前言

作业-外包学生管理系统的架构文档

1. 业务背景

该系统是面向学校的学生信息管理系统。总体业务目标是实现学生信息管理的系统化、规范化和自动化。

2. 约束和限制

• 项目服务于单所学校，师生人数大致在 1000 人左右。

• 数据存储需要做到稳定可靠。

• 对于外包项目，在满足系统稳定的同时，需要尽可能考虑低成本和高效交付。

3. 总体架构

3.1 架构分析

3.1.1 高性能

• 日均最高 UV 预估为 1000，日均 PV 预估大致在 1W 左右。

• 基于以上的流量预估，以及预期学校的师生规模，峰值流量初步确定在 200QPS 以内。

• 本系统非实时交互系统，只要系统不宕机，可正常提供服务即可

基于以上，单应用服务器可满足需要，无需部署集群环境。

3.1.2 高可用

• 因为是学校使用的管理系统，在确保系统稳定的前提下，该系统对于服务高可用的要求较低，基本保证在正常教学时间内系统可用即可。

• 该系统对于数据的可靠性要求很高，需要确保数据安全存储，不丢失。

基于以上，需要考虑数据高可用需求，故数据库服务器采用主备架构。

3.1.3 可扩展

外包系统，在短期内，暂时对扩展性要求更高。

3.1.4 安全

• 因为是学校内部系统，可考虑进行内网部署，降低安全风险。

3.2 总体架构

• 1、Nginx 实现负载均衡和流量分发。

  2、按照业务拆分为三个子系统：学生子系统、课程子系统和权限子系统。

  3、数据库使用 MySQL，采用主备架构，出现问题时，可紧急进行主备切换，确保数据不丢失。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 账号注册

• 学生在注册页面填入基本信息：学号、姓名、密码、邮箱、手机号等

• 创建新账户，发送邮件或短信验证邮箱、手机号的有效性

• 管理员对学生提交的注册信息进行审核

• 审核通过后，账号激活并通知学生

4.1.2 登陆

• 学生在登陆页输入学号和密码

• 权限子系统对密码进行验证

• 权限子系统验证通过后创建 session 等

4.1.3 发布新课程

• 管理员通过课程子系统录入课程，信息包括时间、人数、地点、任课老师等

• 课程信息确认无误后进行发布

4.1.4 选课

• 学生登陆后，通过课程子系统查询可选课程

• 学生选择一门课并提交

• 课程子系统对提交的选课信息进行必要的校验（如课程该学生是否可选，课程库存是否有剩余等），确认无误后，将学生加入课程对应的班级信息中

4.1.5 发布考试

• 教师登陆系统，课程子系统列出该教师正在教授的课程列表

• 教师挑选一门课程，提交进行考试处理

• 课程子系统检索题库，并自动生成试卷

• 教师确认试卷内容，并打印

4.1.6 评分判定

• 管理员将学生试卷扫描入管理系统

• 老师针对学生试卷进行打分

• 打分结果存入学生成绩表中

4.2 关键设计

4.2.1 MySQL 主备机制

• 数据处理只针对 MySQL 主库进行操作

• 通过数据库主备数据同步机制，进行数据的主备库同步

• 一旦主库出现问题，可由系统或人工进行主备库的切换

4.3 设计规范

• 业务子系统采用 Spring Boot 作为开发框架；

  子系统间消息交互采用 HTTPS 协议，数据采用 JSON 格式

  MySQL 使用 Innodb 存储引擎

5. 质量设计

5.1

• 核心服务均需提交单元测试

• 数据可做全链路监控

• 完备的日志记录，便于问题定位

• 关键节点具备完备的告警处理逻辑

5.2 成本

• 6 台服务器：3 台业务服务器+2 台 MySQL 服务器+1 台 Nginx 服务器

• 公网域名服务

• 短信服务费等

6. 演进规划

该外包项目目前只签订一期合同，不许考虑后续规划