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電大在線高并發(fā)網(wǎng)站架構(gòu)方案論文
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電大在線高并發(fā)網(wǎng)站架構(gòu)方案論文【1】
【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)會的同時(shí)，學(xué)習(xí)者也應(yīng)學(xué)會網(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)信息還包括班級活動，學(xué)校的活動通知，學(xué)生學(xué)習(xí)、生活動態(tài)介紹等。
1.電大在線平臺存在的問題和解決方案
隨著電大在線平臺的發(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，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。
電大在線在面對大量用戶訪問、高并發(fā)請求方面，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、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)最簡單的方法其實(shí)也是最有效的方法。
但是對于大量內(nèi)容并且頻繁更新的網(wǎng)站，就無法全部手動去逐個(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)最簡單的信息錄入自動生成靜態(tài)頁面，還能具備頻道管理、權(quán)限 管理、自動抓取等功能，對于一個(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，對于系統(tǒng)中頻繁使用數(shù)據(jù)庫查詢但是內(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)行后臺管理并且存儲再數(shù)據(jù)庫中，這些信息其實(shí)大量被前臺程序調(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)庫訪問請求。
1.2采用圖片服務(wù)器
對于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求的服務(wù)器系統(tǒng)壓力，并且可以保證系統(tǒng)不會因?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)庫集群和庫表散列
在數(shù)據(jù)庫集群方面，很多數(shù)據(jù)庫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)庫集群由于在架構(gòu)、成本、擴(kuò)張性方面都會受到所采用數(shù)據(jù)庫類型的限制，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)庫進(jìn)行分離，不同的模塊對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫或者表，再按照一定的策略對某個(gè)頁面或者 功能進(jìn)行更小的數(shù)據(jù)庫散列，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。
對于電大在線這樣的學(xué)習(xí)平臺來說，前面提到的每個(gè)方法可能都會被同時(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)平臺分析與設(shè)計(jì)[J].軟件導(dǎo)刊,2010，9(6).
[3]格拉夫，庫辛.搜索引擎優(yōu)化[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.
電大計(jì)算機(jī)教學(xué)方法論文【2】
摘 要: 目前,計(jì)算機(jī)教學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了我國廣播電視大學(xué)課堂,但隨之而來的是,如何更好地開展計(jì)算機(jī)教學(xué),使其真正為電大開放教育注入生機(jī)與活力?文章立足于教學(xué)實(shí)踐,對電大計(jì)算機(jī)教學(xué)方法進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞: 廣播電視大學(xué) 計(jì)算機(jī)課程教學(xué) 教學(xué)方法
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),信息技術(shù)也在不斷進(jìn)步,它的發(fā)展更是日新月異,為了迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn),使教育真正面向現(xiàn)代化,面向世界,面向未來,我國已經(jīng)將計(jì)算機(jī)教學(xué)搬上了電大課堂。
在多年的教學(xué)實(shí)踐中,我在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中嘗試采用了不同的教學(xué)方法進(jìn)行教改試驗(yàn),摸索到了幾種適合計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)方法。
在此,我結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,就電大如何開展計(jì)算機(jī)教學(xué)談幾點(diǎn)自己的看法,以拋磚引玉,供大家參考。
