基于组播的校园网络教学系统的设计和实现

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1、第一章问题的提出网络教育是随着现代信息技术发展而产生的一种新型的教育形式，它的特征之一是把电脑技术，多媒体技术、通讯技术等商新技术应用于教育中，兼容多种教学形式，优化和有机组合不同媒体。当前，国内无论是传统大学，还是广播电视大学，都纷纷采用和发展网络教育模式。特别是随着全球互联网(Intemet)的迅猛发展，网络教育学生的不断增加，视音频压缩技术的发展和成熟，网络教育视音频资源的急剧增加，视音频成为网络教育网上传输的最重要内容之～。然而现在很多网络教学站点在实际应用中表现不佳，其中很重要的问题是视音频的传输不能满足需求。在传统的授课方式中，学生通过老师的语言、表情、动作、板书以及操作演示等可以

2、获得许多学习知识的重要信息，而仅通过课件教学很难传递此类信息。采用计算机网络教学应该吸取各种已有教学方式的优点，因而在现有网络课件教学系统中应该尽可能的增加一些老师讲座或是重难点部分老师授课的视频，这也是非常必要的，另外在课件中使用大量多媒体信息，除了图解动画以外，每个课时还可能有几分钟的视频信息或音频信息，这些视频音频需要下载到客户端才能进行播放，而视频音频的数据量很大，因而在使用之前就会造成长时间的等待。多媒体信息可以有效地帮助学生理解知识，是网络课件必不可少的部分，然而传输多媒体资源需要长时间的信息传输等待，要解决此问题必须采用更为有效的多媒体传输手段。⋯流媒体传输技术是解决多媒体资源传

3、输的有效方法。流媒体技术是近几年来针对互联网上多媒体信息有效传输而发展起来的多媒体通信技术。所谓流媒体技术是指采用流式传输的方式在网络上播放多媒体文件的技术，而流式传输方式则是将经过特殊编码的多媒体文件分成一个个压缩包；由服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过儿秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备(硬件或软件)对压缩的多媒体文件解压后进行播放。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续卜载。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对

4、系统缓存容量的需求也大大降低。因而采用流媒体技术是解决当前网络远程教学中视音频传输问题的有效途径。流媒体的传输有单播和多播两种方式，目前我国远程教育或校园网中，多媒体资源主要是采用视频单播的方式传输，在～个单播(unicast)环境罩，如果有N个客户端接受服务，就必须发送N个数据报拷贝，因此会占用大量的带宽，而组播不管有几个客户端，服务器仅需要发送～个数据拷贝，网络上也只需传送一个拷贝，这样就可以节省人量的带宽。目前教育中多媒体资源还比较少，随着多媒体资源的增加，采用单播方式传输，目前的网络带宽是远远4i能满足需要的，其中多播传输能更好满足网络教学需要。2在校园网中，国内一些院校如清华大学、广

5、州大学、中国海洋大学等在校园网内实现了采用组播技术进行视音频传输，远程教育中采用组播技术的还很少，比如广东电信多媒体通信网络就开展了lP网上课室组播业务，参加学习的人员通过网上课室系统，既可以听到老师的声音，又可以在屏幕上看到老师的形象动作，还可以通过控制系统。传送图表、文件等学习资料，虚拟面对面的交流。在国外，特别是美国，多数的高校校园网中都利用组播技术进行多媒体资源的传输。远程教育机构也采用组播技术传输教育资源，有关资料表明在美国大多数的效益较好的远程教育机构都是采用组播技术运行的。第二章IP组播概述一、流媒体技术所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Intemet播放的媒体格式，而流式传输方

6、式则是将整个～V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。(一)流式传输流式传输的定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体(如视频、音频等)的技术总称。实现流式传输有两种方法：顺序流式传输和实时流式传输。1．顺序流式传输(pro伊essivestreaming)顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的那部分，顺序流式传输不像实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HrrP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HrrP流式传输

7、。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证视频播放的最终质量。这意味着用户在观看前，必须经历延迟，如果网速较慢延迟会更长。顺序流式文件是放在标准}rrrP或F1T服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演示。它也不支持现场直播，严格说来，它是～种点播技术。2．实时流