精品课程共享平台建设和运营方案设计

精品课程共享服务平台
技术方案
目录
1背景 (1)
2方案设计 (2)
2.1方案概述 (2)
2.2实现目标 (3)
2.3拓扑架构 (5)
2.4优势特色 (7)
2.4.1技术优势 (7)
2.4.2方案优势 (8)
3软硬件配置 (11)
3.1软件配置 (11)
3.2所需硬件 (11)
1背景
随着我国经济的快速发展，教育信息化也得到了迅速发展。

大中专院校及中小学的校园网、多媒体教室等硬件设备初步完善，目前教育信息化已逐步从硬件基础设施建设转向以应用和资源建设为主的阶段。

而如何充分利用校园网络环境，利用先进的现代教育技术改革传统教育技术，推动教育技术的不断发展，成为了各教育部门越来越关心的问题。

精品课是国家教育部关于学校教学质量和教学改革工程的重要内容。

自从实施精品课程建设工作以来，国家级、省级和校级精品课程逐年增多，精品课程网站建设如火如荼，有效推动了学校网络环境教学模式的形成和优质教学资源的共享,并通过精品课程的示范辐射作用,从整体上推动校园信息化建设和教学改革。

但随着精品课程资源规模和影响的不断扩大，对于高水平的课程资源共享需求也显得越来越迫切，而原有精品课程建设中存在的问题也逐步暴露，主要存在以下问题：
1.资源获取渠道不畅：缺乏统一平台，各学校无法共享本校优质课程资源，
无法获取其他学校的课程资源；
2.课程资源更新较慢：目前的课程资源更新主要通过本校录制后，再经过
加工后发送至相关部门，由相关部门统一向上提供，过程较为繁琐且耗
时较长；另一个原因是缺乏统一的简便且易操作的平台；
3.资源建设和展示缺乏统一规范：精品课建设缺乏全面、统一的标准和规
范，各学校采用的资源加工平台各不相同，通用性和兼容性较差，给资
源和数据的交换、共享和应用造成为了艰难。

为此，北京中投智讯网络科技有限公司依托多年在线视频应用及流媒体核心技术，通过对教育行业的全面理解，结合教育行业用户需求特点，为教育行业量身定制了精品课程共享服务平台解决方案，匡助各省市教育职能单位建设统一的精品课程共享服务平台，确定统一的标准体系，从而建立省、市、校三级精品课程体系，带动和提升精品课程建设水平和教学质量。

2方案设计
2.1方案概述
精品课堂共享服务平台方案采用观止具有彻底自主知识产权的SOVP（Smart Online Video Platform）在线流媒体视频平台来进行整个平台的建设，以精品课资源的创建为核心，资源的分享为目的面向各大院校泛博师生的服务平台。

平台集精品课程的上传、保存、管理、分发、展示于一体，通过流媒体相关技术，匡助教育职能部门建设精品课程资源库和资源中心，研究建立精品课程共享与应用机制，实现对课程内容的快速访问和个性化主动服务，使泛博教师和学生能够方便、快捷地免费享用优质教育资源，促进教育教学质量不断提高。

同时，本方案同样合用于公开课观摩。

传统公开课观摩多是领导或者其他老师采用实地观摩方式，受限于教室大小、物理位置远近、时间安排等诸多问题，而采用远程在线观摩的方式，能有效解决时间、空间受限的问题，有效提高工作效率。

该平台将自上而下建立省、市、校三级精品课程体系：
第一层：建设省级共享服务中心，负责接收各院校的精品课程的直播流，提供精品课程的核心直播服务，并可将精品课程进行录制加以保存；
第二层：建设市级共享服务中心，负责将省级共享服务中心的视频流进行转发至各院校；
第三层：各院校可上传本校精品课直播至省中心，同时，也可通过PC或者手机来观看精品课；
2.2实现目标
该方案主要实现以下目标：
◆搭建省、市、校三级精品课程共享服务平台；
◆可实现各院校通过摄像机或者原有录播教室设备将精品课实时传输至省级
共享平台，从而实现精品课现场直播；
◆支持精品课直播同时进行录制加以保存；
◆能够提供多码流视频，支持用户根据自身网络速度条件及屏幕大小选择
合适的分辨率进行收看，有效提升流畅度；
◆能够实现多屏合一，支持PC、TV、Phone等多终端接收。

