CN109561319A - 基于旁路的在线教育高并发直播方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于旁路的在线教育高并发直播方法及系统，其中，所述方法包括：上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统；流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，旁路所述流媒体数据到分发服务器；直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求；所述直播服务器系统向分发服务器转发所述直播订阅请求；所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统；所述直播服务器系统向所述直播客户端发送所述流媒体数据。与现有技术相比，本发明的直播系统与上课系统解耦，不占用上课系统资源，对上课系统无任何影响，保证了上课系统的高质量和实时性。

Description

基于旁路的在线教育高并发直播方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于旁路的在线教育高并发直播方法及系统，属于在线教育直播技术领域。

背景技术

目前，在线教育系统包含上课系统和直播系统。其中，上课系统负责实时的上课，要求实时性和稳定性；直播系统负责再现教室真实上课场景，可接受一定的延时，要求再现教室上课的真实性。由于直播系统与上课系统耦合在一起，因此，直播系统中的学生需要进入上课系统，占用上课系统的资源以及正常上课带宽，增加上课系统复杂性，容易干扰正常上课，影响用户的上课体验。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于旁路的在线教育高并发直播方法及系统，可以至少解决上述技术问题之一。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于旁路的在线教育高并发直播方法，包括：上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统；所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到分发服务器；直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求；所述直播服务器系统通过所述专线网络向所述分发服务器转发所述直播订阅请求；所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统；所述直播服务器系统通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播方法中，在所述直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求前，还包括：所述直播客户端通过所述公网发送身份认证请求到鉴权服务器，其中，所述身份认证请求包括身份认证信息；所述鉴权服务器获取所述身份认证信息，并对所述身份认证信息进行认证；认证通过后，所述直播服务器系统通过所述公网发送直播教室信息到所述直播客户端。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播方法中，还包括：老师上课客户端通过所述公网向所述鉴权服务器发送直播上麦请求；所述鉴权服务器接收到所述直播上麦请求后，通过所述公网向所述直播上麦客户端发送切换模式消息；所述直播上麦客户端接收到所述切换模式消息后，断开与所述直播服务器系统的连接，并连接到所述流媒体服务器系统；所述直播上麦客户端通过所述专线网络将自身的流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过所述专线网络旁路所述直播上麦客户端的流媒体数据到所述分发服务器。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播方法中，所述直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；所述直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求包括：所述直播客户端通过公网向所述第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；所述第一直播边缘服务器通过所述公网向所述直播中心服务器集群发送所述直播订阅请求；所述直播服务器系统通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求包括：所述直播中心服务器集群通过所述公网向所述第二直播边缘服务器发送所述直播订阅请求；所述第二直播边缘服务器通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求；所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统包括：所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述第二直播边缘服务器；所述第二直播边缘服务器通过所述公网将所述流媒体数据发布到所述直播中心服务器集群；所述直播服务器系统通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据包括：所述直播中心服务器集群通过所述公网向所述第一直播边缘服务器发送所述流媒体数据；所述第一直播边缘服务器通过所述公网将所述流媒体数据发送至所述直播客户端。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播方法中，所述流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；所述上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统包括：所述上课客户端通过专线网络将所述流媒体数据发送到所述第一流媒体边缘服务器；所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到分发服务器包括：所述第一流媒体边缘服务器通过所述专线网络将所述流媒体数据发送至所述流媒体中心服务器集群；所述流媒体中心服务器集群通过所述专线网络发送所述流媒体数据到所述第二流媒体边缘服务器的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；所述第二流媒体边缘服务器通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端。

