高校P2P流媒體的應用詮釋

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論文關鍵詞：網絡教學P2P；流媒體；直播；無線流媒體；遠程教學

論文摘要：文章主要描述流式技術及主要的流媒體技術在高校教學中的應用，提出了流式技術在高校網絡教學的主要解決方案。隨著網絡技術、通訊技術、多媒體技術的迅猛發展，教學手段要求實現多媒體化、網絡化成為當務之急，這就對教育技術工作提出了更高的要求。

流媒體（StreamingMedia）技術的出現可以解決這個問題，基于流媒體本身的技術特征：就是將影音文件經過壓縮處理后，放在網絡服務器上，進行分段的傳輸，客戶端計算機不用將整個的影音文件下載到本地便可以即時播放。由此種特征，流媒體就可以完全實現網絡教學的模式：遠程教學網絡直播和網絡視頻點播。隨著信息社會的到來，教學手段不再局限于傳統的當面授教方法，而是實現教學的網絡化。而多媒體教學的影音文件在本地計算機上播放大多可以取得較好的效果，但是如果將這些格式的文件放到網絡上供其他人瀏覽，瀏覽者必須下載到本地計算機才可以收看和收聽，在當前網絡環境下，這種傳輸方式是非常不現實的。

一、流媒體的傳輸協議

熟悉網絡的人們都知道，數據在網絡上傳輸需要一些協議作為支持。RTP（實時傳輸協議）是Internet上針對多媒體數據流的一種傳輸協議，RTP在傳輸工作中提供時間標志、序列號以及其他能夠保證在實時數據傳輸時處理時間的方法，其目的是提供時間信息和實現流同步，RTP依靠RVSP保證服務質量標準。RTCP（實時傳輸控制協議）和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。RTSP（實時流協議）定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數據傳輸。RSVP（資源預留協議）是Internet上的資源預留協議，其為流媒體傳輸提供服務質量標準，但是它不負責數據傳輸。

二、流媒體網絡結構模型的選擇

根據目前p2p流媒體的實際系統，它們在覆蓋網絡的組織結構上可以被大體分成兩類，即基于樹（Tree-based）的覆蓋網絡結構和數據驅動隨機化的覆蓋網絡結構。第一，基于樹的覆蓋網絡結構：節點被組織成某種傳輸數據的拓撲拓撲結構上的節點有明確定義關系。當節點收到數據包，它就把該數據包的拷貝轉發到它的每一個節點?；跇涞姆椒ㄊ亲钭匀坏姆椒?，不需要復雜的視頻編碼算法。第二，數據驅動隨機化的覆蓋網絡結構：數據驅動的覆蓋網絡與基于樹結構的最大不同在于它不組建和維護一個傳輸數據的明顯拓撲結構，它用數據的可用性去引導數據流，而并不是在高度動態的P2P環境下不斷地修復拓撲結構。此拓撲結構的數據分發方法是用Gossip協議，在典型的Gossip協議中，節點給一組隨機選擇的節點發送最近生成的消息；這些節點在下一次做同樣動作，其他節點也做同樣動作，直到該消息傳送到所有節點。

三、P2P流媒體在高校教學中的應用

第一，課程在線視頻點播：由于流媒體技術的出現，使視頻點播從局域網內跨越到互聯網，流媒體在網絡傳輸中的優勢很適合高校網絡教學視頻點播的環境。第二，課程視頻直播：使用流媒體技術，我們可以實現教師授課的實時直播，如果再結合網上討論，便可以取得不錯的教學效果。此外，用流媒體技術實現視頻點播、視頻會議等功能也可以很好地利用到遠程教育中。第三，作業的上傳與下載：網絡教學最主要的好處就是互動性強，時間性比較隨意，教師布置的作業，特別是計算機、機械制圖方面的老師如果需要查看學生的實際操作效果，可以通過P2P的傳輸方式，完美地實現作業的上傳與下載。

四、流媒體網絡教學系統的整體規劃

硬件設備需求：視頻采集工具攝像機、錄放像機、視頻采集卡等，能夠進行多媒體信息處理的多媒體計算機。需要對多媒體數據進行存儲和管理，對存儲媒體數據向Web服務器提供一個鏈接和定位的媒體數據服務器，以及提供媒體內容采集、緩存、調度和傳輸播放等服務的流媒體服務器。軟件系統：

Windows2000Server、SQL2008、WindowsMediaServices等。在網絡課程中，流媒體將為學生提供完全個性化的學習環境，又能為協作化學習提供強有力的支持，逐步成為網絡課程的重要組成部分。它可以應用到網絡課程的各個教學環節，一般的設計步驟如下：一是整體設計，包括教學設計和軟件設計；二是實現網絡課程的軟件系統；三是網絡課程的準備過程；四是利用現有軟件和資源構建網絡課程；五是啟用用以交互的平臺。

五、流媒體網絡教學系統的設計與實現

第一，系統各功能模塊設計：一是用戶權限設計：本系統將根據管理員、教師、學生和游客權限進入不同網絡頁面，從而實現在系統中進行不同操作；二是課件信息管理設計：本系統采用按院系的方式分類，同時各個院系內部又根據院系中不同學科進行二次分類；三是課件查詢設計：可以通過按院系查詢、按教師查詢、按關鍵字查詢三種查詢方式，這樣可以快速、準確查找所需課件；四是前端顯示頁面功能設計說明：前端顯示頁面包括欄目列表顯示、教師列表顯示、會員注冊登錄模塊；五是后臺管理模塊：管理員進入后臺管理系統后，可以對整個會員信息的管理，其中包括會員管理模塊、教師管理模塊、課件信息管理模塊、欄目管理模塊和師生互動模塊。第二，系統結構設計：本系統主要由服務器、網絡傳輸和客戶端構成，系統構架相對應為：服務器模塊、網絡傳輸模塊和客戶端模塊。服務器端由流媒體服務器，Web服務器和媒體數據庫組成。網絡傳輸端是建立在校園網/Internet基礎上的?？蛻舳瞬捎肳eb瀏覽器的應用程序，通過點播提出請求，接收來自流媒體服務器的視頻、音頻流媒體。

參考文獻：

1、齊俊杰,胡潔,麻信羅.流媒體技術入門與提高[M].國防工業出版社,2009.

2、孫龍軍.P2P流媒體在網絡教育中的應用研究[D].西北大學,2008.