王廣明，李 婧

（南京政治學(xué)院 信息管理中心，江蘇 南京210003）

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)分布式部署方案研究

王廣明，李 婧

（南京政治學(xué)院 信息管理中心，江蘇 南京210003）

本文詳細(xì)闡述了在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)在兩個(gè)校區(qū)之間分布式部署的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)對(duì)兩地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及需求的分析，制定出系統(tǒng)分布式部署的方案，從而實(shí)現(xiàn)大量用戶的并發(fā)訪問(wèn)。

在線學(xué)習(xí)；系統(tǒng)；分布式部署；方案

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式受到了前所未有的沖擊，各種新的學(xué)習(xí)模式接踵而來(lái)，其中，最有沖擊力的便是網(wǎng)絡(luò)化在線學(xué)習(xí)模式，它是通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上建立教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)的一種全新方式。[1]

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展為非課堂教學(xué)提供了良好的解決方案，豐富了教學(xué)手段，同時(shí)，為在線學(xué)習(xí)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是,由于音視頻資源在在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的占用量很大，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的并發(fā)訪問(wèn)，在一定程度上阻止了在線學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用。由于流媒體對(duì)資源的消耗非常大，單臺(tái)服務(wù)器很難承受較高的用戶并發(fā)，為了實(shí)現(xiàn)大量用戶的并發(fā)訪問(wèn)，滿足大量學(xué)生同時(shí)在線學(xué)習(xí)的需求，需要采用多臺(tái)服務(wù)器來(lái)共同分擔(dān)。[2]本文對(duì)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分布式部署進(jìn)行了研究，并且考慮到高校普遍在異地開設(shè)分校的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分布式部署，以實(shí)現(xiàn)異地大規(guī)模用戶的并發(fā)訪問(wèn)。

二、分布式部署的需求分析

1.用戶量分析

本文研究的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的用戶大概有約3000名學(xué)生，其中兩地各1500名學(xué)生。出于長(zhǎng)遠(yuǎn)以及系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)的角度考慮，設(shè)計(jì)該在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的總用戶量為5000人。

2.并發(fā)量設(shè)計(jì)

初步預(yù)計(jì)兩地部署的平臺(tái)，峰值并發(fā)量（即并發(fā)訪問(wèn)用戶量）分別為500人和1000人。

為以防突發(fā)情況，設(shè)計(jì)并發(fā)量為600人和1200人。

3.拓?fù)湓O(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)同步機(jī)制

鑒于學(xué)院和分校兩地的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，服務(wù)器將采用兩地各部署一套學(xué)習(xí)平臺(tái)的策略。

學(xué)院作為主部署點(diǎn)，部署一臺(tái)Web應(yīng)用服務(wù)器，一臺(tái)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一臺(tái)備份數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一臺(tái)看課服務(wù)器，一臺(tái)NAS存儲(chǔ)服務(wù)器。Web應(yīng)用服務(wù)器，用于提供學(xué)院內(nèi)網(wǎng)學(xué)員訪問(wèn)。兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一臺(tái)做主數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存學(xué)院所有學(xué)員的數(shù)據(jù)；另一臺(tái)作為備份數(shù)據(jù)庫(kù)，兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)器互為備份?？凑n服務(wù)器，用于課件內(nèi)容的點(diǎn)播。

分校作為分部署點(diǎn)，部署一臺(tái)Web應(yīng)用服務(wù)器，一臺(tái)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一臺(tái)看課服務(wù)器，一臺(tái)NAS存儲(chǔ)服務(wù)器。Web應(yīng)用服務(wù)器，用于提供分校內(nèi)網(wǎng)學(xué)員訪問(wèn)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，作為分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，用于保存分校學(xué)生的數(shù)據(jù)。看課服務(wù)器，用于課件內(nèi)容的點(diǎn)播。

分布式部署的拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 分布式部署的拓?fù)鋱D

學(xué)院的主數(shù)據(jù)庫(kù)和分校的分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)訂閱和發(fā)布方式，實(shí)現(xiàn)雙向或單項(xiàng)數(shù)據(jù)同步。學(xué)院機(jī)房和校區(qū)機(jī)房各部署一臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器及磁盤陣列搭建簡(jiǎn)易NAS系統(tǒng)。課程文件通過(guò)后臺(tái)課程管理模塊，上傳并存儲(chǔ)在相應(yīng)的磁盤陣列上。學(xué)院和分校兩地的課程文件，通過(guò)FTP方式，定時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向物理文件同步。NAS磁盤陣列進(jìn)行RAID5存儲(chǔ)優(yōu)化，存放課件內(nèi)容以及數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序備份文件，保證整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。

表1 并發(fā)量為600人的服務(wù)器配置要求

表2 并發(fā)量為1200人的服務(wù)器配置要求

4.網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計(jì)

從頁(yè)面流量大小分析，課程點(diǎn)播頁(yè)面的流量大小是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它頁(yè)面的，因此網(wǎng)站的峰值流量應(yīng)根據(jù)同時(shí)點(diǎn)播課件來(lái)計(jì)算。對(duì)于Flash類型的課程來(lái)說(shuō)，按每個(gè)用戶 15KB/s流量計(jì)算，600個(gè)點(diǎn)播的總峰值帶寬為：600*15KB≈70Mbps，1200個(gè)點(diǎn)播的總峰值帶寬為：1200*15KB≈140Mbps；對(duì)于流媒體、視頻類型的課程，按每個(gè)用戶100KB/s流量來(lái)計(jì)算，

600個(gè)點(diǎn)播的總峰值帶寬為：600*100KB≈468Mbps，1200個(gè)點(diǎn)播的總峰值帶寬為：1200*100KB≈937Mbps。因此，培訓(xùn)平臺(tái)的峰值帶寬不超過(guò)1000Mbps。

如果今后平臺(tái)課程大多為Flash類課程，則學(xué)院和分校兩地的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以采用百兆網(wǎng)絡(luò)，如課程多為視頻類課程，則有條件的話建議直接采用千兆網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)付集中大并發(fā)量課件點(diǎn)播。

三、分布式部署服務(wù)器配置要求

1.并發(fā)量為600人的服務(wù)器配置要求（表1）

2.并發(fā)量為1200人的服務(wù)器配置要求（表2）

四、結(jié)語(yǔ)

隨著在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)在高校教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，如何根據(jù)校區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)狀況，學(xué)校的教學(xué)情況進(jìn)行兩地的分布式部署成了關(guān)鍵。在線教學(xué)系統(tǒng)的分布式部署，可以在一定程度上可以滿足學(xué)校的教學(xué)要求，并且保留了一定的擴(kuò)展性和靈活性。利用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分布式部署，充分考慮到資源的利用，也進(jìn)而促進(jìn)了在線學(xué)習(xí)在日常教學(xué)中的應(yīng)用。

[1]莊建東,曾勇進(jìn).在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013(1):209-211.

[2]李春生,羅曉沛.流媒體教學(xué)系統(tǒng)分布式部署研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007(11):5267-5269.

（編輯：王曉明）

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1673-8454（2015）13-0088-02