魏進(jìn)+王榮祥+賈海天

摘要：教務(wù)系統(tǒng)是學(xué)校日常教學(xué)管理的重要軟件，但是其系統(tǒng)安裝是在老的硬件上面，隨著硬件環(huán)境的升級(jí)與優(yōu)化，老的硬件一定不能滿足學(xué)校信息化教學(xué)的需求，目前教務(wù)處的選課系統(tǒng)運(yùn)行在IBM 刀片服務(wù)器 HS21上，存在已經(jīng)運(yùn)行5年之久，刀箱已經(jīng)運(yùn)行將近8年，存在硬件續(xù)保昂貴的問(wèn)題；另外每到選課高峰期，往往存在Web服務(wù)不響應(yīng)的問(wèn)題。通過(guò)文章實(shí)際分析測(cè)試，將選課系統(tǒng)搬到虛擬化平臺(tái)的可行性和性能問(wèn)題，并且最終完成系統(tǒng)遷移到學(xué)校的云環(huán)境中，保障教務(wù)系統(tǒng)能從硬件上集成到云服務(wù)中來(lái)，為以后的智慧校園建設(shè)提供技術(shù)支撐與保障。

關(guān)鍵詞：教務(wù)系統(tǒng)；超融合集群；選課

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）21-0234-02

1 引言

Nutanix 超融合設(shè)備在計(jì)算性能、存儲(chǔ)讀寫方面具有比較好的性能，學(xué)校數(shù)管中心調(diào)研分析硬件性能在快速發(fā)展，新的硬件技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了軟件技術(shù)的發(fā)展，對(duì)學(xué)校的教學(xué)管理速度和質(zhì)量提出了更高的要求。Nutanix組建的一個(gè)融合架構(gòu)，架構(gòu)中標(biāo)識(shí)出了三個(gè)結(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一臺(tái)Nutanix設(shè)備，每臺(tái)Nutanix設(shè)備都是相同的構(gòu)造，支持多個(gè)設(shè)備進(jìn)行疊加以便構(gòu)建大型的數(shù)據(jù)中心。

經(jīng)過(guò)調(diào)研選用測(cè)試設(shè)備如下：

新一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，如下圖1所示。

Nutanix 超融合架構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

1） 將計(jì)算和存儲(chǔ)資源融合在一起；2） 軟件定義的基礎(chǔ)架構(gòu)；3） 分布式架構(gòu)，性能優(yōu)化；4） 自我恢復(fù)的系統(tǒng)；5） 自動(dòng)化運(yùn)維和深度分析。

2 測(cè)試計(jì)劃

測(cè)試計(jì)劃在超融合設(shè)備Nutanix上進(jìn)行，系統(tǒng)安全通過(guò)防火墻進(jìn)行了必要的設(shè)置，確保系統(tǒng)安全。

1） 安裝Nutanix設(shè)備到核心機(jī)房；2） Nutanix軟件和VM虛擬機(jī)安裝；3） 關(guān)閉正在生產(chǎn)環(huán)境的服務(wù)，遷移數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用系統(tǒng)到Nutanix 虛擬機(jī)；4） 配置遷移到Nutanix設(shè)備中的虛擬機(jī)；5） 修改IP地址，聯(lián)系正方公司獲取客戶端授權(quán)碼；6） 運(yùn)行測(cè)試環(huán)境，進(jìn)行模擬選課；7） 安全策略部署，實(shí)現(xiàn)指定端口開放，其他不必要的端口關(guān)閉，防止被攻擊。

3 測(cè)試過(guò)程及其結(jié)果

采用Loadrunner 壓力測(cè)試工具進(jìn)行壓力測(cè)試 ，模擬5000人在線選課，每30秒有50個(gè)用戶登錄到教務(wù)系統(tǒng)選課，LoadRunner，是一種預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為和性能的負(fù)載測(cè)試工具。通過(guò)以模擬上千萬(wàn)用戶實(shí)施并發(fā)負(fù)載及實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)的方式來(lái)確認(rèn)和查找問(wèn)題，此次來(lái)測(cè)試Web服務(wù)器壓力。測(cè)試過(guò)程如下：