一、直觀教學(xué),加強(qiáng)記憶
在計(jì)算機(jī)教學(xué)中,對于一些抽象的計(jì)算機(jī)知識,如果教師單純地直接進(jìn)行口頭傳授會使學(xué)生感到很乏味。
此時(shí),我覺得可以充分利用計(jì)算機(jī)的固有特征,采用形象、直觀的教學(xué)方法,吸引學(xué)生的注意力,幫助他們加強(qiáng)對知識的理解和記憶。
如在教學(xué)“認(rèn)識鍵盤”時(shí),我先提問:“大家仔細(xì)看空格鍵、換檔鍵有什么特征?”然后讓學(xué)生觀察討論,最后加以點(diǎn)撥,使學(xué)生明白空格鍵上沒有任何字符,所以主要作用是輸入空格;而換檔鍵上有向上的箭頭,所以主要作用就是輸入上檔字符。
用這樣的方法,變抽象為直觀,引起了學(xué)生的注意,加強(qiáng)了他們的記憶,優(yōu)化了教學(xué)過程。
二、任務(wù)驅(qū)動,自主學(xué)習(xí)
所謂“任務(wù)驅(qū)動”就是在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識的過程中,學(xué)生在教師的幫助下,緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)活動中心,在強(qiáng)烈的問題動機(jī)的驅(qū)動下,進(jìn)行自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí),并在完成既定任務(wù)的同時(shí),產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動。
計(jì)算機(jī)課程強(qiáng)調(diào)知識及技能的傳授以完成典型的“任務(wù)”為主,這個(gè)原則突出體現(xiàn)了“在做中學(xué)”的思想。
我們在貫徹這個(gè)原則的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)注意針對學(xué)習(xí)內(nèi)容,仔細(xì)推敲每個(gè)知識點(diǎn),統(tǒng)籌兼顧,為學(xué)生設(shè)計(jì)、構(gòu)造出一系列典型的操作性“任務(wù)”,使學(xué)生通過自主學(xué)習(xí),在完成“任務(wù)”的過程中掌握知識、技能和方法。
如在教學(xué)“文字處理軟件Word”時(shí),我結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)置了一些探索性和嘗試性的任務(wù),使學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動中通過自主學(xué)習(xí)尋找問題的解決方法。
譬如“擬定一個(gè)通知,寫一篇日記,修改一篇文章”等,學(xué)生明確了學(xué)習(xí)任務(wù),就會主動地去操作和嘗試,從而在實(shí)際應(yīng)用過程中掌握相關(guān)的知識和技能。
學(xué)生在完成這些任務(wù)的同時(shí)也培養(yǎng)了探究問題、分析問題、解決問題和綜合應(yīng)用所學(xué)知識和技能的能力。
三、重視操作,激發(fā)興趣
通過多年的實(shí)踐教學(xué),我認(rèn)為計(jì)算機(jī)教學(xué)的關(guān)鍵是興趣教學(xué),而興趣教學(xué)則是多種教學(xué)手段的綜合運(yùn)用。
“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”(孔子),學(xué)生對學(xué)習(xí)有無興趣是衡量教學(xué)成敗的重要環(huán)節(jié)。
計(jì)算機(jī)圖、文、聲并茂,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,可以在學(xué)生的認(rèn)識與教學(xué)要求之間架起一座橋梁,使他們以濃厚的興趣去探索知識奧秘。
學(xué)習(xí)興趣是支持、推動學(xué)生認(rèn)識活動的巨大動力,只有學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生興趣,才會產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,這是學(xué)好計(jì)算機(jī)課的重要前提。
在教學(xué)中,呆板的練習(xí)形式、乏味的練習(xí)內(nèi)容,易使學(xué)生感到枯燥、厭煩,長久下去,會使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。
因此,我在上課時(shí),注重培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)操作能力,調(diào)動學(xué)生眼、耳、口、手多種感官協(xié)調(diào)活動,使他們有身臨其境之感,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
例如,在進(jìn)行漢字輸入練習(xí)時(shí),我采用了教學(xué)軟件,從學(xué)生的接受能力出發(fā),合理設(shè)計(jì)了從簡到繁、由淺入深、循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容,再通過比賽的形式,使學(xué)生的勁頭十足,極大地引發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。
四、轉(zhuǎn)變角色,學(xué)生為本
在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師自覺不自覺地扮演著知識的“講述者”、信息的“傳授者”、教學(xué)活動的“領(lǐng)導(dǎo)者”的角色,教師這種特有的權(quán)威性,理所當(dāng)然地把自己置于中心位置,使學(xué)生圍著教師轉(zhuǎn)。
