劉 超

（南充廣播電視大學，四川 南充 637000）

一、讓技術走向日常工作

網(wǎng)絡應用進一步發(fā)展到大數(shù)據(jù)時代，對我們的網(wǎng)站建設提出新的要求，響應更快，服務器7×24在線，系統(tǒng)更安全，數(shù)據(jù)更安全。傳統(tǒng)的網(wǎng)站建立方式有了一定的局限性，過去平臺建設使用單臺服務器提供服務，但性能和穩(wěn)定性都很難保證。后來使用多臺服務器組成集群，使用災備，雙機熱備等多種保證穩(wěn)定性，但這些技術對淘寶，京東等大型網(wǎng)絡平臺來說，依然完成不了他們大數(shù)據(jù)時代的需求。他們的網(wǎng)絡平臺面對用戶更多，提供服務種類多，但要求響應時間非常短且安全性要求非常高，由此網(wǎng)絡平臺建設進入了分布式網(wǎng)絡架構階段。但這類網(wǎng)絡平臺建設技術難度高，成本高，維護難度也高。對很多中小型事業(yè)單元來說并沒有能力建設分布式架構的服務，如何幫助中小型事業(yè)單元建立一個分布式高效能的網(wǎng)絡平臺，并且成本不能太高成為目前網(wǎng)絡化進程的一個急需解決的問題。

本文的教務平臺建設是借鑒使用京東等電商的技術路線開發(fā)的，追求高可靠性，熱部署，穩(wěn)定性，且注重保證網(wǎng)站在大量訪問情況下的安全穩(wěn)定，7×24在線并且使用較為低成本的硬件設備完成較高性能網(wǎng)絡平臺，探索一條較為經(jīng)濟可靠的分布式網(wǎng)絡搭建技術路線。由于分布式網(wǎng)絡平臺的搭建中可以選擇使用的技術路線非常多，每一個環(huán)節(jié)都有若干種選擇，如何進行最有效的搭配成為眾多開發(fā)者的門檻。本文通過國開基層教務平臺的建設，總結并提供了一條高效率穩(wěn)定低成本的解決方案。

二、分布式網(wǎng)絡架構技術的選擇

分布式網(wǎng)絡架構一般使用分布式資源共享服務器，指數(shù)據(jù)和程序可以不位于一個服務器上,而是分散到多個服務器,以網(wǎng)絡上分散分布不同地理位置的服務器來共同提供服務。由于我們的教務平臺數(shù)據(jù)保護要求較高，所以采用多臺服務器集中在機房部署，只是使用多臺服務器來提供服務，并沒有地理位置上的分散，這也是最常見的應用。

國家開放大學對新的教育技術的使用一直處于比較領先的地位，從歷史上的衛(wèi)星轉播，電視教學等一直有較好的應用。在網(wǎng)絡技術突飛猛進的發(fā)展過程中，

對網(wǎng)絡的使用也是一直處于領先的地位。但是由于國開系統(tǒng)的特殊性，比如分校分布廣，分層多，中央，省，市，縣幾級分布，且各地經(jīng)濟技術水平發(fā)展差距較大，課程等教務多方面的選擇并不統(tǒng)一。實際情況差距較大，造成分校到學生一級的脫節(jié)，學生并不能詳細的了解到自己的學習情況。針對這個問題，我們研究開發(fā)了分校一級的平臺，內(nèi)容涉及教務，學生，教師，上級平臺等幾個方面。

1、系統(tǒng)性能要求評估

系統(tǒng)的建設要考慮到應用范圍，以后的可擴展性等方面的因素。分校一級涉及的內(nèi)容主要是詳細統(tǒng)計學生課程通過情況，并將本期教學過程的詳細告知學生，詳細內(nèi)容為選課后的課程及學習平臺，考試，成績等內(nèi)容告知學生。學生根據(jù)平臺的告知的詳細內(nèi)容進行學習。涉及到學生的班級，班主任，教學計劃，修復學，轉專業(yè)，學位申請等內(nèi)容，考試方面則有考試文件，組考數(shù)據(jù)，考試成績等內(nèi)容的安排。平臺針對市一級的學習，涉及學生大概在五千到兩萬人之間，涉及考試課次大概在兩萬到十五萬條左右，由于學生登錄平臺的時間段會比較集中，所以對系統(tǒng)的并發(fā)性，健壯性有較高的要求。且學生的登錄方式多樣，必須要進行移動端的適配。成績數(shù)據(jù)量較大，現(xiàn)已有46萬條數(shù)據(jù)，且每年增加6萬條左右。

