前言

本文是外包学生管理系统的架构文档，用于指导学生管理系统的后续开发、测试和运维。

词汇表

Nginx: 是一个高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器，此架构中用于实现业务服务器的负载均衡与请求路由分发。

MySQL：MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，此架构中用于存储业务数据。

ECS：指云服务器 ECS，可弹性扩展、安全、稳定、易用的计算服务。

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。

系统主要应用于学校学生信息管理，总体任务是实现学生信息管理的系统化、规范 化和自动化，其主要任务是管理学生相关信息，如学籍、课程、成绩、奖惩。

2. 约束和限制

必须在学生开学（9 月 1 日）前完成

3. 总体架构

3.1 架构分析

高性能：对于学生管理系统来说，总学生应该也就几万人，对学生管理系统的要求不高；针对一些特殊场景如抢课，一门课 1000 人抢课，对于一个系统的处理性能要求也不高。

高可用：一般情况下，学生管理系统挂掉几个小时，对学校的正常教学并不会有太大影响，大部分的学校教学活动并不完全依赖于学生管理系统。但是，由于学生、课程信息等是由学生和教师自己注册或者上传维护上去的，不能全部丢失，否则想要补全这些信息很困难。

可扩展：经过业务需求的分析，可以发现业务还是比较复杂的，有各种学生的管理，还有课程，考试，需要不断维护更新，后面还要进行统计分析、奖惩管理等，理解难度稍高，并且会根据学校的教学活动的变化而有新的需求增加，所以系统的可扩展性要求是比较高的，多人协作开发的情况下，需要进行一定的模块划分。

成本、安全：由于只在一个学校中使用，服务器成本应该不高；由于系统中不涉及学生、教师等的私密信息，不涉及资金流转，安全性上的要求也不算高。

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

本系统核心功能权限系统，管理员在管理后台分配权限后，由管理员统一录入或者是用户自行注册登录后，通过后台分配的权限，在学生系统和课程系统中可以访问想相应的功能

4.1 核心功能

4.2 关键设计

1、用户信息存储可靠性

采用主备架构，业务正常情况下，由主库提供服务，在主库故障的情况切换备库对外提供服务。因为主备原因，所以需要监控备库的同步情况，在备库同步数据落后于主库过多时可以采用邮件、微信等形式进行预警通知。

2、课程系统选课高性能

选课服务在管理后台发布选课内容之后，将选课信息以及数量使用 reids 进行集中缓存进行存储。当用户进行并发选课时，可以暂时先使用 redis，提供的队列功能进行削峰处理避免并发计算导致系统的急剧下降。

3、成绩查询高性能

老师发布学生成绩之后，将学生成绩全部用 redis 进行缓存存储。

4.3 设计规范

Mysql 使用 Innodb 存储引擎。

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

一期：开学前必须完成学生注册、管理、课程、权限等管理功能上线。

二期：开学后考试前完成考试、考核奖惩、成绩统计等功能上线。