模块四作业 - 考试试卷存储方案

要求

基于模块 4 第 6 课的估算结果和 Redis sentinel 的初步方案设计，完善考试试卷存储方案，具体包括：

• 完善 Redis 的数据结构设计，明确具体使用哪种 Redis 数据结构。

• 设计具体的读写流程（可以文字描述也可以序列图描述，序列图要有文字辅助说明）。

• 对照模块 4 第 6 课的性能估算结果，计算 Redis sentinel 集群的服务器数量和性能。

数据结构设计

• 采用 String 类型

• key：课程 id+考试 id

• value：用 json 保存试卷内容

读写流程

1. 教师-录入试卷：选择课程和考试，录入试卷

2. 学生-考试读取试卷：选择课程，系统根据考试时间自动匹配当前考试 id，读取试卷

Redis sentinel 集群的服务器数量和性能

学生总量约 1000 万，假设每门学科每年 2 次考试，每个学生平均一学期 20 门课，一个课程同意学期有 200 个学生，同一个学校，一个课程通常使用同一个试卷，因此，试卷数量=课程数量；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）;假设教师在考试前一个周内提交试卷，提交时间集中在工作日工作时间的 8 小时；假设每份试卷 20k；

1.试卷数量=课程数量=1000w*20*2/200=200w

2.每年试卷存储量：200w*20k=40G

3.写-教师录入试卷：50w/(5*8*3600)=3/s，可以忽略不计

4.读-学生考试读取试卷：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/s

单台 redis 性能为 5w-10w（QPS），单台 64G 存储即可，需要在故障时自动切换，采用一主一备，另外需要两个 sentinel 进行监控和自动切换

因此，需要 4 台 64G Redis sentinel 集群服务器。