linux集群系统在远程教育中的应用
摘 要：摘要：现今linux集群系统在社会各个行业得到广泛的应用，但是在远程教育系统中的应用还比较少，本文主要研究的是利用基于linux 的集群系统构建远程教学平台，促进linux集群系统在中国远程教育中的应用。首先分析了远程教学平台的现状，然后提出了对基于集群系统的改进方案。
关键词：关键词：远程教育；linux集群系统；高可用性；负载均衡
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：
1. Linux集群系统简介：
随着社会的发展，互联网用户数和网络流量急速增长，对网络服务器的可扩展性和可用性提出了更高要求。传统的单服务器模式已经不能处理不断增长的负载。通过高性能网络或局域网互联的服务器集群正成为实现高可扩展的、高可用网络服务的有效结构。
Linux集群系统之所以具有很强的竞争力，主要原因在于它可以运行在极为普及的PC机上，无需购买昂贵的专用硬件设备。只要在几台运行Linux的PC机上加入相应的集群软件，就可以组成高可扩展性、高可靠性、负载均衡的Linux集群系统。Linux集群技术最大化利用PC机和网络的优势，提高性能，是一种大有前途的技术。
2. Linux集群系统分类：
集群技术主要分为三类：高可用性集群，例如： Heartbeat、Kimberlite 、Turbolinux TurboHA等；负载均衡集群，例如：LVS、Turbolinux Cluster Server；超级计算集群，例如：Beowulf。
高可用性集群一般运行于两个或多个节点上，使系统出现某些故障的情况下，仍能继续对外提供服务。这样可以最大限度地减少服务中断时间，用户使用时永远都不会停机。负载均衡集群，主要是提供和节点个数成正比的负载能力，在多节点之间分发网络或计算处理负载，这种集群很适合提供大访问量的Web服务。超级计算集群，目的是运行那些对时间敏感的并行程序，有了超级计算集群软件，企业利用若干台PC机就可以完成通常只有超级计算机才能完成的计算任务。
3. 远程教学平台现状分析：
在远程教育中，教学平台是一个非常重要的组成部分，根据教育部的有关规定，要求在每个远程教育办学点的本科学生每周远程学习时间不少于2个小时。而且学生的学习时间大都集中在晚上7点到10点之间，如此大且集中的的访问量对服务器的要求非常高。对于学生来说，教学平台的响应速度过慢会严重影响学生学习的积极性，其是否可靠会直接影响教学平台的稳定，教学平台是否容易扩展会影响学校对教学平台的投入。目前大部分远程教学平台都是采用一台服务器来运行，这对服务器的要求非常高，而且容易产生单点失效同时服务器的扩展性也很差。
目前远程教学平台架构如图 1：是利用单台服务器来搭建的，把平台软件、数据库软件和存储系统都放在在一个服务器系统中。
图 1 教学平台框架图
这种教学平台的构建方式有很多缺点，如：单点失效、连接并发数小、扩展性升级性差、系统响应速度慢等。
4. 采用集群系统构建远程教学平台：
为了改善现有的远程教学平台以满足其要求，我们引入了Linux集群技术。首先我们要选择合适的集群，由于高可用性集群适用于提供动态数据的服务，如数据库服务；而负载均衡集群适用于提供静态数据的服务，如HTTP服务。在远程教学平台中，既有HTTP服务又有数据库服务，我们不妨把两种集群技术结合使用，这样可以同时获得高可用性集群和负载均衡集群的效益。
我们设计的基于Linux集群的远程教学平台的架构如图 2 所示。可以看出其前端服务器作用是通过核心交换机调度客户请求，根据情况分析由哪一台真实服务器响应，此时被选中的这台真实服务器才是真正响应客户提出请求的服务器，这里我们采用的是负载均衡集群；数据库服务器采用高可用性集群，为真实服务器提供数据库服务；光纤存储服务器是为真实服务器提供了数据存储的空间。
图 2 基于集群系统的教学平台框架图
采用集群方式搭建的教学平台，优势很明显，如：避免单点失效、扩展性强、利用率高、连接并发数多、响应速度快等。
5. 总结：
在远程教育中，教学平台是一个非常重要的组成部分，针对远程教学平台对高可用性、高响应性、高可利用率、高并发性的要求。利用高可用性和负载均衡集群组合应用，组成一个高可用、高扩展性、高可靠性于一体的计算机集群系统。同时因为我们采用的Linux集群软件是免费的，这也节省了大量购买专有集群软件的费用，因此此集群系统在满足要求的同时也可以为教育行业节省大量的教育经费。
参考文献：
[1] 胡光,集群系统的动态负载平衡方法研究 ,计算机与现代化,2004 年第 3
期,10-11
[2] 应吉康,赵书钦.Linux 集群技术.微型电脑应用.2001
[3] Alex Vrenios. Linux 集群体系结构.马朝晖等译.北京:机械工业出版社.2003.1
[4]王更生,熊松.基于 Linux 的服务器集群负载均衡系统的研究[J].软件导刊,2008,6.
[5] Rajkumar Buyya,高性能集群计算:结构与系统(第一卷).郑纬民,石威,汪东升等译.
北京:电子工业出版社.2001.12
基金项目：安徽省“示范实验实训中心”—软件学院实验实训中心（NO.20101233）