【正文】 具體的。使用其他的軟件工具如Acrobat Reader或者是通過IE上網(wǎng)時，這些軟件都在視頻顯示區(qū)中運行。考慮以彩屏方式作為視頻源，是因為教師上課時經(jīng)常會使用到PowerPoint、視頻展示臺、軟件演示、以及通過黑板板書等多種媒體教學方式，彩屏能很好的把以上媒體都記錄下來，實踐表明這種方式能很好的滿足大多數(shù)上課的需要各種視頻具體示意圖如下：首先是教師視頻顯示在屏幕的左上角，視頻展示臺圖像、黑板圖像顯示在屏幕左邊的預覽 區(qū)內(nèi)。實時教學模塊在設(shè)計上，首先得充分的考慮到把教師上課的信息元素傳送給不在現(xiàn)場的學生，這些信息元素通常包括教師的聲音、視頻展臺、圖像、教師在黑板上的演示、黑板上的視頻、課件以及軟件演示等。NLB的工作方式具體示意圖如下：圖43 NLB的工作方式圖NLB(網(wǎng)絡(luò)負載平衡功能)增強了流媒體服務器程序的可用性和可伸縮性，目前NLB技術(shù)可以在多大32個服務器節(jié)點的集群內(nèi)平衡引入的IP通信量；對于需要更多的服務器集群，每個集群最多包含32個服務器節(jié)點，每個服務器集群內(nèi)部采用NLB實現(xiàn)負載均衡；同時采用DNS服務器將客戶端的訪問請求循環(huán)的發(fā)送到各NLB服務器集群中去，具體的示意圖如下：圖44 系統(tǒng)擴展超過32個服務器節(jié)點： 在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中，流媒體編碼是通過實時教學完成的。NLB提供了動態(tài)伸縮功能，即在不影響客戶端的情況下，自動適應集群內(nèi)服務器節(jié)點的添加和刪除。有了NLB，客戶端傳入的TCP通信、用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議通信和一般路由封裝通信請求被分發(fā)給各個集群成員。解決服務器集群對客戶端訪問的負載均衡問題，在傳統(tǒng)上有兩種方法：第一是采用專用的硬件負載均衡器，圖如下：圖41 專用的硬件負載均衡器其次是集中調(diào)度訪問負載，具體的示意圖如下：圖42 集中調(diào)度訪問負載 以上兩種負載均衡的方案中，硬件負載均衡器和用于集中調(diào)度的主機都會成為系統(tǒng)性能的瓶頸，而且這兩個瓶頸也會極大地影響系統(tǒng)的容錯能力，同時也會增加系統(tǒng)的成本。應用程序能夠跨計算機進行分配，以實現(xiàn)并行運算與故障恢復，并提高更高的可用性；(2)可伸縮性：加入更多的處理器或計算機可提高集群的計算能力；(3)易管理性：集群以單一系統(tǒng)映射的形式來面向最終用戶、應用程序及網(wǎng)絡(luò)，同時也為管理員提供單一的控制點。另外，使用“即插即用”技術(shù)，“集群服務”還能夠檢測網(wǎng)卡、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)堆棧以及共享的物理磁盤的添加和刪除。Microsoft Windows 2003 Server里面的“集群服務”監(jiān)測著標準應用程序和服務器的狀況，提供了由一臺服務器節(jié)點到另外一臺服務器節(jié)點的轉(zhuǎn)換服務。這些連接允許服務器節(jié)點使用故障應急與負載均衡功能，而故障應急與負載均衡功能在單機是不可能實現(xiàn)的。 流媒體服務器系統(tǒng)軟件設(shè)計1) 服務器集群服務服務器集群式由一組獨立的服務器節(jié)點組成，這些節(jié)點一起工作以運行一系列共同的應用程序，同時為客戶和應用提供單一的系統(tǒng)映射。采用SAN將流媒體數(shù)據(jù)的存儲與服務器節(jié)點提供的數(shù)據(jù)傳輸服務完全地分開具有一定的優(yōu)點，首先：存儲的流媒體數(shù)據(jù)易于管理維護；其次服務器節(jié)點的操作系統(tǒng)易于升級；然后存儲設(shè)備與服務器節(jié)點易于擴展；最后系統(tǒng)具有高容錯能力、高可靠性。在該系統(tǒng)中，流媒體數(shù)據(jù)被存儲在若干具有光纖通道接口磁盤陣列上，這些磁盤陣列通過專用光纖通道交換機與所有的服務器節(jié)點直接 相連，所有的磁盤陣列上存儲的數(shù)據(jù)在邏輯上相當于一個巨型“磁盤”，這個“磁盤”上的所有數(shù)據(jù)被所有的服務器節(jié)點共享，同時被共享的還有所有磁盤陣列的I/O資源。