浅谈解决电大在线高并发网站架构方案

【摘　要】根据远程教育的发展要求，越来越多的广播电视大学的学生使用网络电大在线平台进行学习。随之而来是的电大在线网站存在着高并发高负载的现象，本文提供六个可行性方案来解决此问题。

【关键词】电大在线；高并发；可行性方案

０．引言

随着互联网的迅猛发展，改变着我们的工作和生活方式。特别是在远程教育中，网络等媒体提供给学习者学习机会的同时，学习者也应学会网络学习方式。虽然面授时间少了，自主学习的要求高了，但通过这种在线学习的学习形式，可以提高自己的学习能力。

电大在线学习平台是在网上的教学信息，主要包括教学组织管理信息、课程信息、教学动态、辅导信息、BBS（公告板）和其他的教务管理信息。

（1）教学组织管理信息包括教学计划、专业教学实施方案、课程教学设计方案、课程介绍及各种教学过程中的通知、通告等，主要用于对教学过程的总体指导，教学的组织管理安排等。

（2）课程信息、教学动态辅导信息是指按照教学进度要求，及时提供给学生的有针对性的导学信息，包括各章节教学内容的重点、难点讲解提示，同步的作业与测验题和解析等。

（3）BBS讨论主要是专题性研讨、学习疑难反馈、个性问题解答等，同时通过讨论了解学生学习中的实际困难，以改进学校的教学工作。

（4）其他教务信息还包括班级活动，学校的活动通知，学生学习、生活动态介绍等。

1.电大在线平台存在的问题和解决方案

随着电大在线平台的发展和被广大学生所接纳，网站面临高并发访问和海量数据流的情况屡见不鲜，系统中的各个核心设备所负担的处理能力和计算强度也会相应增大，使得单一设备根本无法承担。如果淘汰现有设备去做硬件升级，将造成资源的浪费，而且如果以后面临业务量的激增，又不得不再次投入高额的硬件升级成本，甚至性能再卓越的设备也不能满足将来业务量的需求。在此种情况下，单纯的网络架构就显得捉襟见肘了，而负载均衡机制则应运而生。

电大在线在面对大量用户访问、高并发请求方面，基本的解决方案集中在这样几个环节：使用高性能的服务器、高性能的数据库、高效率的编程语言、还有高性能的Web容器。但是除了这几个方面，还没法根本解决大型网站面临的高负载和高并发问题。

以下是六种可采用的方法：

1.1静态化页面的方法

纯静态化的html页面拥有效率最高、消耗最小的特色，所以尽可能使电大在线的网站上的页面采用静态页面来实现，这个最简单的方法其实也是最有效的方法。但是对于大量内容并且频繁更新的网站，就无法全部手动去逐个实现，于是由信息系统CMS来实现，例如各个门户站点的新闻频道，都是通过信息系统来管理和实现的，信息系统可以实现最简单的信息录入自动生成静态页面，还能具备频道管理、权限 管理、自动抓取等功能，对于一个大型网站来说，拥有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。

同时，html静态化也是某些缓存策略使用的手段，对于系统中频繁使用数据库查询但是内容更新很小的应用，可以考虑使用html静态化来实现，比如论坛中论坛的公用设置信息，这些信息目前的主流论坛都可以进行后台管理并且存储再数据库中，这些信息其实大量被前台程序调用，但是更新频率很小，可以考虑将这部分内容进行后台更新的时候进行静态化，这样避免了大量的数据库访问请求。

1.2采用图片服务器

对于Web 服务器来说，不管是Apache、IIS还是其他容器，图片是最消耗资源的，将图片与页面进行分离，使用独立的图片服务器这是基本策略。这样的架构可以降低提供页面访问请求的服务器系统压力，并且可以保证系统不会因为图片问题而崩溃，在应用服务器和图片服务器上，可以进行不同的配置优化，比如apache在配置ContentType的时候可以尽量少支持，尽可能少LoadModule，保证更高的系统消耗和执行效率。

1.3数据库集群和库表散列

在数据库集群方面，很多数据库都有自己的解决方案，Oracle、Sybase等都有很好的方案，常用的MySQL提供的Master/Slave也是类似的方案，上面提到的数据库集群由于在架构、成本、扩张性方面都会受到所采用数据库类型的限制，需要从应用程序的角度来考虑改善系统架构，库表散列是常用并且最有效的解决方案。在应用程序中安装业务和应用或者功能模块将数据库进行分离，不同的模块对应不同的数据库或者表，再按照一定的策略对某个页面或者 功能进行更小的数据库散列，比如用户表，按照用户ID进行表散列，这样就能够低成本的提升系统的性能并且有很好的扩展性。

1.4缓存方式

架构方面的缓存，Apache提供自有的缓存模块，也可以使用Squid模块进行缓存，这两种方式均可以有效的提高Apache的访问响应能力。

网站程序开发方面的缓存，Linux上提供的Memory Cache是常用的缓存接口，可以在web开发中使用，比如用Java开发的时候就可以调用MemoryCache对一些数据进行缓存和通讯共享。另外，在使用web语言开发的时候，各种语言基本都有自己的缓存模块和方法，例如PHP有Pear的Cache模块。

1.5镜像方法

镜像的技术可以解决不同网络接入商和地域带来的用户访问速度差异，比如ChinaNet和EduNet之间的差异就促使了很多网站在教育网内搭建镜像站点，数据进行定时更新或者实时更新。

1.6负载均衡方法

负载均衡将是大型网站解决高负荷访问和大量并发请求采用的终极解决办法。其中有两个架构类型：硬件四层交换和软件四层交换。

第四层交换使用第三层和第四层信息包的报头信息，根据应用区间识别业务流，将整个区间段的业务流分配到合适的应用服务器进行处理。第四层交换功能就象 是虚IP，指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上，需要复杂的载量平衡算法。在IP世界，业务类型由终端TCP或UDP端口地址来决定，在第四层交换中的应用区间则由源端和终端IP地址、TCP和UDP端口共同决定。

基于OSI模型来实现的软件四层交换，满足一定量的压力还是游刃有余的。软件四层交换我们可以使用Linux上常用的LVS来解决，LVS就是Linux Virtual Server，提供了基于heartbeat的实时灾难应对解决方案，同时也提供了灵活的虚拟VIP配置和管理功能，可以同时满足多种应用需求，这对于分布式的系统来说必不可少。

2.总结

总的来说，一个典型的使用负载均衡的策略就是，在软件或者硬件四层交换的基础上搭建squid集群，这种思路在很多大型网站包括搜索引擎上被采用，这样的架构低成本、高性能还有很强的扩张性，随时往架构里面增减节点都非常容易。

对于电大在线这样的学习平台来说，前面提到的每个方法可能都会被同时使用到。　[科]

【参考文献】

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［３］格拉夫，库辛.搜索引擎优化[M].北京：清华大学出版社，2007.