基于Nginx的在线教育平台架构优化研究

发布时间：2017-08-19 04:15

  本文关键词：基于Nginx的在线教育平台架构优化研究

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【摘要】：近年来教育信息化发展迅速,产生了多个优秀的教育服务产品。“9月1号”网是其中极具代表性的一个教育服务网站。然而随着用户量的不断增长,网站的性能问题逐渐暴露出来:系统响应时间长、系统并发量小、系统稳定性差等。本课题的任务就是针对这些问题,从架构的角度对系统进行优化,以提高系统的并发量,缩短系统的响应时间,并实现系统的高可用性,最终切实提升用户体验。本文的主要研究成果如下:(1)设计了多层次网站体系架构优化方案。在“9月1号”网现有的三层架构基础上进行扩展优化:应用服务器集群化部署,提高系统的服务能力;增加负载均衡层,管理和调度服务器机群;在系统与互联网之间增加缓存层,以缩短系统响应时间;数据层在SQL数据库基础上增加NoSQL数据库和搜索引擎,实现数据的读写分离。(2)提出了基于请求任务分类的动态负载均衡算法。首先,对比分析了常用的负载均衡算法,并在此基础上增加了对服务器集群中各节点的剩余服务能力的动态分析,同时将所有请求划分为CPU密集型任务和IO密集型任务两类,提出了最小连接数算法的改进算法,即基于请求任务分类的动态负载均衡算法。并通过对Nginx源码的二次开发,实现了该算法。本课题的研究成果可以显著提高网站的并发量,并在高并发环境下显著降低系统的响应时间。同时,本课题提出的基于请求任务分类的动态负载均衡算法在大量CPU密集型任务请求和IO密集型任务请求同时大量访问网站的情况下,可以更均衡的分发请求。
【关键词】：教育信息化 负载均衡 Nginx 网站架构 集群
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.092
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 项目背景8-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 研究内容及意义11-12
• 1.4 本文的组织结构12-14
• 第2章 相关技术背景与应用背景14-26
• 2.1 技术背景14-18
• 2.1.1 Web服务器集群14
• 2.1.2 Varnish反向代理缓存技术14-16
• 2.1.3 负载均衡技术16
• 2.1.4 Session保持技术16-17
• 2.1.5 Elastic Search搜索服务器17-18
• 2.1.6 Mongodb数据库18
• 2.2 应用背景18-25
• 2.2.1 备课系统概述18-23
• 2.2.2 备课系统现有架构分析23-25
• 2.2.3 备课系统存在的问题25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 多层次网络体系架构优化方案26-50
• 3.1 多层次网络体系架构优化方案26-37
• 3.1.1 网站架构优化总体方案26-27
• 3.1.2 反向代理缓存层的优化方案27-30
• 3.1.3 负载均衡层的优化方案30-32
• 3.1.4 Session保持技术方案32-33
• 3.1.5 数据层的优化方案33-37
• 3.2 基于请求任务分类的动态负载均衡算法37-48
• 3.2.1 常用负载均衡算法37-42
• 3.2.2 最小连接数算法原理42-43
• 3.2.3 基于请求任务分类的动态负载均衡算法原理43-45
• 3.2.4 基于请求任务分类的动态负载均衡算法伪码描述45-48
• 3.3 本章小结48-50
• 第4章 负载均衡改进算法的实现及性能分析50-60
• 4.1 Nginx架构简介50-52
• 4.2 Nginx最小连接数算法的实现解析52
• 4.3 关键数据结构介绍52-53
• 4.4 基于请求任务分类的动态负载均衡算法的实现53-54
• 4.5 基于请求任务分类的动态负载均衡算法测试及结果分析54-59
• 4.5.1 实验数据概述54-56
• 4.5.2 测试软件与实验环境56-57
• 4.5.3 实验过程57-58
• 4.5.4 实验结果58-59
• 4.5.5 实验结果分析59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 系统性能测试与结果分析60-64
• 5.1 实验软件和实验数据60
• 5.2 实验环境60-61
• 5.3 实验过程61-62
• 5.4 实验结果分析62
• 5.5 本章小结62-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间所获得的学术成果70-72
• 致谢72

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本文编号：698602