一种基于旁路的在线教育高并发直播系统，包括上课系统、直播系统和分发服务器；所述上课系统包括上课客户端和流媒体服务器系统；所述直播系统包括直播客户端和直播服务器系统；其中，所述上课客户端，用于通过专线网络将流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；所述流媒体服务器系统，用于通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；所述直播客户端，用于通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求；所述直播服务器系统，用于通过所述专线网络向所述分发服务器转发所述直播订阅请求；所述分发服务器，用于接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统；所述直播服务器系统，还用于通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播系统中，还包括鉴权服务器；其中，所述直播客户端，还用于在向所述直播服务器系统发送直播订阅请求前，通过所述公网发送身份认证请求到所述鉴权服务器，其中，所述身份认证请求包括身份认证信息；所述鉴权服务器，用于获取所述身份认证信息，并对所述身份认证信息进行认证；所述直播服务器系统，还用于在所述鉴权服务器认证通过后，通过所述公网发送直播教室信息到所述直播客户端。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播系统中，所述直播客户端包括直播上麦客户端；所述上课客户端包括老师上课客户端；其中，所述老师上课客户端，用于通过所述公网向所述鉴权服务器发送直播上麦请求；所述鉴权服务器，还用于在接收到所述直播上麦请求后，通过所述公网向所述直播上麦客户端发送切换模式消息；所述直播上麦客户端，用于在接收到所述切换模式消息后，断开与所述直播服务器系统的连接，连接到所述流媒体服务器系统，并通过所述专线网络将自身的流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；所述流媒体服务器系统，还用于通过所述专线网络转发所述直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过所述专线网络旁路所述直播上麦客户端的流媒体数据到所述分发服务器。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播系统中，所述直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；其中，所述直播客户端，具体用于通过公网向所述第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；所述第一直播边缘服务器，用于通过所述公网向所述直播中心服务器集群发送所述直播订阅请求；所述直播中心服务器集群，用于通过所述公网向所述第二直播边缘服务器发送所述直播订阅请求；所述第二直播边缘服务器，用于通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求；所述分发服务器，具体用于接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述第二直播边缘服务器；所述第二直播边缘服务器，还用于通过所述公网将所述流媒体数据发布到所述直播中心服务器集群；所述直播中心服务器集群，还用于通过所述公网向所述第一直播边缘服务器发送所述流媒体数据；所述第一直播边缘服务器，还用于通过所述公网将所述流媒体数据发送至所述直播客户端。

前述的基于旁路的在线教育高并发直播系统中，所述流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；其中，所述上课客户端，具体用于通过专线网络将所述流媒体数据发送到所述第一流媒体边缘服务器；所述第一流媒体边缘服务器，用于通过所述专线网络将所述流媒体数据发送至所述流媒体中心服务器集群；所述流媒体中心服务器集群，用于通过所述专线网络发送所述流媒体数据到所述第二流媒体边缘服务器的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；所述第二流媒体边缘服务器，用于通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端。

与现有技术相比，本发明的直播系统与上课系统解耦，不占用上课系统资源，对上课系统无任何影响，从而使得上课系统简洁，功能独立，资源利用更充分，提升用户上课体验；同时上课系统走专线，直播系统走公网，通过对流量的重要性进行分级，保证了上课系统的高质量和实时性，实现高并发的直播。直播系统已经实现完成，并测试上线，上线后长期运行稳定，减轻了上课服务器压力，使得上课服务器逻辑更清晰，实现更简洁。

附图说明

图1、图2、图3为本发明实施例一的方法流程图；

图4、图5为本发明实施例二的系统结构示意图；

图6为本发明实施例的系统架构示意图；

图7为本发明实施例的直播服务器系统的架构示意图；

图8为本发明实施例的直播系统的交互流程图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明实施例一：

一种基于旁路的在线教育高并发直播方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤S101，上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统；

步骤S102，流媒体服务器系统通过专线网络转发流媒体数据到对端的同时，通过专线网络旁路流媒体数据到分发服务器；

本实施例中，上课客户端可以是手机、平板电脑、PC机等设备，对此本实施例不做具体限定。上课客户端包括老师上课客户端和学生上课客户端，老师上课客户端需要将自身的音视频数据和上课课件等流媒体数据发送到上课系统中的学生上课客户端，而学生上课客户端也需要将自身的音视频数据等流媒体数据发送到上课老师客户端，因此，老师上课客户端与学生上课客户端互为对端。当步骤S101中的上课客户端为老师上课客户端时，步骤S102中的对端即为学生上课客户端；而当步骤S101中的上课客户端为学生上课客户端时，步骤S102中的对端即为老师上课客户端。

