在線學習系統(tǒng)分布式部署方案研究

王廣明，李 婧

（南京政治學院 信息管理中心，江蘇 南京210003）

在線學習系統(tǒng)分布式部署方案研究

王廣明，李 婧

（南京政治學院 信息管理中心，江蘇 南京210003）

本文詳細闡述了在線學習系統(tǒng)在兩個校區(qū)之間分布式部署的關(guān)鍵技術(shù)，通過對兩地網(wǎng)絡環(huán)境以及需求的分析，制定出系統(tǒng)分布式部署的方案，從而實現(xiàn)大量用戶的并發(fā)訪問。

在線學習；系統(tǒng)；分布式部署；方案

一、引言

隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的學習模式受到了前所未有的沖擊，各種新的學習模式接踵而來，其中，最有沖擊力的便是網(wǎng)絡化在線學習模式，它是通過在網(wǎng)絡上建立教學平臺，學生應用網(wǎng)絡進行在線學習的一種全新方式。[1]

在線學習系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展為非課堂教學提供了良好的解決方案，豐富了教學手段，同時，為在線學習的發(fā)展奠定了堅實的基礎。但是,由于音視頻資源在在線學習系統(tǒng)中的占用量很大，很難實現(xiàn)大規(guī)模的并發(fā)訪問，在一定程度上阻止了在線學習的廣泛應用。由于流媒體對資源的消耗非常大，單臺服務器很難承受較高的用戶并發(fā)，為了實現(xiàn)大量用戶的并發(fā)訪問，滿足大量學生同時在線學習的需求，需要采用多臺服務器來共同分擔。[2]本文對在線學習系統(tǒng)的分布式部署進行了研究，并且考慮到高校普遍在異地開設分校的現(xiàn)狀，設計和實現(xiàn)了在線學習系統(tǒng)的分布式部署，以實現(xiàn)異地大規(guī)模用戶的并發(fā)訪問。

二、分布式部署的需求分析

1.用戶量分析

本文研究的在線學習系統(tǒng)的用戶大概有約3000名學生，其中兩地各1500名學生。出于長遠以及系統(tǒng)冗余設計的角度考慮，設計該在線學習系統(tǒng)的總用戶量為5000人。

2.并發(fā)量設計

初步預計兩地部署的平臺，峰值并發(fā)量（即并發(fā)訪問用戶量）分別為500人和1000人。

為以防突發(fā)情況，設計并發(fā)量為600人和1200人。

3.拓撲設計及數(shù)據(jù)同步機制

鑒于學院和分校兩地的網(wǎng)絡現(xiàn)狀，服務器將采用兩地各部署一套學習平臺的策略。

學院作為主部署點，部署一臺Web應用服務器，一臺主數(shù)據(jù)庫服務器，一臺備份數(shù)據(jù)庫服務器，一臺看課服務器，一臺NAS存儲服務器。Web應用服務器，用于提供學院內(nèi)網(wǎng)學員訪問。兩臺數(shù)據(jù)庫服務器，一臺做主數(shù)據(jù)庫，用于保存學院所有學員的數(shù)據(jù)；另一臺作為備份數(shù)據(jù)庫，兩臺數(shù)據(jù)庫機器互為備份?？凑n服務器，用于課件內(nèi)容的點播。

分校作為分部署點，部署一臺Web應用服務器，一臺分數(shù)據(jù)庫服務器，一臺看課服務器，一臺NAS存儲服務器。Web應用服務器，用于提供分校內(nèi)網(wǎng)學員訪問。數(shù)據(jù)庫服務器，作為分數(shù)據(jù)庫，用于保存分校學生的數(shù)據(jù)?？凑n服務器，用于課件內(nèi)容的點播。

分布式部署的拓撲圖如圖1所示。

圖1 分布式部署的拓撲圖

學院的主數(shù)據(jù)庫和分校的分數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫訂閱和發(fā)布方式，實現(xiàn)雙向或單項數(shù)據(jù)同步。學院機房和校區(qū)機房各部署一臺存儲服務器及磁盤陣列搭建簡易NAS系統(tǒng)。課程文件通過后臺課程管理模塊，上傳并存儲在相應的磁盤陣列上。學院和分校兩地的課程文件，通過FTP方式，定時實現(xiàn)雙向物理文件同步。NAS磁盤陣列進行RAID5存儲優(yōu)化，存放課件內(nèi)容以及數(shù)據(jù)庫、應用程序備份文件，保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。

表1 并發(fā)量為600人的服務器配置要求

表2 并發(fā)量為1200人的服務器配置要求

4.網(wǎng)絡帶寬設計

從頁面流量大小分析，課程點播頁面的流量大小是遠遠超過其它頁面的，因此網(wǎng)站的峰值流量應根據(jù)同時點播課件來計算。對于Flash類型的課程來說，按每個用戶 15KB/s流量計算，600個點播的總峰值帶寬為：600*15KB≈70Mbps，1200個點播的總峰值帶寬為：1200*15KB≈140Mbps；對于流媒體、視頻類型的課程，按每個用戶100KB/s流量來計算，

600個點播的總峰值帶寬為：600*100KB≈468Mbps，1200個點播的總峰值帶寬為：1200*100KB≈937Mbps。因此，培訓平臺的峰值帶寬不超過1000Mbps。

如果今后平臺課程大多為Flash類課程，則學院和分校兩地的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡可以采用百兆網(wǎng)絡，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，以應付集中大并發(fā)量課件點播。

三、分布式部署服務器配置要求

1.并發(fā)量為600人的服務器配置要求（表1）

2.并發(fā)量為1200人的服務器配置要求（表2）

四、結(jié)語

隨著在線學習系統(tǒng)在高校教學中的廣泛應用，如何根據(jù)校區(qū)之間的網(wǎng)絡狀況，學校的教學情況進行兩地的分布式部署成了關(guān)鍵。在線教學系統(tǒng)的分布式部署，可以在一定程度上可以滿足學校的教學要求，并且保留了一定的擴展性和靈活性。利用在線學習系統(tǒng)的分布式部署，充分考慮到資源的利用，也進而促進了在線學習在日常教學中的應用。

[1]莊建東,曾勇進.在線學習系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].計算機光盤軟件與應用,2013(1):209-211.

[2]李春生,羅曉沛.流媒體教學系統(tǒng)分布式部署研究與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計,2007(11):5267-5269.

（編輯：王曉明）

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1673-8454（2015）13-0088-02