基于CAS的網絡故障自助報修系統(tǒng)設計和實現(xiàn)

劉 宸，洪丹丹，郭 倩，王 強

（西安交通大學 網信中心，陜西 西安 710049）

引言

隨著我校信息化的建設和發(fā)展，聯(lián)網宿舍樓宇和上網學生的逐步增加。聯(lián)網學生已突破3萬人，聯(lián)網學生宿舍達到55棟，網絡故障總量呈現(xiàn)一個持續(xù)上升的趨勢，如圖1所示。

圖1 我校近3年的用戶報修趨勢圖

我校現(xiàn)有的報修流程是：學生網絡故障后通過電話給網信中心報修，然后由網信中心老師人工指派工單給對應學生網管，學生網管聯(lián)系報修同學，攜帶紙質工單上門維護，維修完畢后學生填寫維修評價，最后回收統(tǒng)計紙質工單。

該種報修方式存在如下幾點問題：

（1）通過電話報修，即無法滿足網絡故障數(shù)量快速增長的需求，也無法滿足用戶快捷方便的網絡故障報修的要求；

（2）通過人工指派工單，工作效率低效，容易發(fā)生錯漏；

（3）紙質工單的方式，增加了學生網管工作量，并且容易造成記錄誤差，紙質工單丟失，工作量統(tǒng)計困難等問題；

（4）無法動態(tài)跟蹤維修狀態(tài)，也無法實時掌控維修質量，缺少有效反饋機制。

為了滿足學生網絡故障報修的需要，我校自主研發(fā)了一套基于CAS的網絡故障自助報修系統(tǒng)。系統(tǒng)對接本校的CAS系統(tǒng)，實現(xiàn)自動從校園統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)中讀取報修人個人信息，包括姓名，學號，宿舍，電話等需要的信息，簡化了報修步驟和流程。

一、CAS技術原理

網絡故障自助報修系統(tǒng)作為一個應用程序，有很多成熟的產品可供選擇，但是其在軟件設計合理性上、功能上、個性化上均不能很好的滿足我校報修系統(tǒng)的需求。因此我校采用完全自主研發(fā)本系統(tǒng)來實現(xiàn)用戶的網絡故障自助報修需求。

CAS是Yale大學發(fā)起的一個開源項目，旨在為Web應用系統(tǒng)提供一種可靠的單點登錄方法，CAS在2004年12月正式成為JA-SIG的一個項目。CAS具有以下特點：開源的企業(yè)級單點登錄解決方案。CAS Server為需要獨立部署的Web應用。CAS Client支持非常多的客戶端（這里指單點登錄系統(tǒng)中的各個Web應用），包括 Java、.Net、PHP、Perl、Apache、uPortal、Ruby 等。

CAS包含兩個部分：CAS Server和 CAS Client。CAS Server需要獨立部署，主要負責對用戶的認證工作；CAS Client負責處理對客戶端受保護資源的訪問請求，需要登錄時，重定向到 CAS Server。圖2是 CAS最基本的協(xié)議過程：

圖2 CAS基礎協(xié)議

二、系統(tǒng)分析與設計

1.系統(tǒng)總體結構

本系統(tǒng)主要由5個功能模塊組成：故障申報、網管接單、上門服務、服務評價和流程審核，如圖3所示。

圖3 網絡故障自助報修系統(tǒng)功能結構圖

該結構的顯著特點是在報修、維修、評價之間建立溝通橋梁，從反饋評價中發(fā)現(xiàn)維護的及時性、服務質量和服務態(tài)度問題，協(xié)調各運維部的部外運行機制和維修行為。

2.系統(tǒng)業(yè)務流程分析和設計

系統(tǒng)共有3種工作流過程：第一，申報人申報網絡故障，對應樓宇學生網管接單，故障處理完成，申報人評價服務，網信中心老師審核流程，流程完成；第二，學生網管如果不能獨立完成，請求網信中心老師協(xié)助處理。網信中心老師給予處理意見指導學生網管處理完成，申報人評價服務，網信中心老師審核流程，流程完成；第三，網信中心老師認為故障超出學生網管處理能力，老師直接處理，申報人評價，網信中心老師審核流程，流程完成。具體workflow流程圖，如圖4所示。

