架构实战营模块 4 作业

一、作业要求

设计千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

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。

二、性能估算

试卷请求：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。

以上得出，试卷的存储为低写入、高读取。

三、数据结构设计

使用 Redis 的 String 类型存储

Key：学校 ID + 课程 ID + 考试 ID

Value：试卷内容，Json 格式

四、读写分析

• 写流程：老师编写试卷，按照对应的 Key 写入 Redis

• 读流程：学生考试时按照学校 ID + 课程 ID + 考试 ID 读取试卷内容

五、Redis sentinel 集群设计

性能需求预估数据：

• 在校学生数据存储：2.4T

• 离校学生数据存储：每年增长 0.6T

• 请求试卷 QPS：5 万/每秒

• 提交试卷 TPS：1700/每秒。

基于 Redis 单机 TPS 5-10 万，设计为：

• 三个 sentinel 节点，组成高可用集群，自动切换

• redis 主从复制架构，一主二从

预估带宽，假定试卷按照 10kb，5w/s 的传输，～500M