移動互聯網的微課線上點播系統設計

文/陳小芹

隨著信息技術的發展，各種新開發的學習工具以及學習模式越來越多，將信息化手段融入學校的課堂中可以讓現有的網絡環境、硬件資源的信息相互交流，讓網絡課堂向線上課堂的方向進行轉變。微課采用線上課堂的形式，利用現代化的通信技術讓微課堂變得更加快捷與方便，讓學生們統一采用通信設備進行學習成為現實，學生的學習時間更加自由。本文介紹了一種微課線上點播系統，系統中利用移動互聯網與通信設備，讓視頻的下載速度達到1M/s，線上視頻的存儲量20TB，用戶的下載承載量為200-300人，在良好的網絡條件下有很好的使用體驗感。

1 系統整體架構

該系統是由軟件和硬件構成的，選擇合適的服務器、網絡存儲器就可以實現網站頁面的設計、視頻點播、靜態網頁操作等功能。該微課線上點播系統主要由網頁的設計模塊、視頻格式處理模塊和后臺服務器模塊三部分構成。其中，網頁的設計模塊由圖片文本、鏈接關系和頁面格局三個部分組成，三個部分都是用Dreamweaver軟件進行編寫；后臺服務器模塊主要由Web服務器與DNS服務器兩種服務器組成，在這兩個軟件中有很多選擇，我們的系統主要由SuperDNS與EasyWebSev兩個系統與客戶進行連接。當原始文件被送入視頻格式處理的模塊時，由M3U8流封裝組件將其的格式進行轉化，將視頻的格式轉化為M3U8格式，之后將轉變后的視頻傳給M3U8流切片組件，在M3U8流切片組件的作用下，視頻就會被切成多個為ts格式的片段，之后，Web服務器將這些視頻片段進行加載，DNS服務器將提供域名解析服務。學生就可以利用手機、平板等移動通信設備上的瀏覽器，基于域名訪問的形式觀看視頻或者是對視頻進行下載保存。比如，由系統搭建了域名txvk.xuexi.cn的網站頁面，可以在這個網站頁面上進行如下操作：登陸txvk.xuexi.cn/index.html的主頁，頁面上顯示了稅務會計專業的5門專業課程，點擊專業課程名稱，就從當前頁進入二級頁面，二級界面顯示了課程的分段知識點，在這個頁面里由35個本課程的分段講解微課。進而通過二級頁面進入三級頁面，三級頁面的內容就是想要觀看的視頻，每集微課的時間較短。在二級與三級頁面里都有返回上一頁、返回主頁切換課程的功能。

2 Web和DNS服務器架設

2.1 Web服務器

Web服務器也被稱之為WWW(WORLD WIDE WEB)服務器，是Internet的多媒體信息查詢工具，主要是為用戶提供網上信息的瀏覽服務。隨著互聯網技術的發展，近年來發展很快，同時也是使用范圍比較廣的服務。當Web瀏覽器的客戶端想要對文件進行下載時，Web服務器就對這樣的請求進行處理，并發送文件到客戶端的Web瀏覽器上，而附帶的發送信息則是告訴客戶文件的類型。服務器使用超文本傳輸協議進行相互間的交流，會被設計為一個獨立運行的后臺進程，它會建立一個處理請求的子進程。Web服務器不僅具備信息儲存功能，還具備運行腳本和程序的功能，但運行的基礎是用戶通過Web瀏覽器提供的信息。該系統的程序中利用EasyWebServer作為Web服務器，服務器上的本地目錄和服務端口號是通過設置端口號以及設置主目錄的方式來定義的，設置合理的連接數量與超時時間來提升服務質量與穩定的客戶數量。

2.2 DNS服務器

DNS是進行域名和與之相對應的IP地址轉換的服務器。DNS中保存了一張域名和與之相對應的IP地址的表，以解析消息的域名轉換為IP地址。DNS服務器與配置DNS服務器，是由域名服務器與解析器組成的，在IP網絡中被廣泛應用。Super智能DNS服務器，可以增加admin下的SQA主域名，一般是通過利用添加賬號的手法來實現的，然后在主域名下增加多條RR記錄。

3 M3U8流封裝與流切片

本系統中用到了在線流媒體技術，將媒體源編碼為不同編碼速率的多個流，用戶可以根據實時的網絡環境，自行選擇編碼速率，進行智能化的自適應切換，獲得最佳的瀏覽效果。

3.1 M3U8流封裝

M3U8視頻格格式也是一種M3U，只是它的編碼格式是UTF-8格式，M3U用Latin-1字符集編碼。M3U8格式特點是帶有一個目錄信息或文件，在tsMuxerGUI軟件中，可以將mp4這一類型的格式轉化為ts格式的多媒體編碼文件，在轉化的過程中要注意，如果視頻文件不是mp4格式，就要通過軟件對其格式進行轉換，在轉換后注意編碼格式要求。使用tsMuxerGUI軟件進行M3U8的流封裝速度很快，微課的視頻一般在10分鐘左右，對于微課的視頻轉化一般僅需要幾秒鐘的時間，操作比較簡單，運行流暢，轉化的效果也比較好。

3.2 M3U8流切片

經過流封裝操作的視頻依舊沒有完成構建HTTP Streaming的流程，這時需要用到流分割器，可以將視頻分成一個個的小片。ts小文件和M3U8索引文件組成HLS流，ts文件的切片和索引文件生成需要通過M3U8切片工具來實現。M3U8流切分工具可以做到不需要任何特殊的媒體服務器支持便可以將現場直播信號通過HLS輸出到互聯網上。

4 結束語

本文利用移動互聯網的HLS技術，設計的微課線上點播系統具有很好的網絡適應性，系統可以很好的在復雜的網絡環境下工作，簡化了網絡擴展與服務部署流程變，還可以進行快捷的下載緩存，提高客戶的服務滿意程度。隨著互聯網技術的進步，移動通信設備的性能也越來越好，對于信息的需求會越來越大，操作簡單，接收信息方便，發展前景廣闊。