【摘 要】根據(jù)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展要求，越來越多的廣播電視大學(xué)的學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)電大在線平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。隨之而來是的電大在線網(wǎng)站存在著高并發(fā)高負(fù)載的現(xiàn)象，本文提供六個(gè)可行性方案來解決此問題。

【關(guān)鍵詞】電大在線；高并發(fā)；可行性方案

０．引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，改變著我們的工作和生活方式。特別是在遠(yuǎn)程教育中，網(wǎng)絡(luò)等媒體提供給學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)的同時(shí)，學(xué)習(xí)者也應(yīng)學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式。雖然面授時(shí)間少了，自主學(xué)習(xí)的要求高了，但通過這種在線學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)形式，可以提高自己的學(xué)習(xí)能力。

電大在線學(xué)習(xí)平臺(tái)是在網(wǎng)上發(fā)布的教學(xué)信息，主要包括教學(xué)組織管理信息、課程信息、教學(xué)動(dòng)態(tài)、輔導(dǎo)信息、BBS（公告板）和其他的教務(wù)管理信息。

（1）教學(xué)組織管理信息包括教學(xué)計(jì)劃、專業(yè)教學(xué)實(shí)施方案、課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案、課程介紹及各種教學(xué)過程中的通知、通告等，主要用于對(duì)教學(xué)過程的總體指導(dǎo)，教學(xué)的組織管理安排等。

（2）課程信息、教學(xué)動(dòng)態(tài)輔導(dǎo)信息是指按照教學(xué)進(jìn)度要求，及時(shí)提供給學(xué)生的有針對(duì)性的導(dǎo)學(xué)信息，包括各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)講解提示，同步的作業(yè)與測(cè)驗(yàn)題和解析等。

（3）BBS討論主要是專題性研討、學(xué)習(xí)疑難反饋、個(gè)性問題解答等，同時(shí)通過討論了解學(xué)生學(xué)習(xí)中的實(shí)際困難，以改進(jìn)學(xué)校的教學(xué)工作。

（4）其他教務(wù)信息還包括班級(jí)活動(dòng)，學(xué)校的活動(dòng)通知，學(xué)生學(xué)習(xí)、生活動(dòng)態(tài)介紹等。

1.電大在線平臺(tái)存在的問題和解決方案

隨著電大在線平臺(tái)的發(fā)展和被廣大學(xué)生所接納，網(wǎng)站面臨高并發(fā)訪問和海量數(shù)據(jù)流的情況屢見不鮮，系統(tǒng)中的各個(gè)核心設(shè)備所負(fù)擔(dān)的處理能力和計(jì)算強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)增大，使得單一設(shè)備根本無法承擔(dān)。如果淘汰現(xiàn)有設(shè)備去做硬件升級(jí)，將造成資源的浪費(fèi)，而且如果以后面臨業(yè)務(wù)量的激增，又不得不再次投入高額的硬件升級(jí)成本，甚至性能再卓越的設(shè)備也不能滿足將來業(yè)務(wù)量的需求。在此種情況下，單純的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就顯得捉襟見肘了，而負(fù)載均衡機(jī)制則應(yīng)運(yùn)而生。

電大在線在面對(duì)大量用戶訪問、高并發(fā)請(qǐng)求方面，基本的解決方案集中在這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)：使用高性能的服務(wù)器、高性能的數(shù)據(jù)庫(kù)、高效率的編程語言、還有高性能的Web容器。但是除了這幾個(gè)方面，還沒法根本解決大型網(wǎng)站面臨的高負(fù)載和高并發(fā)問題。

以下是六種可采用的方法：

1.1靜態(tài)化頁面的方法

純靜態(tài)化的html頁面擁有效率最高、消耗最小的特色，所以盡可能使電大在線的網(wǎng)站上的頁面采用靜態(tài)頁面來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)最簡(jiǎn)單的方法其實(shí)也是最有效的方法。但是對(duì)于大量?jī)?nèi)容并且頻繁更新的網(wǎng)站，就無法全部手動(dòng)去逐個(gè)實(shí)現(xiàn)，于是由信息發(fā)布系統(tǒng)CMS來實(shí)現(xiàn)，例如各個(gè)門戶站點(diǎn)的新聞?lì)l道，都是通過信息發(fā)布系統(tǒng)來管理和實(shí)現(xiàn)的，信息發(fā)布系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的信息錄入自動(dòng)生成靜態(tài)頁面，還能具備頻道管理、權(quán)限 管理、自動(dòng)抓取等功能，對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)站來說，擁有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。

同時(shí)，html靜態(tài)化也是某些緩存策略使用的手段，對(duì)于系統(tǒng)中頻繁使用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢但是內(nèi)容更新很小的應(yīng)用，可以考慮使用html靜態(tài)化來實(shí)現(xiàn)，比如論壇中論壇的公用設(shè)置信息，這些信息目前的主流論壇都可以進(jìn)行后臺(tái)管理并且存儲(chǔ)再數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些信息其實(shí)大量被前臺(tái)程序調(diào)用，但是更新頻率很小，可以考慮將這部分內(nèi)容進(jìn)行后臺(tái)更新的時(shí)候進(jìn)行靜態(tài)化，這樣避免了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問請(qǐng)求。

