高校云变革:治愈选课慢、难顽疾(《信息方略》)

作为一所历史悠久的名校,自1955年建校以来,北京邮电大学(以下简称北邮)经过半个多世纪的建设与发展,学校全日制教育已经形成了信息背景浓郁、专业特色鲜明、学科优势突出的办学格局。它是教育部直属、工业和信息化部共建、首批进行211工程建设的全国重点大学,是985优势学科创新平台项目重点建设高校,是国家信息科技人才的重要培养基地。

如今,经过半个多世纪的发展与建设,它设有信息与通信工程学院、电子工程学院、计算机学院等16个教学单位,以及网络技术、信息光子学与光通信、感知技术与产业3个研究院,并设有研究生院。学科专业已经涵盖理学、工学、文学等10个学科门类,涉及22个一级学科。全日制本、硕、博学生及留学生近30000名,网络教育在籍学生约50000名。

选课难于上青天

近几年来,学校秉承在素质教育中培养通信人才,在科技创新中突出信息特色,在行业引领中服务现代社会,在信念执着中传承大学文化的办学理念,在所有人的共同努力下,学校的改革与发展进入了一个新的阶段。然而,发展的道路并非总一帆风顺,拥有数量庞大学生群体的北邮,同样也被当下高校选课期间所面临的慢、难等困境所困扰着。

教务系统压力集中在选课期间,每当选课系统开放之后,大量数据就会同时涌入,学生在进行选课与成绩查询的同时,很大一部分老师也在录入成绩,三股力量交织在一起给教务系统带来了难以承受的巨大压力。选课期间经常会引起应用服务宕机,需要重启,即便不断重启软件、更换硬件也无法满足高峰期的选课需求。因此导致学生日夜刷新页面,也无法顺利选课,老师录入的成绩也无法保存,带来极差的用户体验。

北京邮电大学教务处教务管理科徐科长表示,选课系统还会出现数据库连不上的问题,种种问题带来了师生的大量投诉。为解决这些问题,网络中心对系统进行了压力测试,发现在600个用户进行选课的时候,数据库服务器和应用服务器的压力均未产生瓶颈,而当达到800个用户的时候开始有失败产生,应用服务器的CPU空闲较低,说明在大批量选课的时候应用服务器是存在瓶颈的。一个600用户约造成数据库的CPU压力在20%以上,应用增加后对数据库的内存和CPU的压力均对于增加,以数据库服务器现有的硬件配置支撑这么大的用户登录显然是困难的,存在着巨大的瓶颈。

以前,北邮拥有一台数据库服务器,一个应用服务器,为了缓解学生选课压力,在网络中心的帮助下增加了一台虚机,后来增加到四台虚机,增设了8个端口,但实际上并不能解决问题。徐科长表示,这就像大家买地铁票进站台一样,进站台的人多了,但实际上每次发车的车次是有限的,所以登上数据库服务器,选课数据保存成功的还是非常有限。

学生选课需要抢占教学资源,选课期间出现服务宕机必须要快速处置,否则就会对教务工作顺利进行产生巨大影响。是否就该对选课这样的突发性业务所面对的难点束手就擒?答案当然是不。

让资源流动起来

当选课系统无法响应时,学校IT系统中的物理服务器CPU、内存利用率普遍较低,归根到底都是软件性能差,高校亟须一个能够根据业务变化实时进行动态资源扩展的IT基础架构。

2014年5月,为解决选课慢、难的顽疾,北邮选择了目前教育行业最领先的资源动态调配解决方案,华三通信DRX解决方案。通过使用DRX根据业务访问量自动增加虚机,分担压力,彻底解决了以往选课系统静态服务器瓶颈问题,使选课过程顺畅无比。

DRX可根据设置的时间段,根据业务负载自动触发虚拟资源的扩展与回收,并结合负载均衡设备,为指定业务系统提供弹性的、可伸缩的访问资源池,在选课系统结束时可将资源释放给其他业务,真正有效降低IT投资。同时,它采用自动化免人工干预,高校信息管理人员不需要手工配置,就能够进行设定,实现自动扩展和收缩,实现多业务整合。

使用DRX以后,学校IT系统具有了超强的自适应能力,抗风险能力也更强,在峰值来临时能够游刃有余地面对,当峰值过后也能更充分地提高资源利用率。学校不再为集中选课苦恼,信息中心也不必为IT资源忧心,提高资源有效利用率,实现最优的扩展性,这就是新IT、云网融合的价值。

选课从此无忧

系统上线后,北邮也对此做了压力测试,并发量大的时候,学校系统选课、查询、查成绩也都非常稳定,没有感受到太大的延迟,给予师生良好的体验。像北邮这种并发三、四千人的选课情况,基本上两台服务器就能搞定。

如今,北邮应用服务器采用负载均衡,开设40台虚拟机,保证了用户登录不会造成宕机,给广大师生贴心的保障。这40台虚机从14年6月份选课到15年1月份选课,都没有再接到学生的抱怨,选课的高峰期也都平稳顺利度过。

选课开始时,虚机可自动开启,将教务网站、选课系统变成虚拟机,选课结束后,扩展出来的虚机自动回收。整个过程,完全自动化完成。

此外,北邮原有的数据库备份是本地硬盘的逻辑备份,其备份策略是每天将现有的教务系统中的数据导出一个数据包存放在本地硬盘上。此备份策略依赖于服务器本身的状况,如果本地硬盘故障就有可能导致数据丢失,目前则实现了异地备份保证数据安全。

DRX因其高效、快速、自动化的特点获得了广大师生的认可,基于虚拟资源组的状态统计信息展示,简化结果也更能适应校园网的特点,因此在各大校园内受到了广泛的好评。华三通信DRX同时与正方、凌展、清元优软、盈科等国内主流选课系统完美适配,目前已经成功服务包括广西大学、中国政法大学、北京交通大学等多所高校在线选课系统。

华三通信能够针对高校最迫切的教育教学难题推出定制化解决方案,不仅得益于其领先的IT技术,更离不开其丰富的行业生态圈资源。DRX动态资源扩展解决方案以其优异的表现,帮助高效战胜IT资源拥堵,彻底治愈高效选择慢、难的顽疾,真正实现畅快选课。

针对选课业务的一些特殊情况,华三一直在对DRX解决方案进行不断地优化。相信在未来,经过精益求精打磨而出的DRX会更具想象空间,它会将华三所代表的新IT影响力辐射到更多高校信息化建设领域,为智慧校园的搭建增添又一创新活力。

文/蒋菁