本实施例中，上课系统将教材(如互动教材、白板教材等形式)以截屏的方式变成视频流并发送到分发服务器。

步骤S103，直播客户端通过公网向直播服务器系统发送直播订阅请求；

本实施例中，直播客户端可以是手机、平板电脑、PC机等设备，对此本实施例不做具体限定。

步骤S104，直播服务器系统通过专线网络向分发服务器转发直播订阅请求；

步骤S105，分发服务器接收直播订阅请求后，通过专线网络将流媒体数据发送到直播服务器系统；

步骤S106，直播服务器系统通过公网向直播客户端发送流媒体数据。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，在步骤S103之前，该方法还包括：

步骤S107，直播客户端通过公网发送身份认证请求到鉴权服务器，其中，身份认证请求包括身份认证信息，身份认证信息可以是用户名和密码；

步骤S108，鉴权服务器获取身份认证信息，并对身份认证信息进行认证；

步骤S109，认证通过后，直播服务器系统通过公网发送直播教室信息到直播客户端。

本可选实施方式中，直播客户端通过鉴权服务器认证身份以获取对流媒体的访问权限，提高系统安全性，防止非法用户获取并观看上课系统的数据。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图3所示，该方法还包括：

步骤S110，老师上课客户端通过公网向鉴权服务器发送直播上麦请求；

步骤S111，鉴权服务器接收到直播上麦请求后，通过公网向直播上麦客户端发送切换模式消息；

步骤S112，直播上麦客户端接收到切换模式消息后，断开与直播服务器系统的连接，并连接到流媒体服务器系统；

步骤S113，直播上麦客户端通过专线网络将自身的流媒体数据发送到流媒体服务器系统；

步骤S114，流媒体服务器系统通过专线网络转发直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过专线网络旁路直播上麦客户端的流媒体数据到分发服务器。

本可选实施方式中，当有直播观看用户举手时，上课系统的老师给予该用户发言权限，该用户可以直接切入到上课系统中进行发言。

作为本实施例的一种可选实施方式，直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；上述步骤S103至S106具体为：

直播客户端通过公网向第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；

第一直播边缘服务器通过公网向直播中心服务器集群发送直播订阅请求；

直播中心服务器集群通过公网向第二直播边缘服务器发送直播订阅请求；

第二直播边缘服务器通过专线网络向分发服务器转发直播订阅请求；

分发服务器接收直播订阅请求后，通过专线网络将流媒体数据发送到第二直播边缘服务器；

第二直播边缘服务器通过公网将流媒体数据发布到直播中心服务器集群；

直播中心服务器集群通过公网向第一直播边缘服务器发送流媒体数据；

第一直播边缘服务器通过公网将流媒体数据发送至直播客户端。

本可选实施方式中，直播中心服务器通过订阅消息过滤直播服务器数据，第一直播边缘服务器收到消息订阅后向分发服务器请求关键信息。

作为本实施例的一种可选实施方式，流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；上述步骤S101至S102具体为：

上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到第一流媒体边缘服务器；

第一流媒体边缘服务器通过专线网络将流媒体数据发送至流媒体中心服务器集群；

流媒体中心服务器集群通过专线网络发送流媒体数据到第二流媒体边缘服务器的同时，通过专线网络旁路流媒体数据到分发服务器；

第二流媒体边缘服务器通过专线网络转发流媒体数据到对端。

本实施例中，流媒体边缘服务器、流媒体中心服务器、分发服务器、直播边缘服务器位于同一个局域网内的IDC机房，都是走内网专线传输的。流媒体边缘服务器、直播边缘服务器、分发服务器都可以是多组服务器。