圖4 網絡故障自助報修系統(tǒng)workflow流程圖

3.系統(tǒng)用例圖設計和數(shù)據(jù)庫結構

（1）用可視化的建模語言 UML（Unified Modeling Language）進行了圖形化的建模，并繪制了用例圖，如圖5所示。

圖5 網絡故障自助報修系統(tǒng)用例圖

通過該系統(tǒng)的用例圖，能夠從網絡用戶的角度，來觀察該系統(tǒng)需實現(xiàn)的功能。該系統(tǒng)所面向的用戶共三類：

第一類是普通用戶，是指學校所有的學生網絡用戶，他們所做的操作有三個：①申報網絡故障；②根據(jù)系統(tǒng)隨機生成的故障申報編號，可以登錄系統(tǒng)查看故障處理進度。③維修完畢后，可以評價服務。

第二類是學生網管，在收到故障短信提醒后，可以隨時登錄系統(tǒng)查看故障信息，并聯(lián)系用戶上門進行故障的解決與處理，并進行網絡故障的統(tǒng)計，為下一步網絡維護與改造提供依據(jù)。

第三類是系統(tǒng)管理員，是指網信中心老師，對學生網管信息和報修單進行管理與維護，并審核整個服務流程。

（2）數(shù)據(jù)庫設計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結構前后一共經過了2次優(yōu)化調整。一般學生區(qū)宿舍樓t_building表只會考慮設計3個字段就可以滿足需求，但本系統(tǒng)做了多級權限分配，通過學生區(qū)宿舍樓t_building表里的building_area字段來表示管理宿舍樓宇所屬區(qū)域，社長可以查看所有宿舍區(qū)域報修單，部長只能查看本部負責區(qū)域的報修單，而學生網管登錄后只能查看自己負責樓宇的報修單。在和統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)對接時，因統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)里面只有用戶個人信息，無法甄別登錄用戶的身份，所以在學生網管成員表t_staff數(shù)據(jù)里面增加了staff_duty字段來表示登錄用戶的身份信息。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)

在代碼編寫過程中，采用PHP+MySQL應用程序典型的三層架構模式：

（1）界面層（UI）：前端界面符合 HTML5+CSS3，特別針對移動終端做了優(yōu)化處理。

（2）業(yè)務邏輯層（BLL）：處在數(shù)據(jù)訪問層和表現(xiàn)層之間，與數(shù)據(jù)庫直接關聯(lián)，同時又為Web展示層服務，其封裝了對數(shù)據(jù)庫的所有操作。

（3）數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：系統(tǒng)的最低層，提供數(shù)據(jù)庫操作的接口和存儲本系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)。系統(tǒng)后臺截圖，如圖6所示。系統(tǒng)報修單截圖，如圖7所示。

圖6 系統(tǒng)后臺報修截圖

圖7 系統(tǒng)報修單詳情截圖

在系統(tǒng)的安全和性能上，我們做了以下幾個方面的考慮：

（1）在訪問權限上，系統(tǒng)對接了本校統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)，通過統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)對非本校合法學生用戶進行的拒絕登錄訪問限制。

（2）在服務器上，采用Linux上iptables防火墻功能只對管理員開放了21,22,443等常用管理端口，防止了非法用戶登錄服務器的可能性。

（3）考慮校園網大面積故障時，網絡報修故障會激增，可能造成服務器性能上的壓力，成為系統(tǒng)的瓶頸。我們采用Apache自帶性能測試工具ab (Apache Bench)，專門用于HTTP Server的benchmark testing，同時模擬多個用戶并發(fā)請求，測試系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的性能指標。通過多次ab測試，同時連接數(shù)為1000、請求數(shù)達10000，命令 ab-n 1000-c 1000 http://ana.xjtu.edu.cn的性能測試數(shù)據(jù)，系統(tǒng)Requests per second、Time per reque 2個返回數(shù)據(jù)均達到了預期目標，滿足了系統(tǒng)在高并發(fā)下的可靠性。

四、結束語

本系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶自助報修、智能派單、短信通知、服務評價，以及流程審核等功能。截止目前，該平臺已穩(wěn)定運行1年9個多月，能夠承受校園網大面積故障時產生的高并發(fā)訪問量，并對系統(tǒng)的安全性，易用性做了充分的考慮。該系統(tǒng)對我校學生區(qū)網絡的管理和維護，起到了不可替代的作用。

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