網絡教學平臺中C/S與P2P的混合架構模式的應用

張競艷

摘 要 本文從E-Learning網絡教學平臺的實際研究與應用出發，根據教學平臺中不同模塊數據存儲與傳輸要求的不同，提出了C/S與P2P的混合架構模式，并其進行了詳細剖析與探討。

【關鍵詞】網絡教學平臺 C/S P2P 混合架構

目前，如何利用現有的網絡資源提高網絡教學系統的實效性已經成為廣大網絡教學平臺開發者的第一要務。大多數成熟的網絡教學平臺均整合了多種教學資源與教學、學習模式，其內容形式的多樣化必然對平臺的體系結構架設提出了更高更苛刻的要求。

1 前言

類似E-Learning的網絡教學平臺將數字化的教學內容與各種網絡資源相結合，強調學習者的自主的電子化學習模式。成熟的網絡教學平臺本身集成了豐富的教學資源，具備良好的交流環境，擁有良好的信息反饋途徑，能有效地為學生提供豐富多彩的個性化資源，實現高效能地交互式學習，有利于學生自主學習能力的培養，以及學生的終身學習習慣的養成。這就要求網絡教學平臺的設計不僅要考慮到多樣且龐大的數據存儲問題更要考慮到數據交互的有效性與實時性問題，要求系統平臺擁有良好的開放性和可擴充性，具備便捷的與其他信息管理系統的接口。結合目前主流的網絡架構模式，在系統設計時采用了客戶機/服務器與P2P相結合的混合架構體系 。

2 客戶機/服務器模式與P2P模式的分析與比較

隨著新一代IPV6網絡的興起與發展，以及P2P模式的廣泛應用。原有的基于IPv4網絡的傳統客戶機/服務器模式的教學平臺，在流媒體教學的交互性、數據的存儲和傳輸的高效性、安全性、以及服務質量的設計與要求方面都比較欠缺，已經嚴重影響了遠程教育的應用和發展，急需開發出基于新一代網絡標準的流媒體數據與基于這種數據格式的傳輸體系。客戶機/服務器與P2P的混合架構模式為我們提供了一定的技術支持，使得基于新一代 IPV6協議的高效視頻教學系統的開發成為現實。

傳統的網絡教學平臺的總體架構多數采用客戶機/服務器的單一模式，數據存儲技術也相對落后，使用較為持久化單一的數據存儲陣列。而如今的多媒體教學資源豐富，數據量較大，在客戶機/服務器結構中如果大量客戶在同一時刻對服務器進行井噴式訪問，將大大增加服務器端的負載，不僅會使得整個系統效率降甚至會有崩潰的危險。降低服務器的負荷以保證實時教學數據的高質量傳輸以刻不容緩。P2P結構的應用為我們打開了一扇明亮的窗戶，它在打破了服務器資源瓶頸的同時也很好的解決了單點失效問題。然而P2P模式自身也并非完美不可及，它也有一定的缺陷，比如：P2P網絡本身的穩定問題；數據同步實現技術過于復雜的問題；P2P網絡根據自己的AOI工區域對消息進行過濾的低效問題等等。

通過上述對客戶機/服務器模式與P2P模式的分析與比較，考慮E-Learning平臺系統的應用性和實效性，在進行系統的開發時我們將兩種架構模式相結合，這樣不僅使得單組服務器的負載大大降低，也大大提高了交互式教學的實時性與視頻播放的流暢度，使得網絡資源的利用率大大提高。整個系統的平臺布局情況如圖1所示。

在這個平臺架構中客戶端為最上層，它是面向用戶的接口，通過此界面可以指導和實現操作人員對數據的輸入和輸出。通信平臺（網關服務器）是系統的中間層，立足于客戶角度，它提供的服務是一個基于IP地址的單一系統映像（SSI），這個地址就是整個對外服務器體系的公用地址。中間層尤為重要，它需要完成節點請求向具體服務器的轉發操作，需要完成對終端用戶的管理、完成系統工作狀態的保持、日志的記錄等工作，用戶可以借助中間層將整個服務體系視為獨立的具有合法IP地址的主機系統。提供實際服務的服務器群位于系統平臺的最內層。它必須能夠對所有的功能性請求進行處理，來自客戶端的服務請求經過通信平臺的分析與處理后進而轉發至各具體的服務器進行響應。在此我們分別設計了WEB服務器、流媒體服務器與數據庫服務器進行處理，這樣的服務器集群不僅負載低且較為經濟實用。

采用客戶機/服務器與P2P的混合架構模式的教學平臺中，實時教學時我們可以將一個服務器端設計為教師與多名學生的互聯平臺，此時的教師端和學生端均作為客戶機處理，形成了客戶機/服務器的系統模式；當眾多終端用戶同時對大容量媒體數據進行播放與下載時我們使用P2P模式進行流媒體傳輸。混合模式體系架構中的服務器端和客戶端設計如圖2與圖3所示。

3 小結

通過設計簡圖可以看出在服務器與客戶端均采用了客戶端/服務器模式，與此同時進行實時流媒體數據訪問時系統將進行P2P系統的傳輸模式。在實際應用中有時可以根據地域的差別將一個P2P系統進行拆分使之成為多個小型的P2P網絡。

通過這樣的混合架構模式大大減少了服務器的負擔，客戶端之間也實現了數據緩存的共享，解除了系統的瓶頸。使得網絡教學平臺的建設更加有效合理。

參考文獻

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作者單位

衡水職業技術學院計算機系 河北省衡水市 053000