模块三作业 - 外包学生管理系统架构设计

前言

本文是针对外包学生管理系统详细加过设计文档，用于指导系统的后续的开发、测试和运维。

修订历史

词汇表

1. 业务背景

随着时代的发展，学校对于学生管理系统的需求不断扩大，为了提高管理学生的管理水平，优化资源，减轻重复工作的需求，更需要一个线上学生管理系统，方便教师在线上办公。

学生管理系统从现状出发，根据现有管理流程进行开发，解决学生信息数据量大，线下纸质更改、存储困难，方便教职工更有效的管理学生信息。

2. 约束和限制

1.   在 8 月 15 号之前完成测试和培训

2.   在 9 月 1 日上线可以完成新一期学生的信息采集

3.   使用现有硬件，不额外采购

4.   学生个人证件信息要加密

3. 总体架构

3.1 架构分析

3.1.1 高可用

学生信息最为重要，系统采用主、备两个数据库进行存储，是对数据进行备份，如后续主机有任何问题可使用备机进行顶替而不至于产生大量信息丢失问题。

3.1.2 高性能

3.2 总体架构

1）采用学生、课程、权限分开的形式，减少教职工和学生同时进入同一模块的卡顿。

2）正常情况下，主服务器对外提供消息的写入和消息读取服务，备服务器不对外提供服务；主服务器宕机的情况下，备服务器对外提供消息读取的服务

4. 详细设计

4.1 核心功能

[必选，描述核心场景或者流程的实现机制，对应 4R 架构中的 Rule，每个核心场景一个小节]

[样例：

4.1.1 消息发送流程

4.1.2 消息消费流程

]

[技巧：使用系统序列图来描述 Rule，跟项目开发中写设计文档一样的写法]

4.2 关键设计

不会啊。。设计到空白区域啦

[必选，描述系统的一些关键设计点是如何实现和取舍的]

[样例（如果你有兴趣，可以对比一下 kafka 的文档：Kafka design）：

1）消息发送可靠性

业务服务器中嵌入消息队列系统提供的 SDK，SDK 支持轮询发送消息，当某个分组的主服务器无法发送消息时，SDK 挑选下一个分组主服务器重发消息，依次尝试所有主服务器直到发送成功；如果全部主服务器都无法发送，SDK 可以缓存消息，也可以直接丢弃消息，具体策略可以在启动 SDK 的时候通过配置指定。

如果 SDK 缓存了一些消息未发送，此时恰好业务服务器又重启，则所有缓存的消息将永久丢失，这种情况 SDK 不做处理，业务方需要针对某些非常关键的消息自己实现永久存储的功能。

2）消息存储可靠性

消息存储在 MySQL 中，每个分组有一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制消息以保证消息存储高可用。如果主备间出现复制延迟，恰好此时 MySQL 主服务器宕机导致数据无法恢复，则部分消息会永久丢失，这种情况不做针对性设计，DBA 需要对主备间的复制延迟进行监控，当复制延迟超过 30 秒的时候需要及时告警并进行处理。

3）消息如何存储

每个消息队列对应一个 MySQL 表，消息队列名就是表名，表结构设计为……(此处请自行补充）

]

[技巧：常见的关键设计点包括高性能、高可用、可扩展、安全等]

4.3 设计规范

1）消息队列服务器使用 Spring Boot + Netty 开发

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎

3）TCP 包的结构设计……（此处省略，请自行补充）

]

[技巧：如果某个规范涉及内容比较多，请独立章节描述，例如数据包格式定义]

5. 质量设计

5.1 可测试性

5.2 可维护性

维护简单

5.3 易用性

界面简单易上手，可读操作手册

5.4 安全性

学生个人证件信息加密，有多层安全校验手段

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

6. 演进规划

6.1 如后续可购买更多硬件，可将现有作为集群，按相同架构作为另一个集群，在其前端加入负载均衡，可使学生平均分布访问多个集群，减少课程访问堵塞

6.2 也可通过此架构扩展成为读写分散的架构式，增强系统的整体性能。