写出外包学生管理系统的架构文档

【作业要求】

1. 基于模块 1 第 5 课 P15 页的外包学生管理系统备选架构 1(见下 1 页)，写出完整的架构设计文档;2. 注意不是备选架构文档，而是最终落地的详细架构设计文档;3. 无需考虑数据库表设计，因为表设计是方案设计阶段做的，不是架构设计阶段做的;

【提示】

1. 架构设计文档是完整的文档(Word 或者语雀文档之类的都可以)，而不是 PPT;

2. 架构文档涵盖的内容请参考模块 3 第 4 课，细化架构设计参考模块 3 第 6 课;

3. 外包学生管理系统的业务请参考模块 1 第 5 课的课件;

4. 架构文档模板可以参考:架构实战营详细架构设计文档模板
   

前言

本文是 X 大学学生管理系统的详细架构设计文档，用于指导该系统后续的开发、测试和运维

1. 业务背景

随着学校的规模的不断扩大，学生数量的增加，需要处理的信息也日趋增大。不仅花费大量的教师资源，处理效率也十分低下。

为提高学生管理的管理水平，优化资源，尽可能降低管理成本成为学生管理的新课题，学生管理系统是从学生管理现状出发，根据学生管理的新要求进行开发设计的，它需要解决学生信息管理数据信息量大修改不方便，对一系列数据进行分析时花费时间长等问题，帮助学生管理人员有效管理学生信息。

因此学生信息管理系统可以通过系统规范化地管理、科学性统计和快速查询、修改、增加、删除等，提高信息的准确度以及日常管理的工作效率。

本系统主要是应用于学生各类信息的管理，总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化、自动化，其主要任务是统计学生各类信息进行日常管理，如查询、修改、增加、删除、以及学生选课、成绩的查询等功能设计的管理系统。

2. 约束和限制

1. 必须在 2021 年 12 月 31 日前完成项目交付

2. 开发预算不得超过 50 万

3. 硬件成本不得超过 5 万/月

4. 必须使用 Java 作为编程语言（校方后期维护人员只懂 Java）

3. 总体架构

3.1 架构分析

3.1.1 高性能

学校师生人数总计约 5 万人，性能要求并不高。

3.1.2 高可用

学校的主要业务如教学并不依赖此系统，故计算的可用性要求亦并不高。不过需要注意的是数据的可用性有一定要求，因丢失数据需要大量时间来进行人工补录，若出现数据丢失需确保丢失量可控且相对较小。

3.1.3 可扩展

该系统的功能需求比较复杂，可扩展是一个需要重视的复杂度。

3.1.4 成本与安全

本系统为单校系统，不涉及金融，且学生信息多为已公开信息，故成本与安全要求不高。

3.2 总体架构设计

系统架构图

• Nginx 承接请求并分发至相应的子系统

• 每个子系统独立部署于不同的服务器

• 所有的子系统的数据库读写操作均指向主 MySQL

• MySQL 开启实时备份

4. 详细设计

4.1 核心功能

• 数据的增删改查

• 用户登陆时将通过学生子系统获得 Token 用以鉴权，之后的所有请求将携带此 Token

• 当请求设计到对于某一项数据的增删改查时，Token 将被用于向权限子系统进行鉴权来判断是否可以进行此项操作

• 当数据被增删改之后，主 MySQL 将同步变动至备 MySQL

• 统计数据的生成

• 每个子系统都有自己的定时任务 CronJob 定期计算并更新统计数据以供有权限的用户查阅。

4.2 关键设计

• 数据储存的可靠性

• 使用一主一备两台 MySQL 服务器，将数据变动从主 MySQL 及时备份到备 MySQL 可以保证当主 MySQL 意外发生时丢失的数据仅限于主备间复制延迟过程中产生的变动。

• 请求流量的分发与控制

• Nginx 根据 URL 来决定将请求反向代理至某个子系统

• 后期当某个子系统有多台主机时 Nginx 可以做负载均衡

• 当某个子系统出现过载等故障时 Nginx 可以短路来实现服务降级

4.3 设计规范

1. 子系统使用 Spring Boot 开发

2. MySQL 使用 InnoDB 储存引擎

3. 各个子系统之间的调用使用 HTTPS 协议以及基于 JSON 的 API 并同样经过 Nginx 调度

5. 质量设计

1. 使用框架自带的 Spring Boot Actuator 来实现可测试性、可维护性及可观测性

6. 演进规划

6.1 学生管理系统一期

• 完成学生子系统，实现学生管理功能

• 完成权限子系统，实现权限管理功能

6.2 学生管理系统二期

• 完成课程子系统，实现课程管理和考试管理功能

• 完成观测监控模块的搭建