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

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）