对于本实施例提供的方法，上课系统走局域网的专线网络，直播系统走公网，由于上课实时性和交互性要求高，必须在1秒内才能保证交互，上课的流量更重要，而直播实时性要求低，可以有几秒延迟，并且直播中大部分情况下不需要与其他端交互，需要交互时就切换到上课系统中，因此直播流量相对于上课重要性低，所以通过对流量的重要性进行分级，可以保证上课系统的高质量和实时性，实现高并发的直播。

本发明实施例二：

一种基于旁路的在线教育高并发直播系统，如图4所示，主要包括上课系统、直播系统和分发服务器；上课系统包括上课客户端和流媒体服务器系统；直播系统包括直播客户端和直播服务器系统；其中，上课客户端，用于通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统；流媒体服务器系统，用于通过专线网络转发流媒体数据到对端的同时，通过专线网络旁路流媒体数据到分发服务器；直播客户端，用于通过公网向直播服务器系统发送直播订阅请求；直播服务器系统，用于通过专线网络向分发服务器转发直播订阅请求；分发服务器，用于接收直播订阅请求后，通过专线网络将流媒体数据发送到直播服务器系统；直播服务器系统，还用于通过公网向直播客户端发送流媒体数据。

本实施例中，上课客户端可以是手机、平板电脑、PC机等设备，对此本实施例不做具体限定。上课客户端包括老师上课客户端和学生上课客户端，老师上课客户端需要将自身的音视频数据和上课课件等流媒体数据发送到上课系统中的学生上课客户端，而学生上课客户端也需要将自身的音视频数据等流媒体数据发送到上课老师客户端，因此，老师上课客户端与学生上课客户端互为对端。当上课客户端为老师上课客户端时，对端即为学生上课客户端；而当上课客户端为学生上课客户端时，对端即为老师上课客户端。

本实施例中，上课系统将教材(如互动教材、白板教材等形式)以截屏的方式变成视频流并发送到分发服务器。

本实施例中，直播客户端可以是手机、平板电脑、PC机等设备，对此本实施例不做具体限定。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图5所示，该系统还可以包括鉴权服务器；其中，直播客户端，还用于在向直播服务器系统发送直播订阅请求前，通过公网发送身份认证请求到鉴权服务器，其中，身份认证请求包括身份认证信息(身份认证信息可以是用户名和密码)；鉴权服务器，用于获取身份认证信息，并对身份认证信息进行认证；直播服务器系统，还用于在鉴权服务器认证通过后，通过公网发送直播教室信息到直播客户端。

本可选实施方式中，直播客户端通过鉴权服务器认证身份以获取对流媒体的访问权限，提高系统安全性，防止非法用户获取并观看上课系统的数据。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图5所示，直播客户端包括直播上麦客户端；上课客户端包括老师上课客户端；其中，老师上课客户端，用于通过公网向鉴权服务器发送直播上麦请求；鉴权服务器，还用于在接收到直播上麦请求后，通过公网向直播上麦客户端发送切换模式消息；直播上麦客户端，用于在接收到切换模式消息后，断开与直播服务器系统的连接，连接到流媒体服务器系统，并通过专线网络将自身的流媒体数据发送到流媒体服务器系统；流媒体服务器系统，还用于通过专线网络转发直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过专线网络旁路直播上麦客户端的流媒体数据到分发服务器。

本可选实施方式中，当有直播观看用户举手时，上课系统的老师给予该用户发言权限，该用户可以直接切入到上课系统中进行发言。

作为本实施例的一种可选实施方式，直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；其中，直播客户端，具体用于通过公网向第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；第一直播边缘服务器，用于通过公网向直播中心服务器集群发送直播订阅请求；直播中心服务器集群，用于通过公网向第二直播边缘服务器发送直播订阅请求；第二直播边缘服务器，用于通过专线网络向分发服务器转发直播订阅请求；分发服务器，具体用于接收直播订阅请求后，通过专线网络将流媒体数据发送到第二直播边缘服务器；第二直播边缘服务器，还用于通过公网将流媒体数据发布到直播中心服务器集群；直播中心服务器集群，还用于通过公网向第一直播边缘服务器发送流媒体数据，第一直播边缘服务器，还用于通过公网将流媒体数据发送至直播客户端。