◆采用Flash P2P先进技术手段，有效降低带宽占用，并提升画面流畅度；
◆提供高性能的、轻量型且极具表现力的客户端播放器，具备主流媒体播
放器的所有功能，包括多码率选择、智能预览、画质选择、画面大小调整等，给用户带来极致的视听体验。

◆提供基于运维需要的多个辅助支撑，如数据统计分析、系统监测报警等
功能；
2.3拓扑架构
1)精品课上传
精品课上传主要指各院校通过网络实时上传本校内精品课。

通过摄像机或者原
有录播教室获得老师现场讲课情景，将直播信号传送至编码器。

编码器对直播音视频信号进行采集压缩，并生成H.264视频编码的IP流推送到省市级精品课程共享服务中心的流媒体服务器。

2)省市级精品课程共享服务中心
省市级精品课程共享服务中心分为省级服务中心和市级服务中心两个部份，其中省级服务中心主要负责接收各院校传来的精品课程直播流，并分发到市级服务中心，同时，可将直播流进行收录加以保存。

市级服务中心负责转发省级服务中心下发的直播流至各院校。

●流媒体服务器：
流媒体服务提供视频直播、时移回看服务，采用切片方式通过RTMP/HLS/HSS 等协议对直播和点播视频进行分发，更好的合用于多终端的接收，并提供更好的网络穿透能力及更好的挪移性。

●P2P服务器
P2P服务器主要负责提供P2P服务，使用户在进行视频播放时，在用户之间组成P2P网络，用户之间可互传数据。

该项目实际应用属大规模并发视频应用场景，采用P2P系统可有效节约带宽（50%-80%），并在一定程度上提高用户视频观看的流畅度。

●收录服务器
收录系统实现对直播节目的收录，支持手动收录、按计划收录、时移收录等多种收录模式；
3)精品课观看
在各院校搭建流媒体服务器接收市级服务中心传送过来的视频流,以提供给
本院校师生进行观看。

本院校师生可通过PC或者手机端观看其他院校的精品课直播内容。

2.4优势特色
2.4.1技术优势
1.基于HTTP的传输协议
基于HTTP的HLS/HSS传输协议只使用标准的HTTP交换，可以穿越任何防火墙或者代理服务器，能很好的适配当前已有的互联网架构；采用支持突发传送的HTTP协议代替了恒定传送的RTSP协议，相比组播RTSP，更能容忍网络延时、带宽等质量适度波动。

同时，HTTP流化下载方式，对多屏客户端支持更加友好，能够更好的适应各种终端(PC、STB、挪移终端，平板电脑等）的特点。

2.流媒体切片技术
不同于以往的基于流的直播流媒体分发技术以及基于大文件的点播视频分发技术，平台采用直播点播统一的碎片化处理方式，除传统的直播、点播服务外，还可合用于回看和时移的应用。

同时，流媒体切片模式可提供更好的挪移性及对挪移终端的支持，支持用户环境切换时提供不间断服务。

与传统基于大文件的点播视频分发相比，采用流媒体切片技术，客户端只需要下载3片的TS片段即可快速加载视频进行播放，而不需要下载整个文件，更有效提高了用户的体验。

平台同时支持内存切片模式和文件切片模式,可有效提高直播分发性能，增
强点播文件可管理性，极大减少了磁盘的I/O次数，延长了服务器磁盘的使用寿命，极大提高了服务器运行的稳定性。

3.先进的HLS TS Overhead优化技术
由于MPEG2-TS流有比通常文件更多的文件头信息，占领总文件比例较大，从而易造成流媒体服务器切片分发效率低下，因此为了更好的解决这个问题，观止平台采用自主研发直播和点播的HLS封装压缩技术（用于Andoid和iOS播放），通过对MPEG2 PES包的封装精细调优，，可比业界通用方案节约8-10%的分发带宽开消。

4.高容错机制
平台支持服务器集群部署，支持负载均衡，支持服务器Failover技术，浮现问题时服务器可平滑进行服务切换，不影响客户端观看。

支持编码器N+M备份、流媒体服务器双机热备。

5.高性能的流媒体服务器
利用Intel的新一代Xeon平台先进的Data Direct I/O技术，优化CPU与PCI-E 总线间的数据传输，搭配Intel万兆网卡。

再配以观止高性能Http服务器，单台服务器直播可最高支持65Gb输出，最高2万并发。

2.4.2方案优势
端到端、全平台的整体解决方案
SOVP智能在线视频平台可为用户提供端到端，全平台的技术整体解决方案：包括视频采集编码、分发、管理，以及Flash P2P技术、数据统计分析、播放器等。

