疫情防控期間高校在線教學(xué)直播平臺(tái)建設(shè)研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-24 19:15
針對(duì)新冠肺炎疫情期間高校對(duì)在線教學(xué)直播的需求,為了給師生提供高質(zhì)量的在線教學(xué)平臺(tái),西安交通大學(xué)依托現(xiàn)有智慧教室以及校園網(wǎng)優(yōu)勢(shì),探索研究建立了一套在線教學(xué)直播平臺(tái)。平臺(tái)按照模塊劃分為視頻流采集存儲(chǔ)、視頻流分發(fā)以及視頻流直播模塊。視頻流采集存儲(chǔ)模塊中通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)RTSP協(xié)議采集教室3路視頻流并通過(guò)存儲(chǔ)算法將視頻存儲(chǔ)到高性能HDFS分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中,視頻流分發(fā)模塊使用視頻流故障檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)專線保障視頻流不間斷分發(fā)到云直播平臺(tái),視頻流直播模塊將RTMP流轉(zhuǎn)換為HLS使用自主設(shè)計(jì)的直播平臺(tái)觀看播放保障直播的效果、安全性以及用戶使用的便捷性。教學(xué)直播平臺(tái)自學(xué)校開(kāi)展線上教學(xué)開(kāi)始穩(wěn)定運(yùn)行,目前可以保障學(xué)校100余門課程的在線教學(xué)。
【文章來(lái)源】：中國(guó)教育信息化. 2020年19期
【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)
【部分圖文】：
在線教學(xué)直播平臺(tái)總體架構(gòu)模塊劃分圖
視頻流采集服務(wù)器使用了開(kāi)源的FFmepg軟件，F(xiàn)Fmpeg[6-7]是一個(gè)開(kāi)源跨平臺(tái)的可以用來(lái)記錄、轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻和視頻，并能將其轉(zhuǎn)化為流的開(kāi)源軟件，F(xiàn)Fmpeg支持多線程、多進(jìn)程。為了保障視頻流采集存儲(chǔ)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，平臺(tái)采用了多臺(tái)服務(wù)器對(duì)智慧教室進(jìn)行分區(qū)采集存儲(chǔ)，每臺(tái)服務(wù)器只針對(duì)固定數(shù)量的教室進(jìn)行采集存儲(chǔ)，針對(duì)單間教室視頻流采集存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。為了避免小數(shù)據(jù)量的大量寫入造成HDFS分布式存儲(chǔ)的低性能，系統(tǒng)使用捕獲線程將教室的三路視頻流采集存儲(chǔ)到本地高性能SSD存儲(chǔ)磁盤中，系統(tǒng)設(shè)定一小時(shí)生成一個(gè)視頻文件，在視頻文件生成后使用存儲(chǔ)線程將視頻文件一次性寫入到后端的HDFS分布式存儲(chǔ)中。2. 視頻流分發(fā)模塊
西安交通大學(xué)在線直播平臺(tái)自疫情期間學(xué)校開(kāi)展線上教學(xué)以來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行，目前已經(jīng)保障了學(xué)校100余門課程、800余門次的視頻直播和錄播教學(xué)任務(wù)。圖5所示為在線直播平臺(tái)日常上課情況，教師上課方式與日常上課沒(méi)有任何區(qū)別，學(xué)生都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到直播課程觀看老師上課，學(xué)生在課程直播間中可以看到3路視頻流，對(duì)3路視頻流可以任意切換查看，老師上課無(wú)需維護(hù)人員值守，上課過(guò)程中出現(xiàn)任何硬件軟件問(wèn)題，會(huì)根據(jù)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控或者教師反饋由專門的教室技術(shù)保障人員及時(shí)處理，保障教學(xué)任務(wù)。疫情持續(xù)不退，越來(lái)越多的課程將加入到在線直播平臺(tái)，直播平臺(tái)目前經(jīng)測(cè)試已經(jīng)可以滿足全校在線教學(xué)課程的直播需求。圖6所示為單臺(tái)服務(wù)器（配置為40顆CPU、132G內(nèi)存）使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)專線（10Gbps）測(cè)試180間教室同時(shí)在線教學(xué)情況下網(wǎng)絡(luò)流量圖，測(cè)試從14∶30持續(xù)到17∶30，可以從流量圖中看出專線出口出流量達(dá)到1000Mbps，持續(xù)測(cè)試沒(méi)有出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，在線直播平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Hadoop生態(tài)集群管理系統(tǒng)Ambari的研究與分析[J]. 李可,李昕. 軟件. 2016(02)