1.2采用圖片服務(wù)器

對(duì)于Web 服務(wù)器來說，不管是Apache、IIS還是其他容器，圖片是最消耗資源的，將圖片與頁面進(jìn)行分離，使用獨(dú)立的圖片服務(wù)器這是基本策略。這樣的架構(gòu)可以降低提供頁面訪問請(qǐng)求的服務(wù)器系統(tǒng)壓力，并且可以保證系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閳D片問題而崩潰，在應(yīng)用服務(wù)器和圖片服務(wù)器上，可以進(jìn)行不同的配置優(yōu)化，比如apache在配置ContentType的時(shí)候可以盡量少支持，盡可能少LoadModule，保證更高的系統(tǒng)消耗和執(zhí)行效率。

1.3數(shù)據(jù)庫(kù)集群和庫(kù)表散列

在數(shù)據(jù)庫(kù)集群方面，很多數(shù)據(jù)庫(kù)都有自己的解決方案，Oracle、Sybase等都有很好的方案，常用的MySQL提供的Master/Slave也是類似的方案，上面提到的數(shù)據(jù)庫(kù)集群由于在架構(gòu)、成本、擴(kuò)張性方面都會(huì)受到所采用數(shù)據(jù)庫(kù)類型的限制，需要從應(yīng)用程序的角度來考慮改善系統(tǒng)架構(gòu)，庫(kù)表散列是常用并且最有效的解決方案。在應(yīng)用程序中安裝業(yè)務(wù)和應(yīng)用或者功能模塊將數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分離，不同的模塊對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)或者表，再按照一定的策略對(duì)某個(gè)頁面或者 功能進(jìn)行更小的數(shù)據(jù)庫(kù)散列，比如用戶表，按照用戶ID進(jìn)行表散列，這樣就能夠低成本的提升系統(tǒng)的性能并且有很好的擴(kuò)展性。

1.4緩存方式

架構(gòu)方面的緩存，Apache提供自有的緩存模塊，也可以使用Squid模塊進(jìn)行緩存，這兩種方式均可以有效的提高Apache的訪問響應(yīng)能力。

網(wǎng)站程序開發(fā)方面的緩存，Linux上提供的Memory Cache是常用的緩存接口，可以在web開發(fā)中使用，比如用Java開發(fā)的時(shí)候就可以調(diào)用MemoryCache對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存和通訊共享。另外，在使用web語言開發(fā)的時(shí)候，各種語言基本都有自己的緩存模塊和方法，例如PHP有Pear的Cache模塊。

1.5鏡像方法

鏡像的技術(shù)可以解決不同網(wǎng)絡(luò)接入商和地域帶來的用戶訪問速度差異，比如ChinaNet和EduNet之間的差異就促使了很多網(wǎng)站在教育網(wǎng)內(nèi)搭建鏡像站點(diǎn)，數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)更新或者實(shí)時(shí)更新。

1.6負(fù)載均衡方法

負(fù)載均衡將是大型網(wǎng)站解決高負(fù)荷訪問和大量并發(fā)請(qǐng)求采用的終極解決辦法。其中有兩個(gè)架構(gòu)類型：硬件四層交換和軟件四層交換。

第四層交換使用第三層和第四層信息包的報(bào)頭信息，根據(jù)應(yīng)用區(qū)間識(shí)別業(yè)務(wù)流，將整個(gè)區(qū)間段的業(yè)務(wù)流分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理。第四層交換功能就象 是虛IP，指向物理服務(wù)器。它傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從的協(xié)議多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。在IP世界，業(yè)務(wù)類型由終端TCP或UDP端口地址來決定，在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決定。

基于OSI模型來實(shí)現(xiàn)的軟件四層交換，滿足一定量的壓力還是游刃有余的。軟件四層交換我們可以使用Linux上常用的LVS來解決，LVS就是Linux Virtual Server，提供了基于heartbeat的實(shí)時(shí)災(zāi)難應(yīng)對(duì)解決方案，同時(shí)也提供了靈活的虛擬VIP配置和管理功能，可以同時(shí)滿足多種應(yīng)用需求，這對(duì)于分布式的系統(tǒng)來說必不可少。

2.總結(jié)

總的來說，一個(gè)典型的使用負(fù)載均衡的策略就是，在軟件或者硬件四層交換的基礎(chǔ)上搭建squid集群，這種思路在很多大型網(wǎng)站包括搜索引擎上被采用，這樣的架構(gòu)低成本、高性能還有很強(qiáng)的擴(kuò)張性，隨時(shí)往架構(gòu)里面增減節(jié)點(diǎn)都非常容易。

對(duì)于電大在線這樣的學(xué)習(xí)平臺(tái)來說，前面提到的每個(gè)方法可能都會(huì)被同時(shí)使用到。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］黃海軍，蘆芝萍.三層交換的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)[M].實(shí)驗(yàn)研究與探索，2003，(3).

［２］于彬.基于BS模式的高校自主學(xué)習(xí)平臺(tái)分析與設(shè)計(jì)[J].軟件導(dǎo)刊，2010，9(6).

［３］格拉夫，庫(kù)辛.搜索引擎優(yōu)化[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.