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基本信息
- 項目名稱：
- 基于Flex和P2P的分布式選課系統(tǒng)的研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本文提出了基于Flex RIA和P2P的分布式選課系統(tǒng)以應(yīng)對網(wǎng)上選課系統(tǒng)因短時內(nèi)高負(fù)載而出錯的問題?？蛻舳朔矫?，利用Flex的處理能力和客戶端電腦的性能，使客戶端節(jié)點之間通過Flex平臺以P2P的方式直接交換部分選課數(shù)據(jù)；同時將部分?jǐn)?shù)據(jù)處理工作轉(zhuǎn)移到客戶端進行，減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)。服務(wù)器端方面，采用分布式技術(shù)，利用反向代理和均衡負(fù)載使多臺服務(wù)器組成集群共同提供服務(wù)，以提高整體的性能和可用性。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前高校已普遍實行網(wǎng)上選課的制度，而其采用的網(wǎng)上選課系統(tǒng)基本上是傳統(tǒng)的基于B/S（Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)的瘦客戶端類型，即服務(wù)器端接收來自瀏覽器的請求，運行相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯進行數(shù)據(jù)處理，在生成全部頁面之后，返回給瀏覽器，瀏覽器僅負(fù)責(zé)將頁面呈現(xiàn)給用戶。傳統(tǒng)的網(wǎng)上選課系統(tǒng)在給學(xué)校管理帶來部分便利的同時，也因為其系統(tǒng)架構(gòu)上的固有缺陷給用戶帶來了許多麻煩。 傳統(tǒng)的網(wǎng)上選課系統(tǒng)的基于頁面刷新、請求-響應(yīng)機制的架構(gòu)迫使用戶在刷新時面對空白的頁面和忍受較長的等待，嚴(yán)重影響操作流暢度和用戶體驗。更重要的是，客戶端瀏覽器沒有數(shù)據(jù)存儲和處理的能力，用戶每次刷新頁面時需要服務(wù)器消耗大量的資源用于對頁面內(nèi)容的反復(fù)查詢和生成。采用這種架構(gòu)的選課系統(tǒng)在訪問用戶數(shù)量較少時尚體現(xiàn)不出它的弊端，而遇到選課高峰時，一臺或簡單的幾臺服務(wù)器往往無法承受高并發(fā)連接數(shù)和巨大請求量所帶來的沉重負(fù)擔(dān)而造成響應(yīng)緩慢、頁面出錯和拒絕服務(wù)，這嚴(yán)重影響了選課過程的正常進行。 隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬和客戶端電腦性能的提升，在當(dāng)前服務(wù)器單機硬件性能由于技術(shù)和成本原因無法大幅提高的情況下，應(yīng)采取措施充分利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和客戶端電腦的剩余性能，將部分原本需要從服務(wù)器端獲取的數(shù)據(jù)改為從其他客戶端獲得，同時將原本屬于服務(wù)器的部分業(yè)務(wù)處理工作交予客戶機執(zhí)行；另外，為應(yīng)對高并發(fā)給服務(wù)器所帶來的沉重壓力，應(yīng)采取措施將大量請求均衡地交給幾臺服務(wù)器來處理，以減少單機的負(fù)載，同時不會因為一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障而造成系統(tǒng)無法正常工作，以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。 基于此，本文設(shè)計了一種基于Flex富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和點對點技術(shù)（P2P）的分布式選課系統(tǒng)，從當(dāng)前熱門的Flex技術(shù)和分布式系統(tǒng)出發(fā)，結(jié)合傳統(tǒng)C/S（Client/Server，即客戶機/服務(wù)器）架構(gòu)和B/S架構(gòu)的優(yōu)點，在客戶端和服務(wù)器端兩個方面對選課系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)進行了改良。客戶端方面，采用P2P技術(shù)，依靠校內(nèi)高帶寬網(wǎng)絡(luò)和Flex強大的處理能力，充分挖掘客戶端的性能，使客戶端節(jié)點之間通過Flex平臺直接交換數(shù)據(jù)；同時，將大部分業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到客戶端進行，從而減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提高選課的效率。服務(wù)器端方面，考慮到選課系統(tǒng)的復(fù)雜性和龐大的數(shù)據(jù)庫，遷移至全新的系統(tǒng)需耗費大量精力，且會給維護帶來困難，所以本系統(tǒng)在保留原有系統(tǒng)服務(wù)器端應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，應(yīng)用分布式技術(shù)，利用 Nginx服務(wù)器軟件提供的強大的反向代理和均衡負(fù)載能力，使多臺運行原有系統(tǒng)的服務(wù)器組成集群，共同提供服務(wù)，同時加入緩存層的考慮。優(yōu)化了服務(wù)器端的整體性能、提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 傳統(tǒng)的網(wǎng)上選課系統(tǒng)采用的系統(tǒng)架構(gòu)無法承受選課高峰時期的大規(guī)模的并發(fā)訪問量，導(dǎo)致系統(tǒng)反應(yīng)緩慢出錯甚至崩潰，嚴(yán)重影響選課的進行。