1. 性能估算

假设每门学科每年 2 次考试，每个学生平均一学期 20 门课，考试采取机考的方式，每门考试的答案 20 判断题、20 选择题、4 道大题（答案 200 字以内），考试结果永久保存，在校学生能够看到自己曾经的考试结果，

则考试结果记录的存储量为：

• 在校学生：1000 万* 20（课）* 2（考试次数） * 1000（答案）* 2（学期） * 3（只有前三年考试）= 2.4T。

• 离校学生：每年 250 万，存储量为 0.6T。

假设学校的考试都安排在某一个月内，考试的时候请求试卷，提交答案，中间答题过程浏览器本地完成，由于考试集中在上午 4 小时和下午 4 小时，

且请求试卷集中在考试开始的前 1 分钟，提交答案集中在考试结束前的 30 分钟，因此估算如下：

• 请求试卷：1000 万* 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 1 分钟= 250 万请求/分钟≈ 5 万/每秒。

• 提交试卷： 1000 万* 20（课）/ 20(周末不考试） / 4（每天 4 堂考试）/ 30 分钟= 1700/每秒。

存储性能需求汇总

在校学生考试结果存储：2.4T

离校学生考试结果存储：每年增长 0.6T

试卷请求 QPS：5w/s

提交试卷 TPS：1700/s

试卷存储一年：10M

单张试卷：10k

2. 选择存储系统

存储架构分析，按场景

l  请求考试试卷

单机能否存所有的试卷？->Yes

单机能否支撑写性能?-> Yes

单机能否支撑读性能?->No

是否需要自动切换？-> 主从切换

l  学生考试结果保存

单机能否存所有的试卷？->Yes

单机能否支撑写性能? （1700 TPS， 2.4T ）-> No

是否需要分区-> 分区架构

l  老师批卷结果保存

单机能否存所有的试卷？->Yes

单机能否支撑写性能? -> Yes

单机能否支撑读性能? -> Yes

是否需要自动切换？-> 主备切换

l  在校学生试卷查询

单机能否存所有的数据？-> No

是否需要分区? ->分区架构

l  综合各场景考虑：

分区架构

3. 设计存储方案

l  考试试卷存储

数据结构设计：

存储类型：Redis Sentinel

数据类型：string 类型就可以满足需求，且 key-value 都没有超过 redis 使用的建议值。

Key：学校 ID:课程 ID:考试 ID

Value：试卷格式为 Json，转为 String 进行存储

读写分析：

老师编写完试卷之后，以学校 ID:课程 ID:考试 ID 为 key 写入到 redis 中。

学生开始考试后，根据相应的考试科目，系统读取对应 key 的 value。

l  考试批改结果存储

存储类型：HBase

数据结构：

·       key: 学校 ID+学号 ID+考试 ID

·       Column Family: test

·       Column：result，score，其中 result 是 JSON 格式

l  学生成绩存储

数据结构设计：

· 存储类型：mySQL （分区）

· Table：total_score

· key: 学校 ID+学号 ID+考试 ID

· Other Column：score

4. redis sentinel 集群服务器数量和性能

试卷读取 5w/s，一般 redis kv 能都达到 5w-10w，带宽也在单机范围内，考虑到高可用，使用 redis sentinel。

根据上面推算的数据，最终机器为 redis 主一台，redis 从一台，sentinel 三台。