高校教务管理系统双机容错的研究

论文摘要

学分制是高等教育发展到一定阶段的产物,是一种以学分为计量单位衡量学生学业完成状况的教学管理制度。学分制的推行是我国高校实施教学管理改革的一项重要措施。但我国实施学分制不能完全照搬外国成型经验,必须要根据中国高等教育的实际情况,创建中国的学分制教育方式。随着计算机技术的飞速发展和高等教育体制改革的不断深入,传统的教务管理方法、手段以及工作效率已不能适应新的发展需要,无法很好地完成教学管理工作。运用先进的信息化技术,采用多功能的高校综合教务管理系统,是深化教务体制改革的有利措施。通过教务管理系统,学分制的诸如自主选课等思想方得以贯彻。教务管理系统如此的重要,也直接导致了另一个问题的产生。目前较单一的教务管理系统的体系结构还不足以抵御诸多的意外的灾害,而且人们对教务管理系统的单点依赖性过高。如果教务管理系统发生故障,全校的老师和学生都会在很短时间内感受到系统出现问题。同时教务管理系统发生故障后的诊断和修复时间却是无法估计的,这很有可能会导致学校的教学运行停顿时间过长。因此,提高系统的高可用性是目前急需解决的问题。本文首先参考了集群高可用性的特点,对可用性的定义公式进行分析,得出提高系统的可用性,有增加系统的可靠性和减少系统排除故障的时间两种途径的结论。然后,本文简单介绍了我校自2005年开始使用的乾豪教务管理系统,并结合乾豪教务管理系统的结构,根据提高系统可用性的两种方法,提出了双机容错的乾豪教务管理系统的总体架构和具体的模块设计。通过使用基于PXE的自动部署的方法,降低了双机系统的初始化的高耗时;通过使用Heartbeat软件和Mon软件结合增加系统的可靠性;利用Oracle数据库的基于事务日志恢复的特性减少系统修复的时间。最终实现了对乾豪教务管理系统的双机容错的架构,并得出相对于改造前系统的可用性得到了大幅的提高的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.1.1 高校教务管理系统
• 1.1.2 集群和双机容错系统
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文结构
• 第二章 高校教务管理系统和双机容错系统综述
• 2.1 高校教务管理系统的现状
• 2.1.1 学分制的产生与发展
• 2.1.2 我国高校学分制实行现状
• 2.1.3 高校教务管理系统的必要性
• 2.2 高校教务管理系统的体系结构
• 2.3 乾豪教务管理系统介绍
• 2.4 集群和双机容错系统概述
• 2.4.1 高可用性概念
• 2.4.2 服务器容错技术
• 2.4.3 集群容错技术
• 2.4.4 双机容错的定义
• 2.4.5 双机容错的工作模式
• 2.4.6 双机容错的工作原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 双机容错的乾豪教务管理系统的设计
• 3.1 功能需求
• 3.1.1 服务器停顿
• 3.1.2 乾豪教务管理系统
• 3.2 系统设计目标
• 3.3 双机容错的乾豪教务管理系统的总体架构
• 3.3.1 总体设计
• 3.3.2 系统软硬件平台
• 3.4 模块设计
• 3.4.1 系统自动部署模块
• 3.4.1.1 集群自动部署理论
• 3.4.1.2 PXE 技术
• 3.4.2 心跳监控模块
• 3.4.2.1 Heartbeat
• 3.4.2.2 Heartbeat 资源脚本
• 3.4.3 数据同步模块
• 3.4.3.1 数据备份
• 3.4.3.2 Oracle 构成
• 3.4.3.3 基于事务日志的数据恢复
• 3.4.3.4 双机间数据复制
• 3.4.4 监测模块
• 3.4.4.1 Mon 的特性
• 3.4.4.2 Mon 的工作方式
• 3.4.5 系统维护模块
• 3.4.5.1 Oracle 数据库备份
• 3.4.5.2 系统备份
• 3.5 本章小结
• 第四章 双机容错的乾豪教务管理系统的实现
• 4.1 系统基础环境搭建
• 4.1.1 LinuxAS4 的安装
• 4.1.2 Linux 下Oracle 的安装与配置
• 4.1.3 Heartbeat 的安装
• 4.2 双机自动部署模块的实现
• 4.3 心跳监控模块的实现
• 4.3.1 Heartbeat 配置文件
• 4.3.2 Heartbeat 启动及测试
• 4.4 数据同步模块的实现
• 4.4.1 Oracle 设置
• 4.4.2 双机数据复制
• 4.4.3 系统切换
• 4.5 监测模块的实现
• 4.5.1 Mon 的安装与配置
• 4.5.2 故障切换的实现
• 4.6 系统维护模块的实现
• 4.6.1 Oracle 的备份实现
• 4.6.2 系统备份的实现
• 4.7 结论
• 4.8 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目及成果