1） 創(chuàng)建測(cè)1試腳本；在測(cè)試環(huán)境中，LoadRunner在物理計(jì)算機(jī)上使用 Vuser 代替實(shí)際用戶。Vuser以一種可重復(fù)、可預(yù)測(cè)的方式模擬典型用戶的操作，對(duì)系統(tǒng)施加負(fù)載。

2） 回放腳本； 通過(guò)錄制一系列典型用戶操作（例如教務(wù)系統(tǒng)），已經(jīng)模擬了真實(shí)用戶操作。將錄制的腳本合并到負(fù)載測(cè)試場(chǎng)景之前，回放此腳本以驗(yàn)證其是否能夠正常運(yùn)行?；胤胚^(guò)程中，可以在瀏覽器中查看操作并檢驗(yàn)是否一切正常。

3） 為負(fù)載測(cè)試準(zhǔn)備腳本。

當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)使用應(yīng)用程序時(shí)，該應(yīng)用程序是否仍可以運(yùn)行？如果可以，應(yīng)用程序的性能是否會(huì)下降到不可接受的程度？為負(fù)載測(cè)試準(zhǔn)備腳本，并設(shè)置該腳本以收集響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)。

4） 負(fù)載載測(cè)試環(huán)境。

負(fù)載測(cè)試是指在典型工作條件下測(cè)試應(yīng)用程序，例如，學(xué)校同時(shí)有幾千人同時(shí)在同一個(gè)教務(wù)系統(tǒng)上選課。需要設(shè)計(jì)測(cè)試來(lái)模擬真實(shí)情況。為此，要能夠在應(yīng)用程序上生成較重負(fù)載，并安排向系統(tǒng)施加負(fù)載的時(shí)間（因?yàn)橛脩舨粫?huì)正好同時(shí)登錄或退出系統(tǒng)）。還需要模擬不同類型的用戶活動(dòng)和行為。

本文的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景，模擬5000學(xué)生同時(shí)登錄，搜索課程，進(jìn)行選課，查看課程情況并退出。

5） 運(yùn)行負(fù)載測(cè)試。選課前情況如圖2所示。

選課后WEB應(yīng)用端情況如圖3所示。

DB數(shù)據(jù)庫(kù)端如圖4所示。

LoadRunner測(cè)試結(jié)果如圖5所示。

5000人選課，在Nutanix設(shè)備，大概在2小時(shí)左右完成。Windows 資源見WEB端資源圖，由于選課人數(shù)太多，Web資源利用率過(guò)高，可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

4 結(jié)論和建議

經(jīng)過(guò)在Nutanix設(shè)備進(jìn)行超融合測(cè)試，得出如下結(jié)論：

1） 整個(gè)教務(wù)系統(tǒng)，瓶頸在WEB服務(wù)器。

2）建議將現(xiàn)有教務(wù)系統(tǒng)軟件移到虛擬化平臺(tái)。主要考慮硬件過(guò)保和性能。

3） Nutanix超融合架構(gòu)中運(yùn)行生產(chǎn)環(huán)境，讀寫IO性能優(yōu)勢(shì)。Nutanix倡導(dǎo)的軟件驅(qū)動(dòng)的超級(jí)計(jì)算平臺(tái)將計(jì)算、虛擬化與存儲(chǔ)融為一體，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心快速“瘦身”，簡(jiǎn)化配置部署，提升運(yùn)維效率，并且可持續(xù)擴(kuò)展的新型基礎(chǔ)架構(gòu)。

4） 選課系統(tǒng)進(jìn)入虛擬化平臺(tái)后，建議在CPU性能高的服務(wù)器上運(yùn)行，可零時(shí)增加CPU內(nèi)核或者增加Web服務(wù)器。

經(jīng)過(guò)分析，后期完成如下工作：

1） 遷移教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)到目前的IP-SAN存儲(chǔ)中。

2） 在選課期間增加WEB應(yīng)用服務(wù)器，提高選課速度，必要時(shí)建設(shè)負(fù)載均衡服務(wù)器。

3） 遷移數(shù)據(jù)庫(kù)期間利用學(xué)校私有云容量?jī)?yōu)勢(shì)，擴(kuò)充教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)空間。

