課程共享平臺(tái)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方案

/精品課程共享服務(wù)平臺(tái)技術(shù)方案書(shū)目1 背景 12 方案設(shè)計(jì) 22.1 方案概述 22.2 實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 32.3 拓?fù)浼軜?gòu) 52.4 優(yōu)勢(shì)特色 7 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 7 方案優(yōu)勢(shì) 83 軟硬件配置 113.1 軟件配置 113.2 所需硬件 11背景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，教化信息化也得到了快速發(fā)展。大中專(zhuān)院校及中小學(xué)的校內(nèi)網(wǎng)、多媒體教室等硬件設(shè)備初步完善，目前教化信息化已逐步從硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)向以應(yīng)用和資源建設(shè)為主的階段。而如何充分利用校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用先進(jìn)的現(xiàn)代教化技術(shù)改革傳統(tǒng)教化技術(shù)，推動(dòng)教化技術(shù)的不斷發(fā)展，成為了各教化部門(mén)越來(lái)越關(guān)切的問(wèn)題。精品課是國(guó)家教化部關(guān)于學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程的重要內(nèi)容。自從實(shí)施精品課程建設(shè)工作以來(lái)，國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)精品課程逐年增多，精品課程網(wǎng)站建設(shè)如火如荼，有效推動(dòng)了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境教學(xué)模式的形成和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享,并通過(guò)精品課程的示范輻射作用,從整體上推動(dòng)校內(nèi)信息化建設(shè)和教學(xué)改革。但隨著精品課程資源規(guī)模和影響的不斷擴(kuò)大，對(duì)于高水平的課程資源共享需求也顯得越來(lái)越迫切，而原有精品課程建設(shè)中存在的問(wèn)題也逐步暴露，主要存在以下問(wèn)題：資源獲得渠道不暢：缺乏統(tǒng)一平臺(tái)，各學(xué)校無(wú)法共享本校優(yōu)質(zhì)課程資源，無(wú)法獲得其他學(xué)校的課程資源；課程資源更新較慢：目前的課程資源更新主要通過(guò)本校錄制后，再經(jīng)過(guò)加工后發(fā)送至相關(guān)部門(mén)，由相關(guān)部門(mén)統(tǒng)一向上供應(yīng)，過(guò)程較為繁瑣且耗時(shí)較長(zhǎng)；另一個(gè)緣由是缺乏統(tǒng)一的簡(jiǎn)便且易操作的平臺(tái)；資源建設(shè)和展示缺乏統(tǒng)一規(guī)范：精品課建設(shè)缺乏全面、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各學(xué)校采納的資源加工平臺(tái)各不相同，通用性和兼容性較差，給資源和數(shù)據(jù)的交換、共享和應(yīng)用造成了困難。為此，北京中投智訊網(wǎng)絡(luò)科技有限公司依托多年在線(xiàn)視頻應(yīng)用及流媒體核心技術(shù)，通過(guò)對(duì)教化行業(yè)的全面理解，結(jié)合教化行業(yè)用戶(hù)需求特點(diǎn)，為教化行業(yè)量身定制了精品課程共享服務(wù)平臺(tái)解決方案，幫助各省市教化職能單位建設(shè)統(tǒng)一的精品課程共享服務(wù)平臺(tái)，確定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，從而建立省、市、校三級(jí)精品課程體系，帶動(dòng)和提升精品課程建設(shè)水平和教學(xué)質(zhì)量。方案設(shè)計(jì)方案概述精品課堂共享服務(wù)平臺(tái)方案采納觀止具有完全自主學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的SOVP（SmartOnlineVideoPlatform）在線(xiàn)流媒體視頻平臺(tái)來(lái)進(jìn)行整個(gè)平臺(tái)的建設(shè)，以精品課資源的創(chuàng)建為核心，資源的共享為目的面對(duì)各大院校廣闊師生的服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)集精品課程的上傳、保存、管理、分發(fā)、展示于一體，通過(guò)流媒體相關(guān)技術(shù)，幫助教化職能部門(mén)建設(shè)精品課程資源庫(kù)和資源中心，探討建立精品課程共享和應(yīng)用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程內(nèi)容的快速訪問(wèn)和特性化主動(dòng)服務(wù)，使廣闊老師和學(xué)生能夠便利、快捷地免費(fèi)享用優(yōu)質(zhì)教化資源，促進(jìn)教化教學(xué)質(zhì)量不斷提高。