随着校园网硬件环境的不断完善，人们将需求的目标转向网络应用环境和信息化资源建设。如何构建面向普通本科教学的网络教学平台，以确保系统在运行过程中的稳定性和高品质服务，尤其是大规模并发访问必燃导致网络中各个核心部分业务量的上升，访问量和数据流量的增长，相应的处理能力和计算强度也迅速增大，从而引起核心网络设备过载，网络瓶颈和网络拥塞等问题。

在这种情况下，单纯追求高性能硬件来解决问题，无疑会造成高额的成本投入；况且，性能再优秀的设备也无法应对当前快速增长的业务量的需求。因此，研究负载均衡技术在网络教学环境中的实际应用，成为解决网络教学“供求关系”的重要手段。

网络教学平台

三峡大学网络教学平台作为学校数字化校园的一个重要内容，其研究与开发始于2003年。在经过多次需求分析和方案论证后，先后投资130万元人民币构建系统的软、硬件环境，目前系统已经成功地应用于学校的本科和研究生教学。作为课堂教学互补的第二教学环境，网络教学平台是一个功能完整、技术先进、高效稳定、安全可靠的基于Internet/Intranet的教学和教务管理信息系统，为各类人员提供实时（或非实时）双向交互的多媒体网络教学环境、自主学习的网络开放环境和高效便捷的网络管理系统。该系统作为网络教学系统门户网站，集教务管理自动化和教学过程信息化为一体，为各类人员提供登录系统的统一入口。

网络教学平台是师生实施教学活动的数字化虚拟环境。教师在其上可以方便地设计课程、准备课程，制作教学课件和指导、辅导学生学习，检查学生的学习情况并及时对学生的学习进行科学的、非量化的评价；学生在平台上能方便地获得各种所需的学习资源以及网络上沉积的各种课程学习相关资料，并与授课教师进行实时或非实时双向交互；而管理人员则是通过网络教学平台来组织全校师生有效地开展教学活动，并随时对授课教师、选课学生等教学活动进行了解和评价。平台的主要功能是网上实时交互式教学功能、课件实时制作功能、网上课程点播功能、网上协作学习功能、教学评价和数据统计功能等。

系统基于B/S的三层结构构建，符合J2EE标准。支撑环境软件系统采用JSP作为应用在Web端的动态语言。服务器选用主流Linux架构系列服务器，操作系统为Linux 13.0 ，核心数据库采用Oracle 9i，中间件选用Resin。系统设计用户规模为三万师生。

为什么要研究负载均衡技术

负载均衡（Load Balancing）是基于现有网络结构，以扩展原有网络设备和服务器的带宽、增加网络吞吐量、加强数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性为目的，解决网络供应量和业务需求量之间矛盾的一种廉价、有效、透明的方法。通常，采用负载均衡有两个目的，一是将大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，以减少用户等待响应的时间；二是将单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，然后返回给用户，使系统处理能力得到大幅度提高。

在网络教学系统中研究负载均衡技术的原因是我校具有千兆主干的良好网络环境，网络教学平台是为大规模用户群体构建的，提供在线或非在线两种方式下的HTTP、FTP、RTSP、MMS、PNA等多种网络应用，具有对系统的实时性、稳定性以及数据的一致性、完整性要求高，且集多种服务于一体的应用特点。因此，要构建一个高效稳定的网络教学环境，就要考虑如何进行系统硬件构建和软件系统设计，来规避可能产生的网络瓶颈、网络拥塞甚至应用服务崩溃的风险。

如何应用服务器集群技术来分担业务量，系统能够根据用户请求服务的种类将数据量分担到相应的专职服务器上，以避免大量数据拥塞一台或几台功能相近、服务一致的服务器所导致的网络数据流量瓶颈问题，从而提高系统的实时性和稳定性。

针对大量用户并发访问Web服务器的情况，如何在Web服务器集群内应用一定的软件机制来实现负载均衡，以保证为用户提供更好的访问质量，并提高Web服务器响应速度。最终达到构建一个完整统一、技术先进、高效稳定、安全可靠的管理信息系统之目的。

实现方法

根据上述对网络教学平台的应用特点和服务类型分析，我们采用了硬件和软件结合的方式来进行系统负载均衡。即在系统硬件架构上选择服务器集群技术，同时采取软件负载均衡解决方案。

服务器集群技术（Server Cluster）是指通过分析客户访问的服务类型，将现有服务器划分为若干组，让同一组内的多个服务器处理某一类型或相近类型的服务请求。从而使大量的并发访问能够按照所属类型分担到相应的服务器或服务器群上处理的技术方法。

软件负载均衡解决方案是指在一台或多台服务器的操作系统上，安装一个或多个附加软件来实现负载均衡。它是基于特定环境，具有配置简单，使用灵活，成本低廉的特点，可以满足一般的负载均衡需求。

服务器集群的实现

基于对网络用户请求服务类型和平台系统功能的综合分析，我们在进行系统硬件规划设计时，将网络教学平台中的服务器划分为前端服务器集群、中间服务器集群和后端集中存储三大组成部分。其中前端服务器集群包含多个Web服务器，中间服务器集群由数据库服务器、流媒体服务器、语音服务器和数据备份服务器等组成。

Web服务器集群作为网络教学系统对外服务的统一门户，用户通过浏览器与Web服务器集群产生服务请求关系。Web服务器集群中的对应服务器上，由各个服务器分别做出响应。在中间服务器集群中，数据库服务器用于存放各种动态信息、课件资源和用户数据；流媒体服务器主要提供基于流媒体的课件点播和视频服务，语音服务器提供实时在线的语音交互服务。而所有的中间服务器集群又分别拥有各自的网络存储。