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[摘要]随着远程教育应用的深入发展,大数据多媒体教学资源在网上的传输显得越来越重要,本文阐述了基于P2P流媒体技术的优势、原理、软件实现,说明了流媒体技术对远程教育的重大意义。
[关键词]P2P 流媒体技术 远程教育系统
[中图分类号]G484[文献标识码]A[文章编号]1009-5349(2010)01-0077-01
远程教育的发展大致可分为3个阶段,即函授、广播电视和网络教育。所依赖的载体分别从印刷品,到无线电、电视,再到计算机、各种网络。随着宽带技术的普遍应用和解压缩技术的不断提高,求知者可以通过网络自主地选择学习内容、控制学习节奏,并进行远距离的实时交互。流媒体技术利用自身丰富的数字资源和网络化优势,开发新的思路,增加教育应用的方式和功能,在远程教育中将发挥巨大作用。
一、P2P流媒体技术概述
流媒体(streaming media)是指在网络中传输视频和音频等多媒体信息的最新技术。P2P即“peer–to–peer”(对等网络),它允许用户直接连接到其他用户的计算机上进行文件共享与交换。P2P技术是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上,让用户边下载边观看,而不需要等整个文件全部下载完毕才可以观看的技术。传统的远程教育系统都是基于C/S模式的,资源相对集中,当在线用户过多时,存在服务器单点失效和网络带宽瓶颈等缺陷,P2P技术无疑是最佳选择。简单的说,P2P使得网络上的沟通变得容易,直接共享和交互,可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。在利用网络实现的远程教育过程中,数据量巨大和网络带宽极窄这两个问题一直困扰着网络教育活动的开展,P2P技术的出现使问题得到了较好的解决。
二、基于P2P的流媒体技术的远程教育系统构建
基于P2P采用流媒体来实现远程教学的基本过程中,教学者事先在网络上发出通知,听众在讲座开始前访问某个URL地址,当讲座开始时,演讲稿、演讲者图像以及文字反馈窗口集成在一个单一的浏览器中。通过IP即可以实现实时传递和按需点播,演讲者的动作、话语与演讲稿全部以视频方式记录,保证接收者能够获取完整的信息,以达到实时的传输,并消除时间的障碍。由于演讲内容可以方便的存储于网络服务器中,接收者就可以随时根据需要调出感兴趣的部分进行收看,并根据自己的需要进行控制,选择停止、开始或重播。
三、基于P2P的流媒体处理的软件实现分析
(一)宽带视频类型。采用专业的摄、录、编设备,对视音频信号进行处理,采用MPEG-1或MPEG-2进行数字压缩,利用VOD进行宽带网络视频点播。这种方式图像质量好,用硬件压缩速度也很快,可以用于实时直播。但压缩后的数据量仍然很大,占用的存储和传输资源也大。
(二)视频会议类型。采用国际电联的H.261或H.263对视频进行编码压缩,用G标准对音频进行编码压缩,采用T.120协议传输控制信号和文件。该方式对媒体流的处理速度快,可以用于双向的实时交互,但很难用于存储和点播。
(三)微软视频类型。微软开发了一系列视频软件,可以用于视频的处理和播放,也可以和图片、文本、应用软件结合使用。
(四)窄带视频课件类型。随着网络技术的发展,很多院校单位都办起了教育网站,利用网络开展远程教育。为了在网络上传输视音频,也开发了不少基于P2P的流媒体录制和播出工具,这些工具在适应低宽带传输方面做了许多工作,但对教室环境和摄录设备考虑得很少,往往图像声音质量差,教学效果不好。
四、基于P2P流媒体技术的系统功能模块分析
一个基于P2P的流媒体视听系统应该至少包括以下两个模块:1.监听器:处理引入端连接的请求,并维护应用程序必需的数据库。2.浏览器:显示用户端结果,并担当与客户的交互。
(一)监听器模块。监听器执行的第一项工作就是完成初始化登陆工作,即前面节点能力自适应的初始化,从而获得它本身及它所服务的节点的共享资源清单。登陆以后监听器就能处理其他监听器传给它的客户请求,只要有客户连接,监听器就下载文件,在下载过程中,一个监听器可以处理多个客户的请求。
(二)浏览器模块。浏览器充当用户和计算机之间的接口。通过浏览器,客户发送它的请求并接收监听器的响应。和监听器不同,浏览器一直运行在无人值守方式。浏览器显示登录的监听器的清单并发送所有的请求给监听器,让监听器自己来处理这些请求。一旦监听器处理了这些请求,浏览器就会在用户终端显示结果。
(三)监听器与浏览器之间的通信。除了执行它们各自的任务外,监听器和浏览器存在一些相互联系。
五、结语
将P2P流媒体技术引入远程教育,是我国现代远程教育事业的主流定位及要面向大众教育的保证。通过P2P流媒体技术建立功能完备、成本低廉、能被更广泛学习者接受的远程多媒体教育系统,是有效扩大教育机构的教学覆盖面,缓解我国教育资源的不足与信息化时代巨大的社会教育需求之间矛盾的重要手段。
【参考文献】
[1]吴国勇.网络视频流媒体技术与应用.北京邮电大学出版社,2001.
[2]钟玉琢.流媒体和视频服务器.清华大学出版社,2003.
[3]王宝智.多媒体宽带网技术.国防工业出版社,2002.
[4]张丽.流媒体技术大全.中国青年出版社,2001.
[5]张景春.基于P2P的一种远程教育系统模型.网络与通信,2008.