2、搭建平臺及技術選項的取舍

系統(tǒng)平臺搭建在centos6.5版本上，它使用linux內(nèi)核，在共享的系統(tǒng)優(yōu)化軟件上有較多的選擇，系統(tǒng)穩(wěn)定；設計語言使用java；服務器代理使用tomcat；數(shù)據(jù)庫使用mysql；編程工具使用eclipse；這樣的選擇一個是很成熟，而且費用低。團隊合作使用在碼云創(chuàng)建的賬號，每人負責的部分及時更新上傳；同時要考慮到負載均衡的處理；共享緩存；數(shù)據(jù)庫使用主從方式備份，同步寫入；防單點（single point）部署等幾個方面。

基于linux內(nèi)核的系統(tǒng)很多，國內(nèi)就是centos和ubuntu比較多。選用centos的原因一個是它采用的內(nèi)核組件及內(nèi)核版本較為保守，因此穩(wěn)定性要好一些。而且很多專業(yè)設備都支持centos的安裝。這樣就降低了極大的難度。且本人對centos使用較為熟悉。

由于使用了centos系統(tǒng)，.net在該平臺沒有什么優(yōu)勢，J2EE有良好的跨平臺性能，使用java來進行編程就是不二的選擇了。盡管對普通事業(yè)單元來說，linux系統(tǒng)比windows系統(tǒng)由更高的門檻，但centos經(jīng)歷了長期的發(fā)展，技術難度已經(jīng)降低了很多，而且網(wǎng)絡上有非常多的使用幫助，所以選擇centos系統(tǒng)并不會有很大的難度。

圖1

如圖1所示，我們系統(tǒng)平臺搭建邏輯結構的基本樣式，依此結構，平臺搭建中使用的各項技術完美融合，達到較好的并發(fā)性，穩(wěn)定性，經(jīng)濟性。

教務系統(tǒng)建設中，考慮到學生登錄系統(tǒng)會有一定的集中性，比如考前考試安排，考后出成績等都會造成學生集中登錄，所以負載均衡這一塊一定要做好。負載均衡Load Balance，指把工作分攤到多個操作單元上執(zhí)行，指在現(xiàn)有的網(wǎng)絡結構之上，提供一種有效透明的方法擴展網(wǎng)絡設備和服務器的帶寬，增加吞吐量，加強網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的處理能力，提高網(wǎng)絡的靈活性和可用性。

做負責均衡有多種方法，這里我們使用nginx來做服務器的反向代理和負載均衡。負載均衡有多種做法，比如軟件方案有 DNS Load Balance，CheckPoint Firewall-1 ConnectControl，有的則采用硬件解決，比如路由模式，橋接模式，服務直接返回模式等。我們建設教務平臺的時候，綜合使用范圍，系統(tǒng)強度，技術難度，可靠性，經(jīng)濟性等幾個方面綜合考慮，采用nginx來作為負載均衡服務器，在鏈接高并發(fā)的情況下，是一個非常好用的服務器，可以支持高達50000個并發(fā)的鏈接請求。且安裝簡單，配置文件方便，可以7*24不間斷運行，可數(shù)月不重啟?？紤]到目前訪問量的因數(shù)，我們使用四臺服務器來提供服務，四臺虛擬機，分布在兩臺物理機器上。如果后期需要更多服務的話，可以采用直接增加服務器數(shù)量的方式來對應?？蓴U展性很強。

nginx的使用比較簡單方便，下載后不需要安裝，直接啟動就可以了，但是要配置一下核心文件，配置nginx.conf文件，主要是lcation選項，它表示配置路徑，所有的請求都被匹配到了這里。

