎn)不加入到資源調(diào)度策略，防止節(jié)點(diǎn)被關(guān)閉；Step 2： if cpu cpu_A or memory memory_A or link_connections link_connections_A then新建虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)；啟動虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)；Step 3：else if cpu cpu_B or memory memory_B or link_connections link_connections_B then關(guān)閉該虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)；刪除虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)；

6、圖 SEQ 圖 * ARABIC 4 基于云計(jì)算技術(shù)的教務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖6000學(xué)生登錄。測試結(jié)果如 REF _Ref443487247 h 圖 5所示。從圖中可以看出，30秒到40秒之間出現(xiàn)了一個(gè)響應(yīng)時(shí)間的波峰，表示響應(yīng)時(shí)間隨著登錄學(xué)生數(shù)量的增加而增多。由于連接數(shù)達(dá)到資源擴(kuò)展的閾值，云平臺資源調(diào)度策略啟動了第二臺虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)，而在第二個(gè)節(jié)點(diǎn)啟動后，響應(yīng)時(shí)間迅速下降并呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢。在實(shí)際運(yùn)行中，該云平臺通過20臺Web服務(wù)器支撐了7000人同時(shí)在線選課。 改進(jìn)后的基于云計(jì)算技術(shù)的教務(wù)管理系統(tǒng)，可通過云平臺資源調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動態(tài)地?cái)U(kuò)展虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而保證了教務(wù)管理系統(tǒng)性能的無縫擴(kuò)容，為

7、全校師生提供了良好的使用體驗(yàn)。而且該云平臺的資源可以實(shí)現(xiàn)自動回收，在教務(wù)管理系統(tǒng)空閑時(shí)，資源可以自動釋放并提供給其他應(yīng)用使用，從而極大地提高了云平臺的利用效率。四、結(jié)語 本文基于高校信息化建設(shè)對云計(jì)算技術(shù)的具體需求，分別從IaaS層、中間件層以及應(yīng)用層探討了實(shí)現(xiàn)云平臺動態(tài)彈性擴(kuò)展的關(guān)鍵技術(shù)，并通過對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入比較分析，提出了尚需解決的IaaS層資源調(diào)度策略、基于容器引擎的應(yīng)用層服務(wù)資源調(diào)度策略等關(guān)鍵技術(shù)問題。在圖 SEQ 圖 * ARABIC 5 云平臺壓力測試結(jié)果此基礎(chǔ)上，基于云計(jì)算技術(shù)對教務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)架構(gòu)改造，提出了云平臺資源調(diào)度策略，并進(jìn)行了相關(guān)測試研究，測試結(jié)果以及

8、實(shí)際運(yùn)行結(jié)果均表明云計(jì)算的動態(tài)彈性擴(kuò)展特性極大地提高了教務(wù)管理系統(tǒng)的性能，滿足了系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的應(yīng)用需求。而除教務(wù)管理系統(tǒng)之外，還有一系列校園信息化應(yīng)用具有類似特點(diǎn)，如網(wǎng)站群系統(tǒng)、招生系統(tǒng)等在平時(shí)的負(fù)載不會太高，而在一些特殊的時(shí)間（如招生、校慶等）其用戶訪問量會出現(xiàn)激增。因此，本文的研究，也可為相關(guān)校園信息化應(yīng)用的建設(shè)提供參考。 ADDIN NE.Bib 參考文獻(xiàn) 羅軍舟, 金嘉暉, 宋愛波,等. 云計(jì)算:體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)J. 通信學(xué)報(bào). 2011, 32(7): 3-21. 鄒復(fù)民, 蔣新華, 胡惠淳,等. 云計(jì)算研究與應(yīng)用現(xiàn)狀綜述J. 福建工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013, 11(03):

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