[6]宋蔚.P2P流媒体技术在远程教育网络中的应用.中国医学教育技术,2008.
[关键词]P2P 流媒体技术 远程教育系统
[中图分类号]G484[文献标识码]A[文章编号]1009-5349(2010)01-0077-01
远程教育的发展大致可分为3个阶段,即函授、广播电视和网络教育。所依赖的载体分别从印刷品,到无线电、电视,再到计算机、各种网络。随着宽带技术的普遍应用和解压缩技术的不断提高,求知者可以通过网络自主地选择学习内容、控制学习节奏,并进行远距离的实时交互。流媒体技术利用自身丰富的数字资源和网络化优势,开发新的思路,增加教育应用的方式和功能,在远程教育中将发挥巨大作用。
一、P2P流媒体技术概述
流媒体(streaming media)是指在网络中传输视频和音频等多媒体信息的最新技术。P2P即“peer–to–peer”(对等网络),它允许用户直接连接到其他用户的计算机上进行文件共享与交换。P2P技术是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上,让用户边下载边观看,而不需要等整个文件全部下载完毕才可以观看的技术。传统的远程教育系统都是基于C/S模式的,资源相对集中,当在线用户过多时,存在服务器单点失效和网络带宽瓶颈等缺陷,P2P技术无疑是最佳选择。简单的说,P2P使得网络上的沟通变得容易,直接共享和交互,可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。在利用网络实现的远程教育过程中,数据量巨大和网络带宽极窄这两个问题一直困扰着网络教育活动的开展,P2P技术的出现使问题得到了较好的解决。
二、基于P2P的流媒体技术的远程教育系统构建
基于P2P采用流媒体来实现远程教学的基本过程中,教学者事先在网络上发出通知,听众在讲座开始前访问某个URL地址,当讲座开始时,演讲稿、演讲者图像以及文字反馈窗口集成在一个单一的浏览器中。通过IP即可以实现实时传递和按需点播,演讲者的动作、话语与演讲稿全部以视频方式记录,保证接收者能够获取完整的信息,以达到实时的传输,并消除时间的障碍。由于演讲内容可以方便的存储于网络服务器中,接收者就可以随时根据需要调出感兴趣的部分进行收看,并根据自己的需要进行控制,选择停止、开始或重播。
三、基于P2P的流媒体处理的软件实现分析
(一)宽带视频类型。采用专业的摄、录、编设备,对视音频信号进行处理,采用MPEG-1或MPEG-2进行数字压缩,利用VOD进行宽带网络视频点播。这种方式图像质量好,用硬件压缩速度也很快,可以用于实时直播。但压缩后的数据量仍然很大,占用的存储和传输资源也大。
(二)视频会议类型。采用国际电联的H.261或H.263对视频进行编码压缩,用G标准对音频进行编码压缩,采用T.120协议传输控制信号和文件。该方式对媒体流的处理速度快,可以用于双向的实时交互,但很难用于存储和点播。
(三)微软视频类型。微软开发了一系列视频软件,可以用于视频的处理和播放,也可以和图片、文本、应用软件结合使用。
(四)窄带视频课件类型。随着网络技术的发展,很多院校单位都办起了教育网站,利用网络开展远程教育。为了在网络上传输视音频,也开发了不少基于P2P的流媒体录制和播出工具,这些工具在适应低宽带传输方面做了许多工作,但对教室环境和摄录设备考虑得很少,往往图像声音质量差,教学效果不好。
四、基于P2P流媒体技术的系统功能模块分析
一个基于P2P的流媒体视听系统应该至少包括以下两个模块:1.监听器:处理引入端连接的请求,并维护应用程序必需的数据库。2.浏览器:显示用户端结果,并担当与客户的交互。
(一)监听器模块。监听器执行的第一项工作就是完成初始化登陆工作,即前面节点能力自适应的初始化,从而获得它本身及它所服务的节点的共享资源清单。登陆以后监听器就能处理其他监听器传给它的客户请求,只要有客户连接,监听器就下载文件,在下载过程中,一个监听器可以处理多个客户的请求。
(二)浏览器模块。浏览器充当用户和计算机之间的接口。通过浏览器,客户发送它的请求并接收监听器的响应。和监听器不同,浏览器一直运行在无人值守方式。浏览器显示登录的监听器的清单并发送所有的请求给监听器,让监听器自己来处理这些请求。一旦监听器处理了这些请求,浏览器就会在用户终端显示结果。
(三)监听器与浏览器之间的通信。除了执行它们各自的任务外,监听器和浏览器存在一些相互联系。
五、结语
将P2P流媒体技术引入远程教育,是我国现代远程教育事业的主流定位及要面向大众教育的保证。通过P2P流媒体技术建立功能完备、成本低廉、能被更广泛学习者接受的远程多媒体教育系统,是有效扩大教育机构的教学覆盖面,缓解我国教育资源的不足与信息化时代巨大的社会教育需求之间矛盾的重要手段。
【参考文献】
[1]吴国勇.网络视频流媒体技术与应用.北京邮电大学出版社,2001.
[2]钟玉琢.流媒体和视频服务器.清华大学出版社,2003.
[3]王宝智.多媒体宽带网技术.国防工业出版社,2002.
[4]张丽.流媒体技术大全.中国青年出版社,2001.
[5]张景春.基于P2P的一种远程教育系统模型.网络与通信,2008.
[6]宋蔚.P2P流媒体技术在远程教育网络中的应用.中国医学教育技术,2008.