我国是全世界教育人口最多的国家,优质教育资源的紧缺和巨大的教育需求之间的矛盾,是我国教育当前面临的一大问题。随着近几年我国教育信息化的加大投入,以及移动互联网的快速发展,网络直播教学为分享教育资源、提高教学质量提供了新途径。利用互联网进行教学直播,已成为教育信息化发展的重要课题。本文对国内外在线教育的应用现状进行了分析,针对其中存在的不足,提出了一种基于Protocol Buffers(简称Protobuf)和RTMP协议(Real Time Messaging Protocol,实时消息传输协议)的互动教学直播系统,实现了丰富的课堂互动和同步的视频直播,为老师和学生提供了全新的教学场景。本文完成的主要工作有:1.根据互动教学直播的业务特点和需求,设计了系统的总体框架,明确了各子系统的功能;2.基于Protobuf定义了系统通信的全部消息,在此基础上完成了直播服务器子系统、教师直播子系统、学生客户端的消息处理模块和互动功能逻辑,实现了文字聊天、课堂答题、课堂管理等互动功能;3.基于Netty框架设计了直播服务器,实现了模块间消息快速处理和转发,以及对虚拟教室和成员对象的管理;4.基于RTMP流媒体协议,设计了教学视频的直播链路,并分别在教师直播子系统和学生客户端实现了视频采集、编码、传输、解码、播放等功能;5.设计并实现了互动教学直播系统的数据库,满足系统的数据访问需求。本文提出的基于Protobuf和RTMP协议的互动教学直播系统,在本单位完成了测试,直播并发量与消息视频延时等指标均满足设计要求,投入正式运营后,经过数十万用户的实践检验,证明了系统设计具备良好的可靠性与可用性。本文构建的互动教学直播系统,对优质师资力量和教育资源的传播共享,促进信息技术与传统教学的深度融合,推进教育公平化建设,提高学生的学习兴趣和学习质量,都有着积极的建设意义。