隨著網(wǎng)絡(luò)和客戶端性能的提升，在服務(wù)器單機性能由于技術(shù)和成本無法大幅提高的情況下，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和客戶端電腦的剩余性能，同時將原本屬于服務(wù)器的部分業(yè)務(wù)處理工作交予客戶機執(zhí)行；同時，服務(wù)器端采用分布式技術(shù)，使用多臺服務(wù)器和反向代理進行均衡負(fù)載，以提高性能和增加穩(wěn)定性。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本作品創(chuàng)新性地在系統(tǒng)架構(gòu)中采用了Flex作為前臺技術(shù)，通過Flex互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可使客戶端獲得強大的數(shù)據(jù)處理、界面表現(xiàn)和直接與其他客戶端通信的能力，因此可有效減少客戶端與服務(wù)器端的通信量，進而減輕服務(wù)器端的壓力，增加整體的性能和穩(wěn)定性。同時在服務(wù)器端方面，通過對訪問量巨大的網(wǎng)站如Google、百度、新浪的系統(tǒng)架構(gòu)的研究，本作品成功地建立了應(yīng)對中高規(guī)模訪問量的分布式架構(gòu)并將其應(yīng)用到選課系統(tǒng)中。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 依據(jù)本作品中的設(shè)計架構(gòu)，服務(wù)器端方面，可在充分利用之前已有的服務(wù)器硬件、Web程序和數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，大幅提高整個系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，不會因為并發(fā)訪問量大就反應(yīng)遲緩甚至崩潰；在客戶端方面，由于Flex富互聯(lián)網(wǎng)程序所提供的強大的數(shù)據(jù)處理能力和表現(xiàn)力，可在充分利用網(wǎng)絡(luò)和客戶端性能的同時，給選課同學(xué)以良好的用戶體驗，提高選課的效率和成功率，使選課過程不再成為學(xué)生的維護人員噩夢。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文針對網(wǎng)上選課系統(tǒng)因短時內(nèi)高負(fù)載而導(dǎo)致的響應(yīng)緩慢、出錯等問題，提出了基于Flex RIA和P2P的分布式選課系統(tǒng)。從Flex和分布式系統(tǒng)出發(fā)，結(jié)合C/S和B/S架構(gòu)的優(yōu)點，分別在客戶端和服務(wù)器端對選課系統(tǒng)的架構(gòu)進行了優(yōu)化。客戶端方面，依靠校園網(wǎng)高帶寬、Flex強大的處理能力，充分利用客戶端電腦的性能，使客戶端節(jié)點之間通過Flex平臺以P2P的方式直接交換部分選課數(shù)據(jù)；同時，將部分業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理工作轉(zhuǎn)移到客戶端進行。服務(wù)器端方面，采用分布式技術(shù)，利用反向代理和均衡負(fù)載使多臺服務(wù)器組成集群共同提供服務(wù)。在充分兼容原有系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上，提高了系統(tǒng)整體的性能和可用性。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]文捷等，復(fù)旦大學(xué)選課系統(tǒng)的性能優(yōu)化策略研究和實踐[J]，中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2009，48； [2]葉建芳，應(yīng)用FLEX技術(shù)構(gòu)建RIA系統(tǒng)[D]，浙江大學(xué)，計算機與軟件學(xué)院，2006； [3]袁芳等，高負(fù)載選課系統(tǒng)運行技術(shù)的研究與實踐[J]，中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2009；
同類課題研究水平概述
- 經(jīng)過通過萬方數(shù)據(jù)庫檢索（），在2000-2011年的文獻中，得到如下結(jié)果： 1、國內(nèi)尚未有采用Flex作為前端技術(shù)的選課系統(tǒng)； 2、關(guān)于分布式選課系統(tǒng)，檢索到兩篇相關(guān)論文如下： （1）基于分布式Web服務(wù)器集群的選課系統(tǒng)研究與設(shè)計，孫延海，2006 作者在論文中提出了采用第四層交換技術(shù)來均衡負(fù)載，相對于本作品中所采用的反向代理的方式，第四層交換技術(shù)除了在性能上相比于反向代理有一定的提高外，在配置復(fù)雜程度和靈活性方面均不如反向代理的方式。 （2）分布式選課系統(tǒng)的研究與設(shè)計，楊紅飛， 2008 作者在論文中提出了采用P2P技術(shù)以解決高負(fù)載的問題，但是其采用的是陳舊的基于Java的JXTA技術(shù)，相比本作品中所采用的基于Adobe Cirrus 2的P2P技術(shù)，JXTA技術(shù)不僅要求客戶端安裝JRE環(huán)境，且需要對原有系統(tǒng)做較大改動，同時編碼復(fù)雜。而采用Adobe Cirrus 2技術(shù)，因為它是基于Flash Player中運行的，而Flash Player在全球電腦中有超過80%的保有量，所以基本不存在客戶端不兼容的問題，且Adobe Cirrus 2技術(shù)可以使開發(fā)者通過更為簡單的編碼就可實現(xiàn)基于Flex平臺的P2P網(wǎng)絡(luò)，并且功能更為強大。
