千万级学生管理系统考试试卷存储方案
一.存储性能估算
【考试】
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
二. 存储系统选择
![](https://static001.geekbang.org/infoq/07/076c67ecfa324681db27528cd91e10f0.png)
根据存储性能估算结果,存储系统选择过程如下:
单机能够存储所有数据--->单机能够支撑写性能--->单机能够支撑读性能--->需要自动切换
故选择 Redis sentinel 作为存储方案
三.存储方案设计
1.试卷存储方案设计
数据结构采用 String
Key:学校 ID +试卷 ID
Value:试卷内容
2.答卷
数据结构采用 String
Key:学校 ID +试卷 ID+ 学生 ID
Value:答卷内容
3.读写流程
(1)老师提交试卷,试卷内容保存到 Redis
(2)学生登录考试系统获取试卷内容并开始进行答题
(3)答题交卷
4.服务器数量和性能
Redis 单机性能越在 10 万 QPS 左右,考虑高可用至少采用 3 台服务器(数据节点和哨兵节点混合部署)
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