疫情防控期间高校在线教学直播平台建设研究

发布时间：2020-12-24 19:15

　　针对新冠肺炎疫情期间高校对在线教学直播的需求,为了给师生提供高质量的在线教学平台,西安交通大学依托现有智慧教室以及校园网优势,探索研究建立了一套在线教学直播平台。平台按照模块划分为视频流采集存储、视频流分发以及视频流直播模块。视频流采集存储模块中通过使用标准RTSP协议采集教室3路视频流并通过存储算法将视频存储到高性能HDFS分布式存储系统中,视频流分发模块使用视频流故障检测技术、网络专线保障视频流不间断分发到云直播平台,视频流直播模块将RTMP流转换为HLS使用自主设计的直播平台观看播放保障直播的效果、安全性以及用户使用的便捷性。教学直播平台自学校开展线上教学开始稳定运行,目前可以保障学校100余门课程的在线教学。 

【文章来源】：中国教育信息化. 2020年19期

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

在线教学直播平台总体架构模块划分图

视频流采集服务器使用了开源的FFmepg软件，FFmpeg[6-7]是一个开源跨平台的可以用来记录、转换数字音频和视频，并能将其转化为流的开源软件，FFmpeg支持多线程、多进程。为了保障视频流采集存储的稳定性、可靠性、安全性，平台采用了多台服务器对智慧教室进行分区采集存储，每台服务器只针对固定数量的教室进行采集存储，针对单间教室视频流采集存储的系统架构如图2所示。为了避免小数据量的大量写入造成HDFS分布式存储的低性能，系统使用捕获线程将教室的三路视频流采集存储到本地高性能SSD存储磁盘中，系统设定一小时生成一个视频文件，在视频文件生成后使用存储线程将视频文件一次性写入到后端的HDFS分布式存储中。2. 视频流分发模块

西安交通大学在线直播平台自疫情期间学校开展线上教学以来一直稳定运行，目前已经保障了学校100余门课程、800余门次的视频直播和录播教学任务。图5所示为在线直播平台日常上课情况，教师上课方式与日常上课没有任何区别，学生都是通过网络进入到直播课程观看老师上课，学生在课程直播间中可以看到3路视频流，对3路视频流可以任意切换查看，老师上课无需维护人员值守，上课过程中出现任何硬件软件问题，会根据系统后台监控或者教师反馈由专门的教室技术保障人员及时处理，保障教学任务。疫情持续不退，越来越多的课程将加入到在线直播平台，直播平台目前经测试已经可以满足全校在线教学课程的直播需求。图6所示为单台服务器（配置为40颗CPU、132G内存）使用移动网络专线（10Gbps）测试180间教室同时在线教学情况下网络流量图，测试从14∶30持续到17∶30，可以从流量图中看出专线出口出流量达到1000Mbps，持续测试没有出现断流现象，在线直播平台稳定运行。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hadoop生态集群管理系统Ambari的研究与分析[J]. 李可,李昕.  软件. 2016(02)
[2]Hadoop系统性能优化与功能增强综述[J]. 董新华,李瑞轩,周湾湾,王聪,薛正元,廖东杰.  计算机研究与发展. 2013(S2)



本文编号：2936170