但在信息化的今天,學(xué)生獲取信息和知識,已不再以教師為惟一的渠道。
只有教師正確認(rèn)識、擺正自己的位置,才能提高計(jì)算機(jī)課堂的效益。
因此教師應(yīng)努力塑造自身的新角色,重視學(xué)生上機(jī)操作,以學(xué)生為本,還學(xué)生一片自由的空間,使計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)從“以教師為中心”轉(zhuǎn)移到“以學(xué)生為中心”,讓學(xué)生充當(dāng)“領(lǐng)銜主演”。
如在教學(xué)“Word圖文混排”時(shí),我用了幾分鐘的時(shí)間演示了插入圖片、調(diào)整圖片大小和位置的基本操作后,就把時(shí)間交給了學(xué)生,讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作――為寫好的文章插入符合主題的圖片。
作為教師,我只是在學(xué)生當(dāng)中巡視,給個(gè)別學(xué)生以輔導(dǎo),成為了學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者,徹底轉(zhuǎn)變了“一言堂”的角色。
實(shí)踐證明,這種以學(xué)生為本的教學(xué)模式,能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望及獨(dú)立性、創(chuàng)造性,也更有利于素質(zhì)教育的開展。
五、協(xié)作學(xué)習(xí),共同進(jìn)步
計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)和其他課程不同,學(xué)生的差別比較大,有的學(xué)生對教師要講的知識已經(jīng)很熟練,而有的學(xué)生卻所知甚少或者從未接觸過。
如果教師選擇一些恰當(dāng)?shù)氖谡n內(nèi)容,指導(dǎo)學(xué)生采用協(xié)作學(xué)習(xí)的模式,就能使學(xué)生之間取長補(bǔ)短,在交往中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中交往,并從中掌握或鞏固新知,增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)的能力,由此共同進(jìn)步。
如在教學(xué)“制作多媒體文稿”時(shí),我就采用了協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,把學(xué)生由3到4人分為一組,共同制作完成一份綜合性多媒體演示文稿,而在分組時(shí)注意把計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平高與計(jì)算機(jī)操作不熟練的學(xué)生相互搭配,然后在各小組間進(jìn)行作品評比。
這種競爭、合作式的協(xié)作學(xué)習(xí)模式充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,發(fā)揮了其創(chuàng)造性,使得每位學(xué)生都能進(jìn)步很快,由此收到了意想不到的教學(xué)效果。
六、整合學(xué)科,全面發(fā)展
在電大計(jì)算機(jī)教學(xué)工作中,我們要注意培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)對其他課程進(jìn)行學(xué)習(xí)和探討的能力。
努力創(chuàng)造條件,積極利用計(jì)算機(jī)開展各類學(xué)科教學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
這就要求計(jì)算機(jī)教師在課程教學(xué)中整合其他學(xué)科知識,也就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識和技能的同時(shí),學(xué)習(xí)、拓展、應(yīng)用或鞏固其他學(xué)科知識。
如在教學(xué)“Word文字處理”時(shí),我結(jié)合語文學(xué)科,讓學(xué)生用計(jì)算機(jī)進(jìn)行作文、日記的創(chuàng)作;教學(xué)“PhotoShop圖形創(chuàng)作”內(nèi)容時(shí),結(jié)合美術(shù)學(xué)科,讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際繪畫;教學(xué)“網(wǎng)絡(luò)”內(nèi)容時(shí),結(jié)合政治學(xué)原理、社會實(shí)踐、語文等學(xué)科,讓學(xué)生搜索自己想要了解的知識……這樣,我在教學(xué)過程中,盡可能地把其他學(xué)科內(nèi)容融進(jìn)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)中,不僅使學(xué)生理解了計(jì)算機(jī)的重要性和實(shí)用性,培養(yǎng)了他們學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程的興趣,而且增長了學(xué)生的知識,促進(jìn)了其全面發(fā)展。
總之,計(jì)算機(jī)課程作為廣播電視大學(xué)的一門嶄新課程,其教學(xué)方法還有待于進(jìn)一步探索,這是一個(gè)長期的課題,只有我們不斷總結(jié),才能找出更佳、更適合的教學(xué)方法,使本門課程成為學(xué)生親切易學(xué)的實(shí)用課程,真正為人民開放教育注入生機(jī)與活力。
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