架构实战营模块 4 作业

设计千万级学生管理系统的考试试卷存储方案

【作业要求】

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：

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

2）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）

2）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

1、性能与存储估算

用户行为建模：

由老师上传考试试卷

学生读取考试试卷

用户量预估：

学生数量为 1000W

性能估算：

上传试卷：5（以五倍峰值估算）*1000 万/ 200（大课与小课平均，200 人考相同试卷）/20(周末不上班）/8（每天小时）/3600≈ 0.5/每秒

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

存储估算：

需存储空间：1000w/200(平均 200 人考相同试卷) * 20(课)   *2（次考试）*2（2 学期）*20K（试卷大小）*3(前三年有考试）=240G

2、数据结构设计

key：学校 ID +课程 ID+学期(202001)

value: 使用 String 字符串类型

3、读写流程

写：老师选择学校、课程、学期，生成 key，将试卷内容序列化成成 json 格式，整体提交给 Redis 服务器

读: 通过学校 ID+课程 ID+学期，读取整个考试试卷内容

4、存储架构选择

本系统存储架构采用 Redis Sentinel，如下图：

采用 1 主 2 从 3 哨兵（部署在主从服务器上）的部署方式，共计需要 3 台服务器，redis 集群单机内存 为 256G