网络教学平台中C/S与P2P的混合架构模式的应用

张竞艳

摘 要 本文从E-Learning网络教学平台的实际研究与应用出发，根据教学平台中不同模块数据存储与传输要求的不同，提出了C/S与P2P的混合架构模式，并其进行了详细剖析与探讨。

【关键词】网络教学平台 C/S P2P 混合架构

目前，如何利用现有的网络资源提高网络教学系统的实效性已经成为广大网络教学平台开发者的第一要务。大多数成熟的网络教学平台均整合了多种教学资源与教学、学习模式，其内容形式的多样化必然对平台的体系结构架设提出了更高更苛刻的要求。

1 前言

类似E-Learning的网络教学平台将数字化的教学内容与各种网络资源相结合，强调学习者的自主的电子化学习模式。成熟的网络教学平台本身集成了丰富的教学资源，具备良好的交流环境，拥有良好的信息反馈途径，能有效地为学生提供丰富多彩的个性化资源，实现高效能地交互式学习，有利于学生自主学习能力的培养，以及学生的终身学习习惯的养成。这就要求网络教学平台的设计不仅要考虑到多样且庞大的数据存储问题更要考虑到数据交互的有效性与实时性问题，要求系统平台拥有良好的开放性和可扩充性，具备便捷的与其他信息管理系统的接口。结合目前主流的网络架构模式，在系统设计时采用了客户机/服务器与P2P相结合的混合架构体系 。

2 客户机/服务器模式与P2P模式的分析与比较

随着新一代IPV6网络的兴起与发展，以及P2P模式的广泛应用。原有的基于IPv4网络的传统客户机/服务器模式的教学平台，在流媒体教学的交互性、数据的存储和传输的高效性、安全性、以及服务质量的设计与要求方面都比较欠缺，已经严重影响了远程教育的应用和发展，急需开发出基于新一代网络标准的流媒体数据与基于这种数据格式的传输体系。客户机/服务器与P2P的混合架构模式为我们提供了一定的技术支持，使得基于新一代 IPV6协议的高效视频教学系统的开发成为现实。

传统的网络教学平台的总体架构多数采用客户机/服务器的单一模式，数据存储技术也相对落后，使用较为持久化单一的数据存储阵列。而如今的多媒体教学资源丰富，数据量较大，在客户机/服务器结构中如果大量客户在同一时刻对服务器进行井喷式访问，将大大增加服务器端的负载，不仅会使得整个系统效率降甚至会有崩溃的危险。降低服务器的负荷以保证实时教学数据的高质量传输以刻不容缓。P2P结构的应用为我们打开了一扇明亮的窗户，它在打破了服务器资源瓶颈的同时也很好的解决了单点失效问题。然而P2P模式自身也并非完美不可及，它也有一定的缺陷，比如：P2P网络本身的稳定问题；数据同步实现技术过于复杂的问题；P2P网络根据自己的AOI工区域对消息进行过滤的低效问题等等。

通过上述对客户机/服务器模式与P2P模式的分析与比较，考虑E-Learning平台系统的应用性和实效性，在进行系统的开发时我们将两种架构模式相结合，这样不仅使得单组服务器的负载大大降低，也大大提高了交互式教学的实时性与视频播放的流畅度，使得网络资源的利用率大大提高。整个系统的平台布局情况如图1所示。

在这个平台架构中客户端为最上层，它是面向用户的接口，通过此界面可以指导和实现操作人员对数据的输入和输出。通信平台（网关服务器）是系统的中间层，立足于客户角度，它提供的服务是一个基于IP地址的单一系统映像（SSI），这个地址就是整个对外服务器体系的公用地址。中间层尤为重要，它需要完成节点请求向具体服务器的转发操作，需要完成对终端用户的管理、完成系统工作状态的保持、日志的记录等工作，用户可以借助中间层将整个服务体系视为独立的具有合法IP地址的主机系统。提供实际服务的服务器群位于系统平台的最内层。它必须能够对所有的功能性请求进行处理，来自客户端的服务请求经过通信平台的分析与处理后进而转发至各具体的服务器进行响应。在此我们分别设计了WEB服务器、流媒体服务器与数据库服务器进行处理，这样的服务器集群不仅负载低且较为经济实用。

采用客户机/服务器与P2P的混合架构模式的教学平台中，实时教学时我们可以将一个服务器端设计为教师与多名学生的互联平台，此时的教师端和学生端均作为客户机处理，形成了客户机/服务器的系统模式；当众多终端用户同时对大容量媒体数据进行播放与下载时我们使用P2P模式进行流媒体传输。混合模式体系架构中的服务器端和客户端设计如图2与图3所示。

3 小结

通过设计简图可以看出在服务器与客户端均采用了客户端/服务器模式，与此同时进行实时流媒体数据访问时系统将进行P2P系统的传输模式。在实际应用中有时可以根据地域的差别将一个P2P系统进行拆分使之成为多个小型的P2P网络。

通过这样的混合架构模式大大减少了服务器的负担，客户端之间也实现了数据缓存的共享，解除了系统的瓶颈。使得网络教学平台的建设更加有效合理。

参考文献

[1]齐俊杰.流媒体技术入门与提高（第2版）[M].北京：国防工业出版社，2009（08）：223-228.

[2]邢小良.P2P技术及其应用[M].北京：人民邮电出版社，2008（02）：52-54.

[3]卢官明.移动流媒体技术[M].北京：电子工业出版社，2011（06）：304-308.

作者单位

衡水职业技术学院计算机系 河北省衡水市 053000