基于流媒体技术的在线教学系统的设计与实现

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1、ClassifiedIndex：TP311U.D.C.:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFONLINETEACHINGSYSTEMBASEDONSTREAMINGMEDIATECHNIQUECandidate:YuQiuyueSupervisor:Prof.LiDongAssociateSupervisor:EngineerYuanFengjiaoAcademicDegreeAppliedfo

2、r:MasterofEngineeringSpeciality:SoftwareEngineeringAffiliation:SchoolofSoftwareDateofDefence:June,2014Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要在线教学是现代教育信息化建设的核心内容，也是构建终身教育的重要组成部分。在线教学系统为自主学习和终身学习提供了便利，但是由于教师和学生交流不畅通，以及学生感受

3、不到课堂教学时教师的肢体语言，因而达不到课堂教学时的教学效果。教学信息实时传输困难，人力、物力成本较高，学生自主学习配套资源不足。为解决目前在线教学所面临的技术难题，开发低成本、高效率的交互式教学系统，本文经过大量的研究和分析，论述了如何更好地构建基于流媒体技术的在线教学系统的功能框架和技术框架。本系统包括在线课堂、课程管理、视频管理以及用户管理等功能，涵盖了教学过程中涉及到的绝大部分需求，同时提供了以往的教学系统所缺乏的在线直播功能，以互动课堂模拟真实的课堂，从而达到良好的教学效果。为了达到功能和性能需求，采取

4、了以Nginx作为代理服务器、Tomcat作为Web服务器、Red5作为流媒体服务器的基本架构。Nginx接收请求之后判断是Web请求还是流媒体请求并转发给相应的服务器，而Tomcat和Red5之间通过Redis进行通信。其中在核心的直播课堂部分，Flash客户端和Red5服务器端的交互使用了Mate框架，基于MXML语言通过服务器的共享对象实现各客户端之间文字、音频、视频的快速同步；同时为支持文档演示，将文档内容转换成视频流进行传输；另外，采取了将屏幕捕捉画面关键帧从而模拟转换成视频流的技术方案提供桌面共享机制

5、。此外，还实现了基于LVS的DR模式的负载均衡和集群部ppep署方案。经过一系列的测试，在线教学系统达到了良好的效果。这些功能的实现为构建基于流媒体技术的在线教学系统提供了理论和技术的支持，为解决在线教学中面临的技术难题提供了一套低成本、高效率、高质量的解决方案。关键词：在线教学；互动课堂；Red5；负载均衡-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractOnlineteachingisthecoreofthemoderneducationalinformatizationconstruction,a

6、ndsoisanimportantpartofbuildinglifelongeducation.NowadaysOnlineTeachingSystemprovidesconvenienceforautonomouslearningandlifelonglearning.However,becausethelackofcommunicatingbetweentheteachersandstudents,andthestudentscan’tsensetheteachers'bodylanguageinclass

7、,theteachingeffectinclassisnotgood.Theteachinginformationisdifficulttobetransmittedontime,thecostofmanpowerandmaterialresourcesishigh,andthestudentsareshortofrelatedresourcesforautonomouslearning.Inordertosolvethetechnicaldifficultiesincurrentonlineteachingan

8、ddevelopaninteractiveteachingsystemwithlowcostandhighefficiency,thisarticlediscusseshowtoconstructthefunctionframeworkandtechnicalframeworkofabetteronlineteachingsystembasedonsteamingmedi