PC集群技术的研究及在作业评判系统中的应用

论文摘要

计算机程序设计是IT专业学生的基础课程和已经就业的IT人员的基本技能。程序设计语言的学习与其他科目的学习有很大的差异，除了要掌握基本概念和理论知识外，还要进行大量的实践训练。利用现在的无处不在的网络资源，开发一个不受时间、地点限制的作业评判系统，有效验证程序的正确性、高效性和健壮性，以帮助更好地进行程序设计的学习，有着重大的现实意义。此外，作业评判系统的应用也可以减轻教师的批阅程序的负担，并能通过学生提交程序的情况，及时给予指导，从而提高教学效果。本论文的主要工作：1．在研究国内外在线评判系统的基础上，选择了客户机／服务器（B／S）开发模式和Linux+Apache+PHP+MySQL+C开发平台，设计了作业评判系统的总体功能，实现了系统的各个功能模块。2．深入研究分析了集群技术的应用策略，提出了采用LVS PC集群技术和LVS系统架构的作业评判系统模型，实验表明系统具有良好的负载均衡能力，有高的性价比。3．分析了现有网络攻击方法的原理和技术，针对系统平台和评判系统的特点，提出了消除安全隐患的解决方案，系统具有好的安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图索引
• 表索引
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题的研究背景及意义
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 国内外判题系统的现状及发展
• 1.3.2 国内外集群技术的现状
• 1.4 本论文的创新点
• 1.5 本文的章节安排
• 第二章 集群系统
• 2.1 集群系统概述
• 2.1.1 集群系统概念
• 2.1.2 集群系统分类
• 2.1.2.1 高性能集群（High Performance,HP）
• 2.1.2.2 负载均衡（Load Balance）集群
• 2.1.2.3 高可用性群集（High Availabity,HA）
• 2.2 Web服务器集群系统
• 2.3 负载均衡策略
• 2.3.1 负载均衡概念
• 2.3.2 基于RR-DNS的负载均衡
• 2.3.3 基于客户端的解决办法
• 2.3.4 基于前端调度器的负载均衡
• 2.3.4.1 NAT报文转发技术
• 2.3.4.2 IP隧道报文转发技术
• 2.3.4.3 直接路由（DR）报文转发技术
• 2.3.4.4 IP报文转发技术比较分析
• 2.3.5 基于内容转发技术
• 2.3.5.1 协议内部支持
• 2.3.5.2 反向代理技术
• 2.3.5.3 TCP粘合
• 2.3.5.4 TCP迁移
• 2.3.6 基于后端服务器的负载均衡
• 2.3.7 不同负载均衡策略的比较分析
• 2.4 小结
• 第三章 作业评判系统的设计和实现
• 3.1 开发作业评判系统的目的
• 3.2 作业评判系统需求分析
• 3.3 系统总体设计
• 3.3.1 系统的功能设计
• 3.3.2 系统数据库结构设计
• 3.4 系统模式选择
• 3.5 系统开发平台的搭建
• 3.5.1 硬件平台的选择
• 3.5.2 软件平台的选择
• 3.5.2.1 操作系统的选择
• 3.5.2.2 数据库管理系统选择
• 3.5.2.3 应用服务器的选择
• 3.5.2.4 评判器的开发工具
• 3.5.3 Linux+Apache+PHP+MySQL平台的搭建
• 3.5.3.1 Apache2的安装
• 3.5.3.2 PHP 5的安装
• 3.5.3.3 MySQL5的安装
• 3.6 系统功能的实现
• 3.6.1 登陆模块的实现
• 3.6.2 学生模块的实现
• 3.6.2.1 作业题目查询
• 3.6.2.2 源程序提交
• 3.6.2.3 已提交源程序评判状态查询
• 3.6.3 管理模块的实现
• 3.6.3.1 管理模块的安全验证机制
• 3.6.3.2 程序作业题库的管理
• 3.6.3.3 用户管理
• 3.6.4 源程序评判器的实现
• 3.6.4.1 C语言编程流程和常见错误
• 3.6.4.2 源程序评判流程
• 3.6.4.3 评判器的实现
• 3.7 小结
• 第四章 基于LVS的PC集群系统在作业评判系统中的应用
• 4.1 LVS集群系统
• 4.1.1 LVS集群的体系结构
• 4.1.2 LVS集群的技术实现
• 4.1.2.1 负载调度器的负载调度实现
• 4.1.2.2 LVS集群可伸缩性的实现
• 4.1.2.3 LVS集群共享存储的实现
• 4.2 基于LVS PC集群的作业评判系统的实现
• 4.2.1 基于LVS集群的作业评判系统的系统构架
• 4.2.2 负载分配器的实现
• 4.2.3 数据内容的共享实现
• 4.2.3.1 NIS用户身份认证
• 4.2.3.2 NFS共享存储的实现
• 4.2.3.3 数据库共享存储的实现
• 4.2.4 后台服务器的实现
• 4.2.5 系统服务可伸缩的实现方法
• 4.2.5.1 分配器端的可伸缩性实现
• 4.2.5.2 实际服务器端的可伸缩性实现
• 4.3 小结
• 第五章 系统安全分析
• 5.1 典型web攻击技术
• 5.2 web服务平台的安全方案
• 5.3 web服务系统平台的安全实现
• 5.3.1 Linux操作系统安全防范措施
• 5.3.2 Web服务器安全防范措施
• 5.3.2.1 Apache服务器的安全配置
• 5.3.2.2 PHP程序的的安全策略
• 5.3.2.3 web服务信息安全机制
• 5.3.3 MySQL数据库的安全措施
• 5.4 评判系统的安全隐患和策略
• 5.4.1 include攻击的防范
• 5.4.2 防止非法文件的访问
• 5.4.3 防止过多的资源占用
• 5.4.4 防止评判器的DoS攻击
• 5.5 小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录