4） 在目前學(xué)校的云平臺(tái)，配置適當(dāng)?shù)挠?jì)算資源給教務(wù)系統(tǒng)，提升教務(wù)系統(tǒng)的效率。

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通用性：通過(guò)應(yīng)用虛擬化，可以使任何一個(gè)程序都能在云系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)共享和運(yùn)行。

實(shí)時(shí)更新：通過(guò)云端海量數(shù)據(jù)收集到的情況，能夠?qū)Ω鞣N應(yīng)用做到第一時(shí)間的更新，并通過(guò)層級(jí)下放，迅速將更新結(jié)果發(fā)布至客戶端。

個(gè)性化：可以由用戶自定義個(gè)性化的虛擬應(yīng)用，也可選擇用戶熟悉的虛擬環(huán)境。

4 虛擬化平臺(tái)

虛擬化平臺(tái)是指面向開發(fā)人員開放的，可嵌入到云端的各種應(yīng)用的一個(gè)統(tǒng)一接口，開發(fā)人員可以通過(guò)將自己的應(yīng)用通過(guò)平臺(tái)置于云端，并利用云系統(tǒng)運(yùn)行為客戶提供各種定制化的服務(wù)。虛擬化平臺(tái)的特稱及功能如下：

語(yǔ)言兼容：支持各種主流開發(fā)工具級(jí)程序語(yǔ)言，如：VB、VC、VC++、Java、C#、Delphi、Basic等。

嚴(yán)格審查：對(duì)于上傳至云端的各種開發(fā)成品都要進(jìn)行嚴(yán)格的審查，審查內(nèi)容包括開發(fā)人員身份驗(yàn)證，軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)認(rèn)證及安全性認(rèn)證。

測(cè)試模擬：對(duì)即將推出的開發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)環(huán)境模擬測(cè)試，以驗(yàn)證推出后的服務(wù)效果。

有償服務(wù)：通過(guò)合理的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，保障開發(fā)人員的利益，虛擬平臺(tái)同事也得到一定比例服務(wù)費(fèi)用。

升級(jí)更新：服務(wù)提供者可對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行不定期的更新，以完善自身的服務(wù)，而平臺(tái)對(duì)開發(fā)人員開放完善的升級(jí)和更新接口。

監(jiān)控管理：對(duì)于虛擬平臺(tái)上的各種操作，要有完善的監(jiān)控日志、實(shí)時(shí)告警等手段，保障安全合法運(yùn)行。

5 虛擬化桌面

虛擬化桌面即是將用戶完全從自身終端解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的無(wú)差異化。云端將用戶完整的應(yīng)用環(huán)境記錄下來(lái)，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，在云端高性能的硬件和無(wú)差異的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)運(yùn)行各種應(yīng)用程序，運(yùn)行虛擬化桌面具有以下接入標(biāo)準(zhǔn)和功能：

管維集中：為用戶提供服務(wù)的軟件將集中的管理在服務(wù)器端，對(duì)于相關(guān)的數(shù)據(jù)將在云端進(jìn)行集中的維護(hù)和管理，同時(shí)也可減少現(xiàn)場(chǎng)工作。

連貫使用：用戶在本地完成操作后，云端將保持用戶的操作記錄和配置情況，確保用戶在下次登錄時(shí)能夠保持操作的連貫性。

故障恢復(fù)：用戶的桌面環(huán)境將以虛擬機(jī)的形勢(shì)被保存下來(lái)，通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)的操作記錄及用戶備份，能夠快速發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)回復(fù)，恢復(fù)過(guò)程中通過(guò)熱遷移的方式讓用戶端能夠無(wú)故障感知。

云計(jì)算從本質(zhì)上講，是向用戶提供虛擬化的服務(wù)。從云計(jì)算到虛擬化的跨越過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了資源利用率的最大化，通過(guò)創(chuàng)建高度虛擬化的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了資源的充分共享，最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)等資源以服務(wù)的形式提供給網(wǎng)絡(luò)客戶，極大的提高了工作效率，降低了客戶的使用成本，同時(shí)也幫助客戶提升了安全等級(jí)，更好的滿足各種客戶的需求。隨著科技的發(fā)展，云計(jì)算與虛擬化必將成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必由趨勢(shì)，也將推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)科技走上一個(gè)新的高度。