如何搭建日服务数百万老师和学生的云课堂:基于课件同步的在线教学直播实践

案例来源:广州视源电子科技股份有限公司
会议地点:深圳
分享时间: 2020-08-15 14:30-15:30

凌江华  |

广州视源电子科技股份有限公司 技术副总工

视睿科技的技术副总工,有7年教育领域产品的研发工作经验,负责视睿的前端团队公共体系建设,主导公司百万日活产品的技术设计和优化,现负责在线教育产品的技术架构优化及核心技术的攻坚。主要研究领域包括大型富交互web应用的架构设计,客户端音视频技术,Nodejs服务性能优化。

课程概要

案例背景:
在年初疫情爆发,为了满足学校“停课不停学”的迫切需求,希沃紧急面向全国用户免费提供了云课堂产品,开放后仅仅十天,同时在线人数就从1w跃升到45w,每天服务数百万老师和学生,而总体运维成本仅有主流视频方案的五分之一。在此期间,我们的团队既要支撑快速增长的并发数,又要不断增加更加贴近教育场景的互动功能,对前后端都提出了很大的挑战,每天上线两三个版本是这个阶段的常态了。希望借此机会给大家分享我们团队踩过的坑以及我们是如何做到低成本和强互动的。

解决思路:
现在老师用到的课件大部分是ppt或者enbx格式(希沃提供的交互式课件制作工具)的,这些课件都可以解析为网页,那么我们只需要让老师端的任何操作同步分发到所有听课学生,就能让学生看到和老师屏幕上一样的课件内容了,这样的同步机制通过消息服务很容易做到,而老师的声音通过一路很小的音频拉流就能实现。
所以我们的思路是绕开了视频直播技术,从另外一个方向解决直播画面传输的问题。我们方案中使用IM(即时通信)技术传输教师端的操作指令,把老师端所有课件操作同步到听课端,达到基于课件的直播的效果。
思路很清晰,但是在实现过程中我们也踩了大量的坑:
1. 这个方案对IM的要求很高,我们花了大量的精力来提高IM的负载能力,峰值时期,我们每天消费超180亿条消息,课程中我们会介绍IM服务如何快速提高负载能力;
2. 音频的时延会比IM的消息延时更大一些,我们要解决两者的同步问题;
3. 这个方案的回放实现比较复杂,因为不是录屏就能解决,而是要把声音和行为都录下来;
4. 中途加入课堂的学生要同步当前课堂进度,我们要实现一套可靠的同步方案;

成果:
仅仅十天内,我们团队支撑了同时在线人数从1w涨到45w,每天服务数百万老师和学生,而总体运维成本仅有主流视频方案的五分之一。以某培训机构,每日上8节课,每节课45分钟,到课学员200人为例,传统视频直播的峰值带宽约100Mb,而我们的方案的峰值带宽仅20Mb。除了成本低之外,我们还支持同学参与到课堂的互动,不再是被动听课。

听众收益

1. 跳出视频直播技术的视角,从基于课件的角度思考如何提供符合在线教学场景的直播方案;
2. 了解基于课件的直播方案有哪些优势和缺点,是否有借鉴意义;
3. 了解基于课件在线教学方案是如何实现的,可能遇到哪些技术问题,有哪些比较成熟的解决方案;

凌江华  |

广州视源电子科技股份有限公司
技术副总工

视睿科技的技术副总工,有7年教育领域产品的研发工作经验,负责视睿的前端团队公共体系建设,主导公司百万日活产品的技术设计和优化,现负责在线教育产品的技术架构优化及核心技术的攻坚。主要研究领域包括大型富交互web应用的架构设计,客户端音视频技术,Nodejs服务性能优化。

课程概要

案例背景:
在年初疫情爆发,为了满足学校“停课不停学”的迫切需求,希沃紧急面向全国用户免费提供了云课堂产品,开放后仅仅十天,同时在线人数就从1w跃升到45w,每天服务数百万老师和学生,而总体运维成本仅有主流视频方案的五分之一。在此期间,我们的团队既要支撑快速增长的并发数,又要不断增加更加贴近教育场景的互动功能,对前后端都提出了很大的挑战,每天上线两三个版本是这个阶段的常态了。希望借此机会给大家分享我们团队踩过的坑以及我们是如何做到低成本和强互动的。

解决思路:
现在老师用到的课件大部分是ppt或者enbx格式(希沃提供的交互式课件制作工具)的,这些课件都可以解析为网页,那么我们只需要让老师端的任何操作同步分发到所有听课学生,就能让学生看到和老师屏幕上一样的课件内容了,这样的同步机制通过消息服务很容易做到,而老师的声音通过一路很小的音频拉流就能实现。
所以我们的思路是绕开了视频直播技术,从另外一个方向解决直播画面传输的问题。我们方案中使用IM(即时通信)技术传输教师端的操作指令,把老师端所有课件操作同步到听课端,达到基于课件的直播的效果。
思路很清晰,但是在实现过程中我们也踩了大量的坑:
1. 这个方案对IM的要求很高,我们花了大量的精力来提高IM的负载能力,峰值时期,我们每天消费超180亿条消息,课程中我们会介绍IM服务如何快速提高负载能力;
2. 音频的时延会比IM的消息延时更大一些,我们要解决两者的同步问题;
3. 这个方案的回放实现比较复杂,因为不是录屏就能解决,而是要把声音和行为都录下来;
4. 中途加入课堂的学生要同步当前课堂进度,我们要实现一套可靠的同步方案;

成果:
仅仅十天内,我们团队支撑了同时在线人数从1w涨到45w,每天服务数百万老师和学生,而总体运维成本仅有主流视频方案的五分之一。以某培训机构,每日上8节课,每节课45分钟,到课学员200人为例,传统视频直播的峰值带宽约100Mb,而我们的方案的峰值带宽仅20Mb。除了成本低之外,我们还支持同学参与到课堂的互动,不再是被动听课。

听众收益

1. 跳出视频直播技术的视角,从基于课件的角度思考如何提供符合在线教学场景的直播方案;
2. 了解基于课件的直播方案有哪些优势和缺点,是否有借鉴意义;
3. 了解基于课件在线教学方案是如何实现的,可能遇到哪些技术问题,有哪些比较成熟的解决方案;

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