同時(shí)，本方案同樣適用于公開(kāi)課觀摩。傳統(tǒng)公開(kāi)課觀摩多是領(lǐng)導(dǎo)或其他老師采納實(shí)地觀摩方式，受限于教室大小、物理位置遠(yuǎn)近、時(shí)間支配等諸多問(wèn)題，而采納遠(yuǎn)程在線(xiàn)觀摩的方式，能有效解決時(shí)間、空間受限的問(wèn)題，有效提高工作效率。該平臺(tái)將自上而下建立省、市、校三級(jí)精品課程體系：第一層：建設(shè)省級(jí)共享服務(wù)中心，負(fù)責(zé)接收各院校的精品課程的直播流，供應(yīng)精品課程的核心直播服務(wù)，并可將精品課程進(jìn)行錄制加以保存；其次層：建設(shè)市級(jí)共享服務(wù)中心，負(fù)責(zé)將省級(jí)共享服務(wù)中心的視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)至各院校；第三層：各院?？缮蟼鞅拘＞氛n直播至省中心，同時(shí)，也可通過(guò)PC或手機(jī)來(lái)觀看精品課；實(shí)現(xiàn)目標(biāo)該方案主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：搭建省、市、校三級(jí)精品課程共享服務(wù)平臺(tái)；可實(shí)現(xiàn)各院校通過(guò)攝像機(jī)或原有錄播教室設(shè)備將精品課實(shí)時(shí)傳輸至省級(jí)共享平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)精品課現(xiàn)場(chǎng)直播；支持精品課直播同時(shí)進(jìn)行錄制加以保存；能夠供應(yīng)多碼流視頻，支持用戶(hù)依據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)速度條件及屏幕大小選擇合適的辨別率進(jìn)行收看，有效提升流暢度；能夠?qū)崿F(xiàn)多屏合一，支持PC、TV、Phone等多終端接收。采納FlashP2P先進(jìn)技術(shù)手段，有效降低帶寬占用，并提升畫(huà)面流暢度；供應(yīng)高性能的、輕量型且極具表現(xiàn)力的客戶(hù)端播放器，具備主流媒體播放器的全部功能，包括多碼率選擇、智能預(yù)覽、畫(huà)質(zhì)選擇、畫(huà)面大小調(diào)整等，給用戶(hù)帶來(lái)極致的視聽(tīng)體驗(yàn)。供應(yīng)基于運(yùn)維須要的多個(gè)協(xié)助支撐，如數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)報(bào)警等功能；拓?fù)浼軜?gòu)精品課上傳精品課上傳主要指各院校通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳本校內(nèi)精品課。通過(guò)攝像機(jī)或原有錄播教室獲得老師現(xiàn)場(chǎng)講課情景，將直播信號(hào)傳送至編碼器。編碼器對(duì)直播音視頻信號(hào)進(jìn)行采集壓縮，并生成H.264視頻編碼的IP流推送到省市級(jí)精品課程共享服務(wù)中心的流媒體服務(wù)器。省市級(jí)精品課程共享服務(wù)中心省市級(jí)精品課程共享服務(wù)中心分為省級(jí)服務(wù)中心和市級(jí)服務(wù)中心兩個(gè)部分，其中省級(jí)服務(wù)中心主要負(fù)責(zé)接收各院校傳來(lái)的精品課程直播流，并分發(fā)到市級(jí)服務(wù)中心，同時(shí)，可將直播流進(jìn)行收錄加以保存。市級(jí)服務(wù)中心負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)省級(jí)服務(wù)中心下發(fā)的直播流至各院校。流媒體服務(wù)器：流媒體服務(wù)供應(yīng)視頻直播、時(shí)移回看服務(wù)，采納切片方式通過(guò)RTMP/HLS/HSS等協(xié)議對(duì)直播和點(diǎn)播視頻進(jìn)行分發(fā)，更好的適用于多終端的接收，并供應(yīng)更好的網(wǎng)絡(luò)穿透實(shí)力及更好的移動(dòng)性。P2P服務(wù)器P2P服務(wù)器主要負(fù)責(zé)供應(yīng)P2P服務(wù)，運(yùn)用戶(hù)在進(jìn)行視頻播放時(shí)，在用戶(hù)之間組成P2P網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)之間可互傳數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用屬大規(guī)模并發(fā)視頻應(yīng)用場(chǎng)景，采納P2P系統(tǒng)可有效節(jié)約帶寬（50%-80%），并在肯定程度上提高用戶(hù)視頻觀看的流暢度。收錄服務(wù)器收錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)直播節(jié)目的收錄，支持手動(dòng)收錄、按支配收錄、時(shí)移收錄等多種收錄模式；精品課觀看在各院校搭建流媒體服務(wù)器接收市級(jí)服務(wù)中心傳送過(guò)來(lái)的視頻流,以供應(yīng)應(yīng)本院校師生進(jìn)行觀看。