SOVP智能在线视频平台解决方案全面支持PC、TV、手机、PAD等屏幕的播控管理。

真正实现一云多屏。

并且支持目前流行的所有手机操作系统。

⏹高并发（Flash P2P技术）节省带宽
支持服务器分布式部署和级联，能支持上万人同时使用，真正的电信级应用架构和高可靠性。

依托于Flash P2P技术，SOVP智能在线视频平台可为使用单位大幅减少峰值带宽（50%-80%）。

依托于Flash P2P和HSS（HTTP Smart Streaming）技术，SOVP智能在线视频平台可匡助使用单位大幅提升用户观看流畅度（流畅度=1-缓冲时间/总时间），大幅提升用户观看时长。

依托HSS技术，实现真正意义上的无缝时移，让用户可在任意时间、任意地点访问任意内容；可以提供理论上无限长的时移距离（视频回放的时长仅受存储服务器的容量限制）。

⏹多终端播放
采用B/S架构，彻底跨平台、跨浏览器，用户可以从PC，Mac，Linux，智能手机上多种类型终端上观看视频内容；支持IE、Firefox、Chrome和Opera等各种浏览器。

⏹统计分析
提供详细的点播信息及观看行为的统计分析报告。

可匡助使用单位实时精确统计全网在线人数、带宽使用情况，精确统计用户位置、观看视频流畅度、观看时长、观看行为等信息。

对采集的海量数据进行数据挖掘，匡助使用单位提高运营水平。

⏹优秀扩展性兼容性
系统采用先进的标准协议，采用分布式、模块化、大容量的纯软件平台结构设计，充分考虑了系统的扩展性和未来功能的延伸能力。

高度开放的接口设计，可便捷和客户自有系统实现对接, 包括社区、CMS、媒资、文稿等系统。

⏹优秀的音视频效果
采用当前最先进、使用最为广泛的H.264视频编码及视频优化技术，能以较小的码流进行清晰的视频播放，并支持放大及全屏观看。

完美支持高清，在同等带宽的情况下带给用户更加清晰流畅的画面。

系统基于flash视频，无需插件，登陆浏览器既可使用P2P技术。

⏹模块化设计
分布式系统提供了强大的扩充能力，模块化的设计增强了系统的灵便配置性。

可根据规模和性能需求来进行系统的配置部署。

⏹管理功能强大
功能强大的组织者管理界面，使管理员方便根据应用场景安排各种教学/直播活动，简单易用。

3软硬件配置
3.1软件配置
序号 名称 主要功能 备注
1
流媒体服务
端 高性能的视频播放服务系统，支持将直播、点播视频分发到终端用户；支持无限时长时移；支持多码率；支持实时智能封装；支持多级级联； 支持负载均衡。

2 P2P系统为终端用户提供P2P服务，保证用户的P2P数据获取和媒体播放质量，单台支持10000用户
3 直播收录系统 对直播频道进行采集收录，支持手动收录、计划收录等；支持集群部署。

单台服务器支持并行20个并行任务
4 直播播控系统 支持多码率直播管理发布；支持完善的播
控管理；支持现场直播、电视直播；
5 综合支撑系统实时监控系统中各子系统服务器当前的
负载情况，通道I/O的使用率、CPU、内存、磁盘阵列的空间占用和运行状态，支持与短信平台、邮件平台对接。

对全网的所实用户行为进行数据统计，提供直观、详细的数据报表。

，包括在线用户数统计、系统占用带宽统计、用户收看流畅度统计、P2P用户分享率详细信息统计等，支持统计数据的导出与二次分析
6 播放器 智能flash播放器，支持直播、点播、时移支持清晰度、选择、画质调整；支持图片、视频广告形式，支持前插广告、暂停广告、边角广告等；支持视频分享、推荐；支持智能预览；支持对视频添加台标；支持滚动字幕；支持播放记忆、支持跳过片头、看点提示；支持Flash P2P
3.2所需硬件1.省级共享中心
流媒体服务器：数量依据各院校上传的视频流而定；
P2P服务器：数量依据实际并发观看精品课用户数而定，单台可支持10000并发用户；
收录服务器：数量依据各院校上传的视频流而定；
2.市级共享中心
流媒体服务器：数量依据各院校上传的视频流而定；
3.各院校
编码器：每院校最低配备一台；
校流媒体服务器：可考虑重点院校进行配备，其他院校可直接连接市级共享中心进行观看；
其他硬件：摄像机或者录播教室，可利旧；。