SAN也允許各個存儲子系統(tǒng)，如磁盤陣列和磁帶庫，無需通過專用的中間服務器即可互相協(xié)作。SAN不是一種產(chǎn)品而是配置網(wǎng)絡(luò)化存儲的一種方法。具體的服務器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)圖如下：集群式流媒體服務器光纖通道(FC)接口高速以太網(wǎng)接口服務器節(jié)點4服務器節(jié)點3服務器節(jié)點2服務器節(jié)點1服務器節(jié)點1服務器節(jié)點2服務器節(jié)點3服務器節(jié)點42) SAN存儲體系集群式的流媒體服務器采用SAN體系來存儲流媒體文件的數(shù)據(jù)。服務器節(jié)點的另一個網(wǎng)絡(luò)I/O接口是光纖通道(FC)接口，節(jié)點通過它訪問存儲設(shè)備上的流媒體數(shù)據(jù)。其中一個為高速以太網(wǎng)接口，所有的節(jié)點通過該網(wǎng)絡(luò)接口連接到高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機上，組成一個LAN；同時該交換機還連接著通向廣大流媒體應用客戶端的網(wǎng)絡(luò)。所有節(jié)點的操作系統(tǒng)是相對獨立的，一個節(jié)點的加入或去除不會影響其他節(jié)點和整個集群的正常工作。我們?yōu)槊總€服務器節(jié)點配置1G的內(nèi)存，并可根據(jù)實際情況增加或減少。每個節(jié)點具有兩個SMP方式工作的處理器，為節(jié)點提供強大的運算處理能力。這樣可以把多個CPU處理能力、數(shù)據(jù)I/O能力較低，內(nèi)存容量較少的服務器聯(lián)合成為一部高性能設(shè)備使用。除故障應急程序之外，某些形式的集群也使用負載均衡功能，該功能可使計算負載得以在聯(lián)網(wǎng)的計算機間進行分配。 流媒體服務器硬件設(shè)計1) 服務器集群結(jié)構(gòu)服務器集群就是指一個一個單獨的服務器主機連接起來，并且協(xié)調(diào)不同服務器乃至整個服務器群里面的通信，使它們能夠執(zhí)行共同的任務。這種流媒體服務解決方案既可用于NVOD方式的應用，同時出于在處理功能上借鑒了集中式處理的若干思想，因此也可用于實現(xiàn)VOD點播方式的應用，目前已經(jīng)有人基于這樣的思想提出了實現(xiàn)高性能計算機的廉價方案，可以想象，這種方案兼顧了前兩種方案的特點，同時具有較低的系統(tǒng)代價和較高的性能價格比，有相當?shù)奈Α?)服務器集群解決方案服務器集群解決方案可以看作是分布式流媒體服務器解決方案的改進，一方面的改進是多個服務器通過運行集群程序組成相互通訊協(xié)調(diào)工作的服務器集群、客戶端將服務器集群視為單一的邏輯服務器設(shè)備而不再是多個獨立的服務器；另一方面的改進是采用了SAN將節(jié)目資源集中存放，這在物理上解決了集中式存儲問題。2)分布式流媒體服務器解決方案分布式系統(tǒng)是采用多個服務器來進行處理，這種方案中每個服務器是獨立的、對存儲I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O資源不是全局共享的，如果開放類似VOD的點播業(yè)務，會產(chǎn)生有些服務器系統(tǒng)資源安全占滿，而其它的服務器卻很空閑的情況，因此，這種系統(tǒng)最適合于類似NVOD廣播應用，這些系統(tǒng)一般可由多個PC Server級的服務器來充當，每個服務器只有有限的節(jié)目，所有節(jié)目都以NVODD方式播出，相當于節(jié)目頻道數(shù)更豐富了，對用戶而言只是選擇的節(jié)目數(shù)多了，節(jié)目的收看時間靈活了一些而已，并不是真正的互動系統(tǒng)。集中式處理服務器在最大限度上解決了資源的合理利用問題，具有負載平衡性能，能夠在系統(tǒng)負荷增加時，將增加的負荷平均分攤到各個處理節(jié)點中去。在該系統(tǒng)設(shè)計過程中，采用服務器集群解決方案來設(shè)計流媒體服務器，把服務器的存儲系統(tǒng)設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)I/O設(shè)計與服務端管理軟件設(shè)計一起考慮，這樣就使系統(tǒng)具有較高的性能，同時服務器具有較低的價格，并用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，開發(fā)相應的管理軟件。