1. 业务背景

学校对学生的管理，传统上都是手工的方式，随着规模扩展，带来几个明显的问题：

• 效率低

• 花费大量的教师资源

• 管理不规范

2. 约束和限制

1、由于学校预算的限制，项目成本不得超过 10 万。

2、系统资料不得丢失。

3、在校学生人数有 5 万人，期中、期末会有同时考试的情况。

4、开发语言使用 Java。

3. 总体架构

3.1 架构分析

系统主要分为 4 个子系统，分别为学生管理系统、权限管理系统、考试管理系统、课程管理系统，通过 Nginx 进行访问；数据部分采用 Mysql 主备方式，保证数据的可靠性。

1）学生管理子系统：学生信息的管理

2）权限管理子系统：角色管理，不同角色权限的管理

3）考试管理子系统：考试内容的管理，试卷生成，成绩批改，考试安排等

4）课程管理子系统：课程安排、

布置/批改作业

、签到等

5）数据采用 Mysql 主从备份，记录所有的数据信息。

3.1.1 高可用

由于期中、期末存在同时考试的情况，考试模块需要考虑高性能、高可用。

3.2 总体架构

此次架构分为三层：网关层、业务服务层、数据层。

网关层：

• 使用 Nginx 作为服务器网关，主要用于请求的负载均衡与服务路由分发，学生信息的相关请求路由到学生子系统，课程信息、考试相关的请求路由到课程子系统，教师、权限相关的请求路由到权限子系统。

业务服务层：

• 业务服务层由三个子系统组成：学生子系统、课程子系统、权限子系统。

数据层：

• 数据层由一主一备两台 Mysql 数据库服务器组成，主数据库负责日常所有业务数据的读写，并实时备份数据到备库。

• 由于业务性能要求不高，不需要做读写分离。

• 备库负责存储备份数据并在主库出现故障时临时切换到备库，保障可用性。

• 部分开发与运维同学使用数据库工具查询 or 统计数据时，可连接备库进行查询，这样可以保障主库的稳定性。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.2 关键设计

1.系统拆分为多个子系统，单独部署、开发，降低耦合，有利于业务的后期扩展

2.数据存储采用 mysql, 主机负责读写，主备间通过 binlog 同步，如果主机挂了，会丢失部分数据，而在这一时间段内子系统读写数据库操作失败，用户需要等数据切换到备机再操作一次。

4.3 设计规范

(1) 使用前后端分离的技术，前端使用 react 框架进行编写，后端使用 java 语言并使用 spring boot 构建应用，前端代码部署在 nginx，前后端使用 restful 规范进行交互。

(2) 数据库使用 mysql 8.0，innodb 引擎，一主一备，使用同步复制模式。ORM 框架使用 mybatis。

5. 质量设计

可测试性：

• http 接口建立 postman 测试用例。

• Dubbo 接口通过 Dubbo 管理控制台建立测试用例。

• 超级管理员具有学生信息、教师信息、权限信息的删除权限，这样能保证测试后的一些测试脏数据可以通过超级管理员进行删除。

可维护性：

• Dubbo 具有控制台进行管理。

• mysql 可通过运维控制台进行管理。

可观测性：

• 系统性能观测，Dubbo、zookeeper、服务器、mysql 等，使用云平台提供的控制台进行系统监控。

• 业务数据由于没有多少，不需要监控。

成本：

• 目前云服务器的成本还是比较低的，而且由于性能要求不高，整体服务器可以选普通的服务器即可。

6. 演进规划

6.1 项目一期

完成学生管理、权限管理、课程管理、三个子系统的开发

6.2 项目二期

根据一期系统的使用体验及优化建议，进行优化，同时开发

考试管理、通知推送，简单的系统运维监控。