“北大講座網(wǎng)”技術(shù)選型

文/張亦工

講座是開拓學(xué)生視野、把握學(xué)科發(fā)展、聆聽不同學(xué)術(shù)觀點的重要窗口。一個好的講座可以引發(fā)學(xué)生思考，促進學(xué)生學(xué)術(shù)能力的發(fā)展，達到提高教學(xué)質(zhì)量目的。“北大講座網(wǎng)”（http://lectures.pku.edu.cn）始建于2008年底，經(jīng)過一年多的技術(shù)探索和系統(tǒng)開發(fā)，于2009年底推出。用戶遍及中國大部分省市，以及美國、歐洲等國家和地區(qū)?！氨贝笾v座網(wǎng)”一經(jīng)推出，就得到了全國不少院校的關(guān)注，其設(shè)計理念合理，技術(shù)方案先進，利用很少的人力高質(zhì)量地完成了大規(guī)模的資源采集量，也得到了學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教育部有關(guān)管理部門的認可。

需求分析和功能定位

北大以學(xué)術(shù)活躍、講座眾多而著稱。在進行“北大講座網(wǎng)”設(shè)計之初，我們走訪了一些院系講座負責(zé)教師和講座協(xié)會的學(xué)生，發(fā)現(xiàn)北大講座服務(wù)存在如下問題：1.講座信息只在本院網(wǎng)站或郵箱發(fā)布，不利于跨學(xué)科交流；2.發(fā)布在院系網(wǎng)站上的講座信息與其他信息混雜，不利于及時發(fā)現(xiàn)；3.以海報發(fā)布的講座預(yù)告對于分散辦公或不坐班的師生來說往往不能及時獲知；4.部分院系會對講座實況錄像，但多以收藏為主；5.院系很少對拍攝的講座視頻加工，質(zhì)量粗糙，難以二次利用。因此，建立“北大講座網(wǎng)”，在全校范圍內(nèi)統(tǒng)整講座信息發(fā)布，并提供講座信息的檢索查詢服務(wù)，有助于提高講座參與人數(shù)，促進學(xué)科之間的交流；以專業(yè)化的拍攝隊伍采集講座視頻，可有效保證講座拍攝質(zhì)量。建立講座視頻點播平臺，讓北大講座資源打破時空限制，為更多師生服務(wù)。

在需求分析的基礎(chǔ)上對其進行可行性分析，提出若干條性能要求，包括：1.講座預(yù)告信息要及時、準確和暢通，因此要允許并鼓勵院系講座負責(zé)教師或熱心師生發(fā)布講座信息；2.要能支持對于講座信息的關(guān)鍵詞檢索，以提高講座資源的利用率；3.講座信息可添加院系圖標，提高講座信息分類的醒目性，體現(xiàn)院系的個性化；4.講座視頻編碼流程自動化，自動添加預(yù)先準備的片頭片尾，實現(xiàn)拍攝后一鍵上傳；5.自動疊加水印，保護版權(quán)。

考慮到北大每日講座數(shù)量多，而拍攝人力有限，因此，講座視頻加工流程的自動化和并發(fā)加工能力，成為技術(shù)選型的重點考慮因素。

工作流程和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

“北大講座網(wǎng)”系統(tǒng)由三部分組成，即講座信息發(fā)布系統(tǒng)、視頻編碼加工系統(tǒng)和講座資源存儲管理系統(tǒng)。工作流程設(shè)計

“北大講座網(wǎng)”的特色在于對相關(guān)的工作流進行了充分的分析和精心的設(shè)計，并用自主研發(fā)的軟件系統(tǒng)支持講座服務(wù)的全過程（北大講座網(wǎng)系統(tǒng)工作流程見圖1）。

1. 支持講座信息發(fā)布工作流

北大講座網(wǎng)的講座信息主要有兩個來源：一是講座網(wǎng)派專人搜集并發(fā)布講座預(yù)告信息，二是各院系信息管理員或師生主動發(fā)布講座預(yù)告信息。為此，北大講座網(wǎng)實現(xiàn)了與校內(nèi)門戶的統(tǒng)一認證。

為了提高講座資源的利用率，我們定義了講座資源的元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并有機地滲透于講座信息發(fā)布模板中，包括：講座標題、副標題、主講人、講座人簡介、講座簡介、聯(lián)系方式、講座地點、講座時間、所屬部門（加星號的為必填項）。

北大講座網(wǎng)支持對講座信息的多種檢索路徑，如按照院系分類查詢、提供全文搜索、按日期快速定位查詢等。已經(jīng)上線可以點播的講座在該講座信息發(fā)布頁面會出現(xiàn)一個攝像機圖標，提示可以點擊觀看該講座錄像。

