在线学习系统分布式部署方案研究

摘 要：本文详细阐述了在线学习系统在两个校区之间分布式部署的关键技术，通过对两地网络环境以及需求的分析，制定出系统分布式部署的方案，从而实现大量用户的并发访问。

关键词：在线学习；系统；分布式部署；方案

中图分类号：TP393 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2015）13-0088-02

一、引言

随着计算机网络技术的发展，传统的学习模式受到了前所未有的冲击，各种新的学习模式接踵而来，其中，最有冲击力的便是网络化在线学习模式，它是通过在网络上建立教学平台，学生应用网络进行在线学习的一种全新方式。[1]

在线学习系统的产生与发展为非课堂教学提供了良好的解决方案，丰富了教学手段，同时，为在线学习的发展奠定了坚实的基础。但是，由于音视频资源在在线学习系统中的占用量很大，很难实现大规模的并发访问，在一定程度上阻止了在线学习的广泛应用。由于流媒体对资源的消耗非常大，单台服务器很难承受较高的用户并发，为了实现大量用户的并发访问，满足大量学生同时在线学习的需求，需要采用多台服务器来共同分担。[2]本文对在线学习系统的分布式部署进行了研究，并且考虑到高校普遍在异地开设分校的现状，设计和实现了在线学习系统的分布式部署，以实现异地大规模用户的并发访问。

二、分布式部署的需求分析

1.用户量分析

本文研究的在线学习系统的用户大概有约3000名学生，其中两地各1500名学生。出于长远以及系统冗余设计的角度考虑，设计该在线学习系统的总用户量为5000人。

2.并发量设计

初步预计两地部署的平台，峰值并发量（即并发访问用户量）分别为500人和1000人。

为以防突况，设计并发量为600人和1200人。

3.拓扑设计及数据同步机制

鉴于学院和分校两地的网络现状，服务器将采用两地各部署一套学习平台的策略。

学院作为主部署点，部署一台Web应用服务器，一台主数据库服务器，一台备份数据库服务器，一台看课服务器，一台NAS存储服务器。Web应用服务器，用于提供学院内网学员访问。两台数据库服务器，一台做主数据库，用于保存学院所有学员的数据；另一台作为备份数据库，两台数据库机器互为备份。看课服务器，用于课件内容的点播。

分校作为分部署点，部署一台Web应用服务器，一台分数据库服务器，一台看课服务器，一台NAS存储服务器。Web应用服务器，用于提供分校内网学员访问。数据库服务器，作为分数据库，用于保存分校学生的数据。看课服务器，用于课件内容的点播。

分布式部署的拓扑图如图1所示。

学院的主数据库和分校的分数据库，通过数据库订阅和方式，实现双向或单项数据同步。学院机房和校区机房各部署一台存储服务器及磁盘阵列搭建简易NAS系统。课程文件通过后台课程管理模块，上传并存储在相应的磁盘阵列上。学院和分校两地的课程文件，通过FTP方式，定时实现双向物理文件同步。NAS磁盘阵列进行RAID5存储优化，存放课件内容以及数据库、应用程序备份文件，保证整个系统的数据安全。

4.网络带宽设计

从页面流量大小分析，课程点播页面的流量大小是远远超过其它页面的，因此网站的峰值流量应根据同时点播课件来计算。对于Flash类型的课程来说，按每个用户15KB/s流量计算，600个点播的总峰值带宽为：600*15KB≈70Mbps，1200个点播的总峰值带宽为：1200*15KB≈140Mbps；对于流媒体、视频类型的课程，按每个用户100KB/s流量来计算，

600个点播的总峰值带宽为：600*100KB≈468Mbps，1200个点播的总峰值带宽为：1200*100KB≈937Mbps。因此，培训平台的峰值带宽不超过1000Mbps。

如果今后平台课程大多为Flash类课程，则学院和分校两地的内网网络可以采用百兆网络，如课程多为视频类课程，则有条件的话建议直接采用千兆网络，以应付集中大并发量课件点播。

三、分布式部署服务器配置要求

1.并发量为600人的服务器配置要求（表1）

2.并发量为1200人的服务器配置要求（表2）

四、结语

随着在线学习系统在高校教学中的广泛应用，如何根据校区之间的网络状况，学校的教学情况进行两地的分布式部署成了关键。在线教学系统的分布式部署，可以在一定程度上可以满足学校的教学要求，并且保留了一定的扩展性和灵活性。利用在线学习系统的分布式部署，充分考虑到资源的利用，也进而促进了在线学习在日常教学中的应用。

参考文献：

[1]庄建东，曾勇进.在线学习系统的研究与开发[J].计算机光盘软件与应用， 2013（1）：209-211.

[2]李春生，罗晓沛.流媒体教学系统分布式部署研究与实现[J].计算机工程与设计，2007（11）：5267-5269.