本院校師生可通過(guò)PC或手機(jī)端觀看其他院校的精品課直播內(nèi)容。優(yōu)勢(shì)特色技術(shù)優(yōu)勢(shì)基于HTTP的傳輸協(xié)議基于HTTP的HLS/HSS傳輸協(xié)議只運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP交換，可以穿越任何防火墻或代理服務(wù)器，能很好的適配當(dāng)前已有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)；采納支持突發(fā)傳送的HTTP協(xié)議代替了恒定傳送的RTSP協(xié)議，相比組播RTSP，更能容忍網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、帶寬等質(zhì)量適度波動(dòng)。同時(shí)，HTTP流化下載方式，對(duì)多屏客戶(hù)端支持更加友好，能夠更好的適應(yīng)各種終端(PC、STB、移動(dòng)終端，平板電腦等）的特點(diǎn)。流媒體切片技術(shù)不同于以往的基于流的直播流媒體分發(fā)技術(shù)以及基于大文件的點(diǎn)播視頻分發(fā)技術(shù)，平臺(tái)采納直播點(diǎn)播統(tǒng)一的碎片化處理方式，除傳統(tǒng)的直播、點(diǎn)播服務(wù)外，還可適用于回看和時(shí)移的應(yīng)用。同時(shí)，流媒體切片模式可供應(yīng)更好的移動(dòng)性及對(duì)移動(dòng)終端的支持，支持用戶(hù)環(huán)境切換時(shí)供應(yīng)不間斷服務(wù)。和傳統(tǒng)基于大文件的點(diǎn)播視頻分發(fā)相比，采納流媒體切片技術(shù)，客戶(hù)端只須要下載3片的TS片段即可快速加載視頻進(jìn)行播放，而不須要下載整個(gè)文件，更有效提高了用戶(hù)的體驗(yàn)。平臺(tái)同時(shí)支持內(nèi)存切片模式和文件切片模式,可有效提高直播分發(fā)性能，增加點(diǎn)播文件可管理性，極大削減了磁盤(pán)的I/O次數(shù)，延長(zhǎng)了服務(wù)器磁盤(pán)的運(yùn)用壽命，極大提高了服務(wù)器運(yùn)行的穩(wěn)定性。先進(jìn)的HLSTSOverhead優(yōu)化技術(shù)由于MPEG2-TS流有比通常文件更多的文件頭信息，占據(jù)總文件比例較大，從而易造成流媒體服務(wù)器切片分發(fā)效率低下，因此為了更好的解決這個(gè)問(wèn)題，觀止平臺(tái)采納自主研發(fā)直播和點(diǎn)播的HLS封裝壓縮技術(shù)（用于Andoid和iOS播放），通過(guò)對(duì)MPEG2PES包的封裝精細(xì)調(diào)優(yōu)，，可比業(yè)界通用方案節(jié)約8-10%的分發(fā)帶寬開(kāi)銷(xiāo)。高容錯(cuò)機(jī)制平臺(tái)支持服務(wù)器集群部署，支持負(fù)載均衡，支持服務(wù)器Failover技術(shù)，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)服務(wù)器可平滑進(jìn)行服務(wù)切換，不影響客戶(hù)端觀看。支持編碼器N+M備份、流媒體服務(wù)器雙機(jī)熱備。高性能的流媒體服務(wù)器利用Intel的新一代Xeon平臺(tái)先進(jìn)的DataDirectI/O技術(shù)，優(yōu)化CPU和PCI-E總線(xiàn)間的數(shù)據(jù)傳輸，搭配Intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡。再配以觀止高性能Http服務(wù)器，單臺(tái)服務(wù)器直播可最高支持65Gb輸出，最高2萬(wàn)并發(fā)。方案優(yōu)勢(shì)端到端、全平臺(tái)的整體解決方案SOVP智能在線(xiàn)視頻平臺(tái)可為用戶(hù)供應(yīng)端到端，全平臺(tái)的技術(shù)整體解決方案：包括視頻采集編碼、分發(fā)、管理，以及FlashP2P技術(shù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、播放器等。SOVP智能在線(xiàn)視頻平臺(tái)解決方案全面支持PC、TV、手機(jī)、PAD等屏幕的播控管理。真正實(shí)現(xiàn)一云多屏。并且支持目前流行的全部手機(jī)操作系統(tǒng)。高并發(fā)（FlashP2P技術(shù)）節(jié)約帶寬支持服務(wù)器分布式部署和級(jí)聯(lián)，能支持上萬(wàn)人同時(shí)運(yùn)用，真正的電信級(jí)應(yīng)用架構(gòu)和高牢靠性。依托于FlashP2P技術(shù)，SOVP智能在線(xiàn)視頻平臺(tái)可為運(yùn)用單位大幅削減峰值帶寬（50%-80%）。依托于FlashP2P和HSS（HTTPSmartStreaming）技術(shù)，SOVP智能在線(xiàn)視頻平臺(tái)可幫助運(yùn)用單位大幅提升用戶(hù)觀看流暢度（流暢度=1-緩沖時(shí)間/總時(shí)間），大幅提升用戶(hù)觀看時(shí)長(zhǎng)。依托HSS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)縫時(shí)移，讓用戶(hù)可在隨意時(shí)間、隨意地點(diǎn)訪問(wèn)隨意內(nèi)容；可以供應(yīng)理論上無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)移距離（視頻回放的時(shí)長(zhǎng)僅受存儲(chǔ)服務(wù)器的容量限制）。