由此課件對流媒體服務器的技術(shù)要求主要應側(cè)重與其數(shù)據(jù)吞吐能力，特別是對流式傳輸數(shù)據(jù)的吞吐能力。第四章 基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的詳細設(shè)計 流媒體課件服務器設(shè)計流媒體具有兩個明顯的特點：首先是流媒體具有帶寬特性，即要求保持一定的傳輸速率，以確?？蛻舳说膶崟r、連續(xù)的播放效果；其次是流媒體的數(shù)據(jù)量一般較大，以保存長時間的音頻或視頻剪輯。具體的圖如下：字段名字段類型說明 idInt(4)編號nameChar(10)用戶名usernameChar(10)用戶登陸名PasswordChar(8)登錄口令TypeChar(8)用戶類型EmailChar(16)電子郵件Start dateDate(10)創(chuàng)建時間CommentsChar(10)備注信息 表1 用戶信息表 字段名字段類型說明idInt(4)編號nameChar(8)編號UsernameChar(8)文件名稱SnameChar(8)課程名稱SnumberInt(4)課程編號CnumberInt(4)章節(jié)編號FilesizeInt(4)文件大小Start dateDate(10)創(chuàng)建時間CommentsChar(10)備注信息 表2 課件信息表字段名字段類型說明idInt(4)編號usernameChar(8)文件名稱SnameChar(8)課程名稱teacherChar(8)任課教師PathChar(8)播放路徑Path1Char(8)本地路徑CnumberInt(4)章節(jié)編號ChipInt(4)知識點FilesizeInt(4)文件大小Start dateDate(10)創(chuàng)建時間IntroductionChar(10)課程介紹mentsChar(10)備注信息表3 視頻信息表具體的ER圖如下：首先是用戶與課件信息表關(guān)系的ER圖EmailCommentsUsernameFilesizeUsernamenameidPassword用戶idTypename課件信息表CommentsCnumberStart dateSname選擇課件Start date其次是用戶與視頻信息表之間的ER圖teacherChipPathidSnamePath1CommentsEmailPasswordUsername用戶idTypename視頻信息表CommentsCnumber選擇視頻Start dateCnumberStart dateIntroductionFilesize 本章主要對Windows Meida Service的各組成部分進行了闡述以及其在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)應用中的總體設(shè)計。具體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各模塊系統(tǒng)關(guān)系圖如下：圖37網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)圖 數(shù)據(jù)庫的基本設(shè)計關(guān)系到開發(fā)人員在以后的程序設(shè)計中的編程質(zhì)量。教師在使用實時授課模塊之前，管理員要先通過實時教學管理模塊給上課教師授權(quán)，所以教師必須在授權(quán)之后才能進行實時授課。日志管理對系統(tǒng)運行情況做記錄，為系統(tǒng)維護管理提供幫助。具體的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)功能模塊圖如下：系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)教學教學管理日志管理登錄認證課件管理問題交流系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)選課學習管理課件點播實時授課教學評估實時聽課課件編輯實時教學流媒體處理圖36網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)功能模塊圖 系統(tǒng)各模塊之間是互相關(guān)聯(lián)的，管理數(shù)據(jù)存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，各模塊使用之前必須通過安全認證模塊認證取得授權(quán)后方能使用，所以：1)系統(tǒng)管理功能模塊：登錄認證模塊完成用戶注冊、登錄及權(quán)限驗證功能，同時完成用戶交換公鑰及產(chǎn)生私鑰功能。