[2]Hadoop系統(tǒng)性能優(yōu)化與功能增強(qiáng)綜述[J]. 董新華,李瑞軒,周灣灣,王聰,薛正元,廖東杰. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(S2)
本文編號(hào)：2936170
【文章來(lái)源】：中國(guó)教育信息化. 2020年19期
【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)
【部分圖文】：
在線教學(xué)直播平臺(tái)總體架構(gòu)模塊劃分圖
視頻流采集服務(wù)器使用了開(kāi)源的FFmepg軟件，F(xiàn)Fmpeg[6-7]是一個(gè)開(kāi)源跨平臺(tái)的可以用來(lái)記錄、轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻和視頻，并能將其轉(zhuǎn)化為流的開(kāi)源軟件，F(xiàn)Fmpeg支持多線程、多進(jìn)程。為了保障視頻流采集存儲(chǔ)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，平臺(tái)采用了多臺(tái)服務(wù)器對(duì)智慧教室進(jìn)行分區(qū)采集存儲(chǔ)，每臺(tái)服務(wù)器只針對(duì)固定數(shù)量的教室進(jìn)行采集存儲(chǔ)，針對(duì)單間教室視頻流采集存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。為了避免小數(shù)據(jù)量的大量寫入造成HDFS分布式存儲(chǔ)的低性能，系統(tǒng)使用捕獲線程將教室的三路視頻流采集存儲(chǔ)到本地高性能SSD存儲(chǔ)磁盤中，系統(tǒng)設(shè)定一小時(shí)生成一個(gè)視頻文件，在視頻文件生成后使用存儲(chǔ)線程將視頻文件一次性寫入到后端的HDFS分布式存儲(chǔ)中。2. 視頻流分發(fā)模塊
西安交通大學(xué)在線直播平臺(tái)自疫情期間學(xué)校開(kāi)展線上教學(xué)以來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行，目前已經(jīng)保障了學(xué)校100余門課程、800余門次的視頻直播和錄播教學(xué)任務(wù)。圖5所示為在線直播平臺(tái)日常上課情況，教師上課方式與日常上課沒(méi)有任何區(qū)別，學(xué)生都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到直播課程觀看老師上課，學(xué)生在課程直播間中可以看到3路視頻流，對(duì)3路視頻流可以任意切換查看，老師上課無(wú)需維護(hù)人員值守，上課過(guò)程中出現(xiàn)任何硬件軟件問(wèn)題，會(huì)根據(jù)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控或者教師反饋由專門的教室技術(shù)保障人員及時(shí)處理，保障教學(xué)任務(wù)。疫情持續(xù)不退，越來(lái)越多的課程將加入到在線直播平臺(tái)，直播平臺(tái)目前經(jīng)測(cè)試已經(jīng)可以滿足全校在線教學(xué)課程的直播需求。圖6所示為單臺(tái)服務(wù)器（配置為40顆CPU、132G內(nèi)存）使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)專線（10Gbps）測(cè)試180間教室同時(shí)在線教學(xué)情況下網(wǎng)絡(luò)流量圖，測(cè)試從14∶30持續(xù)到17∶30，可以從流量圖中看出專線出口出流量達(dá)到1000Mbps，持續(xù)測(cè)試沒(méi)有出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，在線直播平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Hadoop生態(tài)集群管理系統(tǒng)Ambari的研究與分析[J]. 李可,李昕. 軟件. 2016(02)
[2]Hadoop系統(tǒng)性能優(yōu)化與功能增強(qiáng)綜述[J]. 董新華,李瑞軒,周灣灣,王聰,薛正元,廖東杰. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(S2)
本文編號(hào)：2936170
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