多終端播放采納B/S架構(gòu)，完全跨平臺(tái)、跨閱讀器，用戶(hù)可以從PC，Mac，Linux，智能手機(jī)上多種類(lèi)型終端上觀看視頻內(nèi)容；支持IE、Firefox、Chrome和Opera等各種閱讀器。統(tǒng)計(jì)分析供應(yīng)具體的點(diǎn)播信息及觀看行為的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告?？蓭椭\(yùn)用單位實(shí)時(shí)精確統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)在線(xiàn)人數(shù)、帶寬運(yùn)用狀況，精確統(tǒng)計(jì)用戶(hù)位置、觀看視頻流暢度、觀看時(shí)長(zhǎng)、觀看行為等信息。對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，幫助運(yùn)用單位提高運(yùn)營(yíng)水平。優(yōu)秀擴(kuò)展性兼容性系統(tǒng)采納先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，采納分布式、模塊化、大容量的純軟件平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分考慮了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和將來(lái)功能的延長(zhǎng)實(shí)力。高度開(kāi)放的接口設(shè)計(jì)，可便捷和客戶(hù)自有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接,包括社區(qū)、CMS、媒資、文稿等系統(tǒng)。優(yōu)秀的音視頻效果采納當(dāng)前最先進(jìn)、運(yùn)用最為廣泛的H.264視頻編碼及視頻優(yōu)化技術(shù)，能以較小的碼流進(jìn)行清楚的視頻播放，并支持放大及全屏觀看。完備支持高清，在同等帶寬的狀況下帶給用戶(hù)更加清楚流暢的畫(huà)面。系統(tǒng)基于flash視頻，無(wú)需插件，登陸閱讀器既可運(yùn)用P2P技術(shù)。模塊化設(shè)計(jì)分布式系統(tǒng)供應(yīng)了強(qiáng)大的擴(kuò)充實(shí)力，模塊化的設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)的敏捷配置性?？梢罁?jù)規(guī)模和性能需求來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的配置部署。管理功能強(qiáng)大功能強(qiáng)大的組織者管理界面，使管理員便利依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景支配各種教學(xué)/直播活動(dòng)，簡(jiǎn)潔易用。軟硬件配置軟件配置序號(hào)名稱(chēng)主要功能備注1流媒體服務(wù)端高性能的視頻播放服務(wù)系統(tǒng)，支持將直播、點(diǎn)播視頻分發(fā)到終端用戶(hù)；支持無(wú)限時(shí)長(zhǎng)時(shí)移；支持多碼率；支持實(shí)時(shí)智能封裝；支持多級(jí)級(jí)聯(lián)；支持負(fù)載均衡。2P2P系統(tǒng)為終端用戶(hù)供應(yīng)P2P服務(wù)，保證用戶(hù)的P2P數(shù)據(jù)獲得和媒體播放質(zhì)量，單臺(tái)支持10000用戶(hù)3直播收錄系統(tǒng)對(duì)直播頻道進(jìn)行采集收錄，支持手動(dòng)收錄、支配收錄等；支持集群部署。單臺(tái)服務(wù)器支持并行20個(gè)并行任務(wù)4直播播控系統(tǒng)支持多碼率直播管理發(fā)布；支持完善的播控管理；支持現(xiàn)場(chǎng)直播、電視直播；5綜合支撐系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)服務(wù)器當(dāng)前的負(fù)載狀況，通道I/O的運(yùn)用率、CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)陣列的空間占用和運(yùn)行狀態(tài)，支持和短信平臺(tái)、郵件平臺(tái)對(duì)接。對(duì)全網(wǎng)的全部用戶(hù)行為進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，供應(yīng)直觀、具體的數(shù)據(jù)報(bào)表。，包括在線(xiàn)用戶(hù)數(shù)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)占用帶寬統(tǒng)計(jì)、用戶(hù)收看流暢度統(tǒng)計(jì)、P2P用戶(hù)共享率具體信息統(tǒng)計(jì)等，支持統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和二次分析6播放器智能flash播放器，支持直播、點(diǎn)播、時(shí)移支持清楚度、選擇、畫(huà)質(zhì)調(diào)整；支持圖片、視頻廣告形式，支持前