本可选实施方式中，直播中心服务器通过订阅消息过滤直播服务器数据，第一直播边缘服务器收到消息订阅后向分发服务器请求关键信息。

作为本实施例的一种可选实施方式，流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；其中，上课客户端，具体用于通过专线网络将流媒体数据发送到第一流媒体边缘服务器；第一流媒体边缘服务器，用于通过专线网络将流媒体数据发送至流媒体中心服务器集群；流媒体中心服务器集群，用于通过专线网络发送流媒体数据到第二流媒体边缘服务器的同时，通过专线网络旁路流媒体数据到分发服务器；第二流媒体边缘服务器，用于通过专线网络转发流媒体数据到对端。

本实施例中，流媒体边缘服务器、流媒体中心服务器、分发服务器、直播边缘服务器位于同一个局域网内的IDC机房，都是走内网专线传输的。流媒体边缘服务器、直播边缘服务器、分发服务器都可以是多组服务器。

对于本实施例提供的系统，上课系统走局域网的专线网络，直播系统走公网，由于上课实时性和交互性要求高，必须在1秒内才能保证交互，上课的流量更重要，而直播实时性要求低，可以有几秒延迟，并且直播中大部分情况下不需要与其他端交互，需要交互时就切换到上课系统中，因此直播流量相对于上课重要性低，所以通过对流量的重要性进行分级，可以保证上课系统的高质量和实时性，实现高并发的直播。

下面针对上述实施例，进行具体实施例分析：

1、实施平台；

Windows操作系统、Linux操作系统，IOS和Android。

2、功能集成软件环境；

51talk上课客户端、51talk流媒体服务器、51talk直播客户端、51talk直播服务器。

3、实现功能；

身在国外的老师与中国各地区的学生通过51talk上课客户端进行上课，51talk流媒体服务器通过旁路的方式分发上课过程中的详细数据(如PPT、文字聊天、语音、视频、白板划线等)，提供给合法授权的第三者旁路观看上课情况。

具体实现过程：

(1)美国老师在上课系统正常上课：

美国老师人在美国，登录51talk上课客户端进行在线上课，老师的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据(上课的课件以及画线)通过私有流媒体协议blitz发送给美国流媒体边缘服务器A，美国流媒体边缘服务器A通过专线网络将数据回传给国内的流媒体中心服务器集群中的一台服务器，该流媒体服务器通过私有流媒体协议blitz分别转发一份数据给距离学生A较近的流媒体边缘服务器B和距离学生B较近的流媒体边缘服务器C，同时旁路一份数据给分发服务器。流媒体边缘服务器B通过私有流媒体协议blitz发送数据给学生A的51talk上课客户端，学生A的51talk上课客户端接收数据之后解析老师的图像数据、声音数据以及PPT数据和老师的画线等辅助上课信息数据，在学生A的51talk上课客户端上实时展示老师的图像、播放老师的声音以及展示PPT数据和老师的画线等辅助上课信息。分发服务器通过私有流媒体协议blitz分发老师的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据(上课的课件以及画线)给直播边缘服务器A或者直播边缘服务器B。与此同时，老师的51talk上课客户端接收学生A和学生B的视频数据(图像)和音频数据(声音)，并展示在老师的客户端。

(2)上海学生A在上课系统正常上课：

学生A在上海，登录51talk上课客户端进行在线上课，学生的视频数据(图像)和音频数据(声音)通过私有流媒体协议blitz发送给距离学生A最近的流媒体边缘服务器B，流媒体边缘服务器B通过私有流媒体协议blitz发送数据给流媒体中心服务器集群中的一台服务器，该流媒体服务器通过私有流媒体协议blitz转发数据给美国流媒体边缘服务器A和流媒体边缘服务器C，同时通过私有流媒体协议blitz旁路一份数据给分发服务器。美国流媒体边缘服务器A通过私有流媒体协议blitz发送数据给老师的51talk上课客户端；流媒体边缘服务器C通过私有流媒体协议blitz发送数据给学生B的51talk上课客户端；分发服务器分发数据给直播服务器边缘服务器A或者直播边缘服务器B。与此同时，学生A的51talk上课客户端接收老师和学生B的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据，显示在学生A的客户端。

