虚拟教室系统

虚拟教室

虚拟教室系统，也叫做虚拟教室，是指在计算机网络上利用多媒体通讯技术构造的学习环境，允许身处异地的教师和学生进行大多数教学活动，并能实现实时视频点播教学、实时视频广播教学、虚拟教室教学监控、多媒体备课与授课、多媒体个别化交互式网络学习、同步辅导、同步测试、疑难解析、BBS讨论、远距离教学等；虚拟教室是计算机技术、多媒体技术、数字压缩技术、网络通信技术等信息技术、多学科、多领域融合交叉结合的产物。

系统定义

他不同于一般的多功能教室，他解决了当今多媒体教室和电子阅览室无法解决的问题，它是教室革命的代表。

发展定位

虚拟教室系统的发展愿景是依托网络培训学院，不断完善功能和性能，逐步尝试独立运维，采用软件服务化（Saas）思想，拓展实用范围，最终形成全省统一、可分可合、贴近实用的新型教学、交流平台。通过对虚拟教室系统应用情况的进一步分析，虚拟教室可以成为一个集团、机构、教育体系或者组织对培训进行巡查的窗口，以了解第一手资料，促进培训成效和成果转化。

发展云模型

以云计算的思想构建分布式的虚拟视频会议资源云，将基础设施建设与虚拟教室具体应用相分离。使用户可以在网内自由应用虚拟教室和视频会议服务。通过分布式部署的多台虚拟教室服务器，配合云计算资源管理架构，实现的能力有：

1、超大规模的培训能力 – 通过增加分布式服务器系统，可以支持超大规模的虚拟教室培训。15台服务器理论上可以支持5000用户同时在线的同步培训课堂。

2、服务虚拟化 – 虚拟教室云资源的建立，使用户无论在网络的任何位置都可以轻松访问培训课程，而无需了解具体是哪台服务器为你提供了服务。

3、提高系统可靠性 – 虚拟教室云资源具有负载均衡、灾难恢复和系统自愈能力，资源云中少数服务器和网络故障将不会影响系统的总体服务能力。

4、易于扩展 – 虚拟教室云资源可以动态扩展，根据应用情况将新增服务器单元假如云，即可迅速提高虚拟教室云的服务能力和容量。

5、按需服务 – 虚拟教室云资源具有强大的网络课程服务能力，用户可以根据需要随时申请空闲的资源。

基础设施

分布式服务器群

虚拟教室服务器，在云基础设施中以资源型态存在，主要提供共享的客户连接资源，虚拟教室空间资源，共享的数据资源，预设的网络带宽资源等。

资源管理服务器负责上述资源的管理和调度。可以将虚拟教室服务器加入云资源，来统一管理，并共享给网络以统一资源调度。

资源管理服务器负责加入云的服务器资源的监控，运转正常的服务器在资源列表中被标记为可用，失效的服务器将从资源列表中被标记为不可用，重新恢复运转的服务器可以被重新标记为可用。

跨区域的虚拟教室

管理员可以自由使用云中可用的服务器资源创建虚拟教室。虚拟教室可以是跨域的，即使用多个服务器资源而创建的虚拟教室。

虚拟教室的创建逻辑上可以使用任意多个服务器资源的。一个逻辑上的虚拟教室是可以跨服务器的。不同服务器之间的相同ID的虚拟教室之间通过音视频和数据信息转发实现同步。

虚拟教室所使用的多个服务器资源可以实现负载均衡。如果某虚拟教室资源所利用的服务器资源不可用，系统将自主切换使用可用的服务器资源。

资源智能调度

（1）服务器资源状态实时监测

资源检测服务提供定时的服务器状态数据，主要包括，CPU 占用率，内存利用率，网络利用率，虚拟教室服务状态，虚拟教室通信端口状态，虚拟教室连接数，虚拟教室数据端口状态等。

根据上述服务器状态信息对服务器资源进行评估，评估结果可能为: 可用，受限，不可用。评估方法根据预定义的评估标准（算法），该评估标准是可以更新和修正的（xml）。

（2）虚拟教室预约协议（算法）

虚拟教室预约协议（算法）是教室虚拟化的关键算法，该算法基于基础架构资源信息（可用服务器资源分布，受限情况，网络资源状态等），并根据待预约教室的信息（规模、时间、用户分布等）确定该虚拟教室所占用的服务器资源和模式。

虚拟教室预约协议（算法）是可以更新和修正的。

（3）动态资源路由协议

动态资源路由协议（算法）首先是为了解决用户就近登录问题，其次是解决临近服务器不可用时的选择合适的登录服务器，最后是为了解决系统的负载均衡问题。

动态资源路由协议（算法）基于基础架构资源信息（可用服务器资源分布，受限情况，网络资源状态等），并根据用户当前的位置信息（如IP地址或者网关信息），确定该用户的首要服务器和备用服务器，并在用户登录服务器时通知该用户。路由信息将随着基础设施资源的改变而改变。

虚拟教室负载均衡

（1）就近登录算法 – 动态资源路由算法

根据用户IP地址或网关地址，确定登录的首选服务器地址和备用服务器地址，并形成优先登录路由表。在用户登录时下载对应的优先登录路由表，首先尝试登录优先服务器地址，如不可用或服务器忙，则选择登录备用服务器。

动态资源路由算法可以保证用户登录最近获最经济的服务器，维护系统的低能耗和稳定性。

（2）负载均衡算法

负载均衡算法是动态资源路由算法的一部分。该算法对服务器登录资源，主干网络段带宽资源设定预警门限，在达到预警门限时，对与此有关的服务器资源和带宽资源设置较低的选择权重，以修正动态路由算法的服务器优选原则，实现负载均衡的目的。

负载均衡算法可以帮助系统平衡服务器和网络负载，提高系统的可靠性和稳定性。

成功案例

2005年江苏省电力公司召集国内外著名10家视频会议厂商进行选型，并进行两次大规模的现场测试，称为“破坏性测试试验”。即在同样的网络环境、同样的硬件资源下进行测试，在一台服务器上装上服务器端软件，每个客户端打开13路视频，登陆会议室，其他9家著名的视频会议厂商登陆不到100个客户端的时候服务器应承载不了压力而崩溃，而视维视频会议则登陆到230多个客户端，实现了高性能，单台服务器支持3000路以上的视频流交换，这种惊人之举得到了江苏省电力公司领导及其所有员工的认可，江苏电力放心地选择了视维视频会议系统，对其10万员工进行培训。

作为江苏省电力公司网络培训学院的核心培训平台，虚拟教室系统面向江苏电力全体员工（10万员工）提供面对面地远程培训服务。在200多人同时在线并分别接入视频的情况下，提供流畅的音频、视频及数据共享等交互功能，音视频同步良好，音频清晰，视频清楚、不延迟，数据共享反应快速、还原性好，并与现有江苏电力网络培训学院进行有效的界面和数据整合。这不仅为江苏电力节省了大量的会议费用，而且还节省了大量的培训费用，并且在用电高峰时的电力调度快速有效。

随着江苏省电力业务高速发展，200人同时在线的培训工作已经不能满足他们的需求，使用视维视频会议系统一年多，单位10万员工亲身体会到系统的稳定性、实效性、可用性。因此，2007年8月领导决定再次携手视维再扩容200个点，实现400人同时在线开展技能培训和日常会议，打造高效运营。星星之火，可以燎原。重庆电力、广东电力江门供电局、哈尔滨电业局、山东临沂电业局、山东胶南市供电局、山东宁阳供电局、新疆奎屯电力公司等等也都纷纷选用了视维视频会议系统实现无障碍沟通的梦想。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省