2. 支持講座視頻拍攝工作流

目前北大講座網(wǎng)有兩個拍攝團隊，分別來自現(xiàn)代教育技術(shù)中心和圖書館。為了更好地分工協(xié)作，我們開發(fā)了拍攝派單系統(tǒng)。拍攝人員可以根據(jù)已發(fā)布的講座預(yù)告

表1講座網(wǎng)MPEG-2視頻標準

立體聲信息認領(lǐng)打算拍攝的講座，拍攝組負責(zé)教師也可以通過這個系統(tǒng)將某講座拍攝任務(wù)分發(fā)給拍攝人員。

為了保證講座的拍攝質(zhì)量，講座拍攝團隊每個人都有一套裝備，包括相關(guān)的軟硬件，保證了開機即可工作，拍攝完成后須將拍攝的原始視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為MPEG-2格式。

我們對于各種拍攝情況都有嚴格的規(guī)程，每周有定期的拍攝工作交流會，由有經(jīng)驗的教師進行點評。出勤人員拍攝完成后登錄系統(tǒng)提交拍攝回執(zhí)，回執(zhí)信息包括拍攝狀態(tài)、主講人授權(quán)發(fā)布情況等。表1為北大講座網(wǎng)現(xiàn)在采用的視頻標準。

3. 發(fā)布講座視頻工作流

北大講座網(wǎng)的發(fā)布系統(tǒng)是由現(xiàn)代教育技術(shù)中心搭建的基于蘋果系統(tǒng)的Podcast Producer的Web發(fā)布平臺。發(fā)布人員將轉(zhuǎn)換的MPEG-2格式的視頻文件提交給Web發(fā)布平臺，并導(dǎo)入講座信息數(shù)據(jù)（講座標題、主講人、簡介、所屬院系等），由事先編制在蘋果系統(tǒng)里面的發(fā)布工作流將發(fā)布員提交的MEPG-2視頻數(shù)據(jù)和資源信息提交到素材資源系統(tǒng)進行備份，同時將提交的MPEG-2視頻數(shù)據(jù)按照定制的格式進行視頻壓縮編碼，自動添加片頭片尾和版權(quán)保護水印，最后自動提交到講座發(fā)布資源系統(tǒng)，提供講座的視頻點播與查詢服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前北大講座網(wǎng)依托現(xiàn)有校園網(wǎng)架構(gòu)，以CERNET為應(yīng)用擴展，分布結(jié)構(gòu)如圖2所示。

服務(wù)器采用蘋果公司的Xserver機架式服務(wù)器，具體配置為一顆四核Xeon CPU (每個CPU主頻為3.0GHZ)，內(nèi)存為12GB，硬盤2×146GB，雙千兆以太網(wǎng)卡，QLogic 4GB光纖通道卡（用于連接SAN存儲系統(tǒng)），集成RAID 1，雙電源冗余。

根據(jù)不同需求建立了兩套存儲系統(tǒng)，對于MPEG-4資源采用基于光纖通道的SAN存儲系統(tǒng)，并且通過XSAN系統(tǒng)使多臺服務(wù)器可以共享讀寫訪問，以滿足高速、高并發(fā)量的訪問需求。對于要求高質(zhì)量視頻信息作為素材保存的MPEG-2采用iSCSI存儲解決方案，該方案在得到大容量存儲空間的同時因采用基于以太網(wǎng)傳輸?shù)膇SCSI技術(shù)，可以很方便地與其他媒體資源管理系統(tǒng)共享資源。

為了提高系統(tǒng)安全，將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、編碼服務(wù)器放置在基于以太網(wǎng)LAN后端網(wǎng)絡(luò)（不直接與外網(wǎng)相連），編碼時只須通過Web服務(wù)器提交編碼需求，該服務(wù)器通過Xgrid控制器分派工作流任務(wù)給編碼服務(wù)器集群，同時通過文件系統(tǒng)將需要編碼的原始文件提交給編碼服務(wù)器。編輯完成后，編碼服務(wù)器將原始的MPEG-2素材文件通過以太網(wǎng)LAN備份到iSCSI存儲，同時將編輯好的MPEG-4文件通過光纖網(wǎng)絡(luò)寫入到XSAN存儲，并提交該視頻文件的相關(guān)元數(shù)據(jù)和鏈接地址給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以便于Web服務(wù)器和流媒體服務(wù)器發(fā)布講座信息和講座視頻。

