外包学生管理系统的架构文档

前言

本文是学生管理系统详细架构设计文档，用于指导学生管理系统后续的开发、测试和运维。

词汇表

Nginx：轻量级的高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器。

MySQL：最流行的关系型数据库管理系统

SpringBoot：简化配置来进一步简化了 Spring 应用搭建的

MyBatis：开源的持久层框架，它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。

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（如学籍、课程、成绩、奖惩）进行日常管理，以及学生选课、成绩的查询等功能设计的管理系统。

管理员：管理教师、辅导员的账号和权限分配，以及学生的学籍信息（学院、专业、班级、姓名、学号）；管理课程信息及安排课程上课信息

教师：课堂考勤；批阅课堂笔记、课后作业；课程试卷上传、批阅；学生学习的评分考核

辅导员：查看管理权限下的学籍信息，设置奖惩信息

学生：账号绑定；选课；录入课堂笔记、课后作业

2. 约束和限制

1、成本不能超过 50 万

2、要求可以通过公网域名访问

3、在校学生和教辅人员的人数在 1 万人左右，支持最大在线访问人数在 3000

4、需要在 3 个月之后上线

5、数据库采用 MySQL

3. 总体架构

系统边界白盒图：

系统架构图：

3.1 架构分析

3.1.1 高性能

用户规模比较固定，并发访问量也不高，只需要做双机集群部署即可

3.1.2 高可用

应用服务故障对业务容忍度较高，不需要特别处理。但是数据需要支持高可用，保证数据不要全部丢失

3.1.3 可扩展

业务需求比较复杂，拆分成权限、课程、学籍三个业务子系统进行开发部署。

3.1.4 成本、安全

在满足业务和性能的基础上，考虑到降低综合成本，硬件资源尽可能好，从而降低开发运维的成本。由于对安全要求不高，只需要做到内外网访问隔离；对于业务安全，需要根据用户角色管控不同的菜单与数据的访问权限，用户隐私信息及账户密码需加密保存在数据库， 及时修复系统组件的安全漏洞，加强教辅人员的安全教育。

3.2 总体架构

3.2.1 总体架构图

3.2.2 部署架构图

3.2.3 架构设计说明

1. Nginx 提供静态网页服务，区分教职人员和学生访问两个目录。

2. Nginx 将远端服务请求代理至后端服务子系统。

3. 数据库采用 MySQL 主备架构，主库提供 CRUD 功能，采用 binlog 日志同步复制做实时备份。

4. 三个服务子系统共享一套 MySQL 服务。

5. 三个服务子系统部署在一台服务器中，共在两台业务服务器中部署两组应用服务。Nginx、MySQL 主库、MySQL 备库各部署一台服务器，共需要 5 台服务器。

4. 详细设计

4.1 核心功能

核心业务场景流程图：

业务架构图：

4.2 关键设计

1） 三个应用部署在一台业务服务器中，各个业务子系统可以单独开发、测试、上线，降低耦合，具有良好的扩展性、伸缩性。

2）应用服务同时部署在两台服务器上，提供较好的可用性。

3）数据库采用 MySQL 主备架构，提供较好的灾难恢复能力，并保证较好的一致性。

4.3 设计规范

1）采用动静分离，页面采用 EasyUI 开发，使用 AJAX 调用后端服务，数据格式为 JSON；

2）静态页面、JS、图片等资源，部署在 Ngnix 上；

3） 各个子系统采用 Springboot+MyBatis 开发；

4）子系统之间通过 RESTFUL 风格 API 进行调用，参数通过 JSON 数据格式传输；

5）MySQL 数据库 Innodb 存储引擎。

5. 质量设计

5.1 可测试性

不考虑可测试性

5.2 可维护性

不考虑可维护性

5.3 可观测性

除了 Nginx、中间件和 Mysql 的系统日志外，对于重要业务操作需要记录业务日志，在管理员业务功能中增加业务统计、运行看板相关的页面。

5.4 成本

按照架构采购硬件，不再考虑单独成本压缩

6. 演进规划

6.1 一期

按照业务需求交付各个功能子系统，满足管理员、教师、辅导员、学生的日常使用。

6.2 二期

根据客户需求，可以完善系统的日志管理、业务监控功能；丰富统计报表功能；增加用户要求的新增功能。