傳統(tǒng)上還有一些技術，比如雙機熱備等，但效率并不高，所以沒有采用。

在共享緩存的管理上，我們使用了redis作為管理工具。Redis是一款高性能的數(shù)據(jù)庫服務器，每秒的set操作可達110000次，get可達81000次可以實現(xiàn)主從同步，Redis支持主從同步。數(shù)據(jù)可以從主服務器向任意數(shù)量的從服務器上同步，從服務器可以是關聯(lián)其他從服務器的主服務器。Radis的源文件可以免費獲得，需要make編譯一次。

Tomcat是動態(tài)網(wǎng)頁服務器，是jsp/servlet容器，同時也支持 HTML、JSP、ASP、PHP、CGI等，其中 CGI需要一些手動調(diào)試，不過很容易的，屬于配套的應用了。Tomcat只是一個servlet(jsp也翻譯成servlet)容器，可以認為是apache的擴展，但是可以獨立于apache運行即使在Windows系統(tǒng)中，也常使用tomcat作為web網(wǎng)絡服務器。Apache是個靜態(tài)的web服務器，教務平臺的內(nèi)容大多是實時更新的，屬于動態(tài)網(wǎng)頁，apache明顯不符合要求。

數(shù)據(jù)庫服務器采用主從結構，從服務器進行實時備份。保證數(shù)據(jù)的安全性。Mysql體積小，速度快，源碼開放，總成本比較低，適合中小網(wǎng)站的建設。

三、平臺的數(shù)據(jù)流動

平臺建設圍繞的中心就是學生學習和教師選課，學生在學習遇到了課程目標多樣化的問題，各種課程開設單位不一致，造成要求不一致，完成平臺不一致，同時也對教師給學生的課程注冊造成極大地負擔。從該目標出發(fā)，合理設計數(shù)據(jù)流，該平臺包含了學生信息表，班級信息表，教學計劃表，班主任表，教學點表，成績表等多種數(shù)據(jù)。

圖2

上圖2為平臺業(yè)務流程圖，通過對業(yè)務流程的梳理，基本涵蓋了學生入學后到考試的各各階段。入口分為教務、班主任、財務、學生等幾個主體，登陸后根據(jù)系統(tǒng)分配顯示不同的功能模塊?？梢詭椭處?，教務，財務，學生等幾個主體互動。大大減輕了老師學生之間，下級教務和上級教務之間，教務和學生之間信息不暢通的局面。平臺已經(jīng)運行了兩個學期，極大的減輕了教學選課的負擔和學生對課程學習的困惑。

四、學踐結合

由于各分校各部門的實際業(yè)務流程有差距，所以該平臺距離大面積推廣還有一定的不足。但系統(tǒng)建成兩個學期以來，在各工作流程中穩(wěn)定的發(fā)揮了積極的作用，極大的減輕了教學選課的負擔和學生對課程學習的困惑。

本次的平臺的建設先進性在于將負載均衡，共享緩存等技術應以較低的成本的應用于普通事業(yè)單元的建設，以更好的系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性使系統(tǒng)更加出色?？偨Y了一條較為可行，易于推廣使用的技術路線。該教務平臺從另一方面成為計算機專業(yè)教師的一個理論聯(lián)系實際的平臺，由于有充足的數(shù)據(jù)和復雜的業(yè)務流程，所以對各項技術都有較大考驗，后續(xù)工作中繼續(xù)引入最新的技術到普通工作中，解決大眾工作中遇到的實際問題，而不是去創(chuàng)造新的需求，讓技術走向日常。

[1]陳康賢.《大型分布式網(wǎng)站架構設計與實踐》[M].電子工業(yè)出版社.

[2]Peter Membrey,David hows,Eelco Plugge,武海峰,陳曉亮譯.《實用負載均衡技術：網(wǎng)站性能優(yōu)化攻略》[M].人民郵電出版社.

[3]（美國）LourisRosenfeld,（美國）PeterMorville.《Web信息架構——設計大型網(wǎng)站》[M].電子工業(yè)出版社.