軟件環(huán)境方面，操作系統(tǒng)采用Mac OS X Server Version 10.6 Snow Leopard，iSCSI服務(wù)器由rPath Linux驅(qū)動的Openfiler搭建，Web服務(wù)器采用Apache 2.2.11，數(shù)據(jù)服務(wù)器采用MySQL 5.0.24。

圖1 系統(tǒng)工作流程

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖3 前端網(wǎng)站功能模塊

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

北大講座網(wǎng)系統(tǒng)主要由三大子系統(tǒng)構(gòu)成。前端網(wǎng)站

圖4 前端業(yè)務(wù)平臺功能模塊

圖5 后臺管理系統(tǒng)功能模塊

圖6 北大講座網(wǎng)日訪問量分布

前端網(wǎng)站主要是提供給普通用戶查詢講座預(yù)告信息、訂閱下載與觀看講座視頻信息、申請講座錄像服務(wù)、下載常用軟件、使用IAAA統(tǒng)一認證賬號發(fā)布講座預(yù)告信息（須審核）等，如圖3所示。講座預(yù)告和講座視頻按院系劃分并支持關(guān)鍵字全文搜索，用戶可以很方便地找到自己需要的內(nèi)容，點擊講座網(wǎng)首頁日歷中的日期，可以得到當(dāng)天講座預(yù)告，同時用戶可以通過RSS訂閱講座視頻。前臺業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要提供給院系信息發(fā)布員、講座拍攝單位發(fā)布講座預(yù)告、首頁幻燈片、講座視頻等信息，另外提供講座拍攝單位講座派單功能和一定的用戶管理功能等（見圖4）。后臺管理子系統(tǒng)

后臺管理提供給系統(tǒng)管理員設(shè)置系統(tǒng)運行的基本參數(shù)，如數(shù)據(jù)庫地址、用戶名、密碼、網(wǎng)站基本信息、數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)等功能（見圖5）。

應(yīng)用情況

“北大講座網(wǎng)”是一個講座資源服務(wù)平臺，實現(xiàn)了講座預(yù)告信息、講座錄制、編碼和發(fā)布過程的整合，其突出特點是視頻發(fā)布過程簡單，自動化程度高，服務(wù)完善。

具體說來，解決了以下問題：

1. 為大學(xué)各部門提供了一個統(tǒng)一的講座信息和講座資源的發(fā)布平臺。方便師生了解全校講座預(yù)告信息，可訪問和查詢講座資源。通過認證的注冊用戶還可以自主發(fā)布講座信息和講座資源；

2. 為講座拍攝單位提供講座拍攝信息，并完成講座拍攝任務(wù)分配、拍攝狀態(tài)監(jiān)控、講座視音頻自動編碼轉(zhuǎn)碼、添加片頭片尾和版權(quán)保護水印，以及講座原始素材的自動備份管理和流媒體自動發(fā)布共享等。

目前，北大師生在校內(nèi)無須注冊就能在PC、iPod和移動電話等設(shè)備上觀看、訂閱講座資源。在校外，只有講座人同意開放的講座資源才能被點播，以講座視頻介紹中是否有“鎖”圖標區(qū)分。

北大講座網(wǎng)開通至今擁有近40萬用戶，截至2012年6月，除假期外的日平均點擊率約5000PV，最高達8039PV。在學(xué)期中段，每日講座預(yù)告發(fā)布數(shù)量平均可達15~20個，視頻可達5~7個?，F(xiàn)有講座視頻包含眾多國內(nèi)外、校內(nèi)外知名人士的講座，如諾貝爾獎獲得者講座10余場。也記錄了一些系列講座，如前沿交叉學(xué)科研究院的“跨學(xué)科學(xué)術(shù)交流講座”，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的“環(huán)境科學(xué)與工程前沿”，就業(yè)指導(dǎo)中心的“職場北大人”系列講座等。

圖6為北大講座網(wǎng)自2009年6月至2012年6月的日訪問量分布，從中看出講座網(wǎng)的發(fā)展歷程及各學(xué)期訪問量逐年上升的情況。

北大講座網(wǎng)秉承將教育作為公益事業(yè)的原則，免費向公眾開放。自運行以來已獲得越來越多校內(nèi)師生的知曉與認可：有一些固定使用的群體紛紛反映北大講座網(wǎng)實用、高效，正是他們所需。北大講座網(wǎng)將繼續(xù)升級系統(tǒng)、更新設(shè)備、增加更多服務(wù)，包括與其他院校合作研究講座資源的共建共享，對社會開放，以展現(xiàn)北大的社會責(zé)任感，支持“服務(wù)社會、回饋社會、促進知識的傳播和發(fā)展”的理念。