教學管理包括實時授課、實時教學管理、課件編輯、課件管理和教學評估，使用對象是教師。我們設(shè)計的該系統(tǒng)主要是分為三大模塊：學習管理、教學管理、系統(tǒng)管理。我們設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)主要實現(xiàn)一個以實時教學與非實時教學相結(jié)合、通用綜合的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，包括課件管理、課件點播、教學評估和系統(tǒng)管理等功能。為降低建設(shè)和維護成本，設(shè)計中系統(tǒng)采用將Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、媒體服務器部署在一個硬件PC服務器上，實際工作可以分開進行部署。用戶界面層位于用戶的個人機上，事物服務層位于Web服務器和應用程序服務器上，服務層位于數(shù)據(jù)庫服務器上，這種結(jié)構(gòu)有利于系統(tǒng)模型的開發(fā)、系統(tǒng)的負載平衡和系統(tǒng)的維護。隨著Web技術(shù)的日益成熟，B/S結(jié)構(gòu)已成為取代C/S結(jié)構(gòu)的一種全新技術(shù)，在本系統(tǒng)中，采用的是B/S結(jié)構(gòu)，IIS作為Web服務器。網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)不僅是先進計算機科學和技術(shù)水平的體現(xiàn)，也是要符合現(xiàn)代化教育的一般規(guī)律，能夠為遠程教育提供一個真正高效的現(xiàn)代化教育手段。本系統(tǒng)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫，它能很好地滿足以上的幾個條件。本系統(tǒng)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫，它能很好地滿足以上的幾個條件，比較適合大中型數(shù)據(jù)庫服務器。這樣，教與學之間就能進一步溝通，適應了遠程開放教育的需要。2)流媒體服務器架設(shè)了Microsoft公司的流媒體服務器，使用Windows Media Service進行流媒體的發(fā)布，可以實現(xiàn)流媒體的實況發(fā)布、實時監(jiān)控、版權(quán)保護以及帶寬分配等諸多功能，其性能遠高于利用Web服務器通過HTTP協(xié)議的 在線觀看。Microsoft已對IIS ，這使其具有內(nèi)置的響應和請求緩存、隊列功能，并能夠?qū)贸绦蛘埱笾苯勇酚傻焦ぷ鬟M程，從而改善可靠性和性能。IIS 、實現(xiàn)和管理Web應用程序的最新Web標準。Microsoft Windows Server 2003家族的Internet 信息服務在Intranet，Internet或者Extranet上提供了集成、可靠、安全、可伸縮和可管理的Web服務器功能。3. 2系統(tǒng)平臺選型根據(jù)系統(tǒng)的實際功能要求，我們就針對該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性考慮，順應成熟先進軟件技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，我們決定采用XP系統(tǒng)、 Web服務器、Windows Media Server 媒體服務器、SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。分布由Windows Media編碼器、Windows Media廣播站，或者是遠程單播發(fā)布點生成的實況流，創(chuàng)建廣播單播發(fā)布點。運行防火墻后面的用戶接收以其他的方式無法接收的流；最后也可以將流分發(fā)到其他的服務器，然后再單播該流，允許網(wǎng)絡(luò)中那些未啟用組播的客戶接收該流。假如已經(jīng)達到了服務器單播流的最大數(shù)目，可以將流發(fā)送到其他的服務器，在那里再將該流單播