构建网络化学习的视音频服务和管理系统

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1、构建网络化学习的视音频服务和管理系统Constructthestreamingaudio/videoserviceandmanagementsystemofE-learning曹晓明*余胜泉***北京师范大学现代教育技术研究所E-mail:Tocxm@mail.bnu.edu.cn**北京师范大学现代教育技术研究所E-mail:Yusq@163.net网络化学习首先需要构筑一个综合的，多样化的学习资源支撑环境和平台，视音频资源作为学习知识的重要载体，具有其他资源不可比拟的优势，其地位和作用已越来越突出；在计算机网络教育中如何寻找出一种合适的视音频应用方案已是当务之急。本文即以构

2、建一个高效率的适应网络化学习的流式视音频服务和管理系统为目的，讨论了在远程教育中引入视音频服务和管理系统的背景和意义，并对流式技术，视频服务器负载均衡技术等关键技术作了初步的介绍，在此基础上分析了构建远程教育视音频服务和管理系统的可行性以及所要解决的技术难点，提出了系统设计的可行性方案，着重介绍了系统的体系结构和系统各个功能模块的设计思路和功能特点；最后，提出了系统向广域网扩展的技术方案。关键词：流媒体负载均衡服务器集群视音频服务1引言基于因特网的远程教育在经过了一段时间的酝酿和发展后，已经有了初步的发展，作为一个观念和趋势目前已经被人们广泛接受，并出现了一些比较成熟的网络教学

3、平台和相关产品。但由于之前受因特网带宽和视频传输技术等因素的制约，开展远程教育的资源的形式和内容都有着很大的限制，基本以文本和静态图片为主，视音频内容比较少，这样虽然在传输速度上没有太大的问题，但能够向学习者呈现的资源内容也有了很大的限制;学习资源和内容是学习知识的载体，从学习者的认知效果的角度讲，单纯的提供文本和静态图片必将导致刺激形式的单一，不利于学习者学习动机的激发和学习兴趣的保持，从而影响学习者的学习效果。而视频内容无论是呈现形式的多样性还是内容的丰富性，都比文本和静态图片有着显著的优势；通过在视音频源中加入脚本，还可以将视音频和文本、图片、Web页、演示文稿很好的结合

4、起来，构筑一个形式多样、内容丰富、组织合理的多媒体教学环境，让学习者在一个动态的交互性的学习环境中进行学习，促进学习者的认知。从这个角度讲，在远程教育中，引入视音频资源，丰富内容的呈现形式和手段，提供一个组织合理的视音频服务系统已经是一个不可逆转的趋势。目前视音频服务的市场日趋成熟，据CahnersIn-Stat集团预测，全球光流媒体服务的销售额在2005年就将超过50亿美元。RealNetwork,Microsoft,Apple等业界巨头都已经涉足视音频服务的市场，相继推出了各自的基于最新的流式技术的视频服务的一整套产品和解决方案；在电子商务，新闻娱乐，在线影视，远程医疗等领

5、域也出现了一些功能比较强大的视频服务产品，大多都已经能够提供点播和直播的功能。然而，这些产品和解决方案在移植到我国的远程教育中,用于网络化学习时却存在着很多的问题。首先，由于这些产品和解决方案不是为教育量身定做的，在同教育领域的切合上，缺少对网络化学习的过程、特点以及业务逻辑的针对性。我们要开发的视音频服务平台是针对网络化学习的，客户群主要是中小学等远程教育的服务对象，必须充分考虑到中小学的特点，找出适合网络化教育的业务逻辑和管理逻辑。252其次，视频服务器是提供视音频服务的一个瓶颈，其不仅用于视音频内容的存储，而且要为用户的点播和广播请求进行服务，但单台视频服务器同时能处理的

6、连接数是非常有限的，响应速度也不高。目前大多数厂商解决这个问题采用的是两种策略，一是通过升级CPU，内存，存储设备等来提高视频服务器的性能，这种方案虽然能够在一定范围内起作用，但作用非常有限，扩展性也不高，最致命的是存在着单点脆弱性，当该服务器出现故障时，整个系统的服务也就停止了，因此服务也是很不稳定的。另一种方案就是，采用多服务器组成集群，通过集群内的负载均衡来提高系统的扩展性，和访问效率；但目前大部分的负载均衡方案是通过专门的硬件设备实现的，价格非常昂贵，一套用于负载均衡的设备的价钱就达到几万甚至几十万，这对远程教育来说，是一笔非常庞大的投资。因此，如何寻找出一种既有优良的

7、视音频服务性能，又有较高的性能价格比的解决方案，成为我们在远程教育中提供视音频服务的焦点。本方案正是在这方面作了大量的探索和尝试后，提出了一种基于软件层的、较经济的解决方案。最后，在资源兼容性上，目前大多数产品都是基于一种视音频服务的平台（如微软的mediaservice或RealNetwork的Realsystem）开发的，对某一类资源支持较好，但却不能同时兼容这些资源；而教育资源是多种多样的，既有文本，静态图片，动画，也有音频，视频等，视音频的格式也是多种多样的，这些资源都是网络化学习的