(3)武汉学生B在上课系统正常上课：

学生B在武汉，登录51talk上课客户端进行在线上课，学生的视频数据(图像)和音频数据(声音)通过私有流媒体协议blitz发送给距离学生B最近的流媒体边缘服务器C，流媒体边缘服务器C通过私有流媒体协议blitz发送数据给流媒体中心服务器集群中的一台服务器，该流媒体服务器通过私有流媒体协议blitz转发数据给美国流媒体边缘服务器A和流媒体边缘服务器B，同时通过私有流媒体协议blitz旁路一份数据给分发服务器。美国流媒体边缘服务器A通过私有流媒体协议blitz发送数据给老师的51talk上课客户端；流媒体边缘服务器B通过私有流媒体协议blitz发送数据给学生A的51talk上课客户端；分发服务器分发数据给直播服务器边缘服务器A或者直播边缘服务器B。与此同时，学生B的51talk上课客户端接收老师和学生A的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据，显示在学生B的客户端。

(4)广西学生C观看直播：

广西学生C观看直播时，通过51talk直播客户端登录，51talk直播客户端首先向鉴权服务器请求权限认证，鉴权服务器通过认证后，对账号登录信息进行匹配，查看到美国老师正在进行中的课程，返回给51talk直播客户端，51talk直播客户端展示可直播的信息列表，广西学生C点击其中的直播教室，51talk直播客户端连接上直播边缘服务器C，直播边缘服务器C向直播中心服务器集群中的一台服务器订阅教室内的直播数据，该服务器向直播边缘服务器A或者直播边缘服务器B订阅教室内的直播数据，边缘服务器A发布教室内的所有数据给该服务器，该服务器发送数据给直播边缘服务器C，直播边缘服务器C转发数据给51talk直播客户端，51talk直播客户端解析后即可观看美国老师与学生A和学生B上课情景。51talk直播客户端同时接收老师的视频数据(图像)和音频数据(声音)、学生A的视频数据(图像)和音频数据(声音)、学生B的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据，显示在广西学生C的51talk直播客户端。

(5)新疆学生D观看直播：

新疆学生D在新疆观看直播时，通过51talk直播客户端登录，51talk直播客户端首先向鉴权服务器请求权限认证，鉴权服务器通过认证后，对账号登录信息进行匹配，查看到美国老师正在进行中的课程，返回给51talk直播客户端，51talk直播客户端展示可直播的信息列表，新疆学生D点击其中的直播教室，51talk直播客户端连接上直播边缘服务器C，直播边缘服务器C向直播中心服务器集群中的一台服务器订阅教室内的直播数据，该服务器向直播边缘服务器A或者直播边缘服务器B订阅教室内的直播数据，边缘服务器A发布教室内的所有数据给该服务器，该服务器发送数据给直播边缘服务器C，直播边缘服务器C转发数据给51talk直播客户端，51talk直播客户端解析后即可观看学生B上课情景。51talk直播客户端同时接收老师的视频数据(图像)和音频数据(声音)、学生A的视频数据(图像)和音频数据(声音)、学生B的视频数据(图像)和音频数据(声音)以及PPT数据，显示在新疆学生D的51talk直播客户端。

(6)新疆学生D上麦：

新疆学生D在新疆观看直播时，美国老师向所有学生提了一个问题，新疆学生D和其它很多学生都进行了举手操作，美国老师选中了新疆学生D进行回答问题(即上麦)。新疆学生D的51talk直播客户端收到了鉴权服务器发送过来的切换模式消息。51talk直播客户端断开与直播边缘服务器C的连接，连接到上课流媒体服务器集群中的其中一台blitz服务器D，进入到上课系统中。新疆学生D的视频数据(图像)和音频数据(声音)通过私有流媒体协议blitz发送给距离学生D最近的流媒体边缘服务器D，流媒体边缘服务器D通过私有流媒体协议blitz发送数据给流媒体中心服务器集群中的一台服务器，该流媒体服务器通过私有流媒体协议blitz转发数据给美国流媒体边缘服务器A和流媒体边缘服务器B，同时通过私有流媒体协议blitz旁路一份数据给分发服务器。美国老师、学生A、学生B以及直播学生C都同时接收到新疆学生D上行的音视频数据。

如图6所示，上课(老师或者学生)客户端发送自身的音视频数据和上课的课件，经由专线中流媒体服务器集群进行转发到达对端。流媒体服务器集群在转发数据的同时，旁路一份到分发服务器。直播客户端发送直播请求给直播服务器，直播服务器向分发服务器请求对应的教室上课相关信息，经由公网转发给对应的直播客户端。直播客户端观看到上课中的情形，当有直播观看用户C举手，老师给该用户C发言权限，用户C切入到上课系统中。

如图7所示，旁路服务器(旁路服务器是一个服务器集群，分发服务器是其中一组)分发一份音视频数据和进出教室消息给直播中心服务器，通过消息队列对外发布。直播客户端通过用户名和密码登录系统，向鉴权服务器请求认证，认证通过返回用户可登录的教室列表以及每个教室对应的基本信息(老师ID、学生ID、上课开始时间、上课结束时间等)。直播客户端收到教室列表后，展示教室名称给直播用户，直播用户点击进入指定教室。直播客户端向直播中心服务器请求教室相关的上课音视频数据以及对应的教室控制信息(如用户进出教室，摄像头或者麦克风的关闭与开启等)。

直播系统与分发服务器主要涉及三大模块的交互(直播中心服务器、直播服务器、分发服务器)，其中各模块的交互如图8所示。直播用户登录客户端，客户端网路层携带用户名和密码向鉴权服务器请求认证，同时接收鉴权服务器返回教室列表结果(单个列表包含教室ID、老师ID、学生ID以及课程起始时间和结束时间)。用户认证通过后，进入教室。直播网络层向直播系统请求教室的session信息，同时接收教室的session信息透传给直播数据逻辑层。透传session信息后，直播网络层向直播系统订阅对应教室所有内容，接收到直播系统发送的所有内容后，进行解析并分类发送给直播数据逻辑层。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的创造性精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于旁路的在线教育高并发直播方法，其特征在于，包括：

上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统；

所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到分发服务器；

直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求；

所述直播服务器系统通过所述专线网络向所述分发服务器转发所述直播订阅请求；

所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统；

所述直播服务器系统通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据。

2.根据权利要求1所述的基于旁路的在线教育高并发直播方法，其特征在于，在所述直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求前，还包括：

所述直播客户端通过所述公网发送身份认证请求到鉴权服务器，其中，所述身份认证请求包括身份认证信息；

所述鉴权服务器获取所述身份认证信息，并对所述身份认证信息进行认证；

认证通过后，所述直播服务器系统通过所述公网发送直播教室信息到所述直播客户端。

3.根据权利要求2所述的基于旁路的在线教育高并发直播方法，其特征在于，还包括：

老师上课客户端通过所述公网向所述鉴权服务器发送直播上麦请求；

所述鉴权服务器接收到所述直播上麦请求后，通过所述公网向所述直播上麦客户端发送切换模式消息；

所述直播上麦客户端接收到所述切换模式消息后，断开与所述直播服务器系统的连接，并连接到所述流媒体服务器系统；

所述直播上麦客户端通过所述专线网络将自身的流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；

所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过所述专线网络旁路所述直播上麦客户端的流媒体数据到所述分发服务器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于旁路的在线教育高并发直播方法，其特征在于，所述直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；

所述直播客户端通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求包括：

所述直播客户端通过公网向所述第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；

所述第一直播边缘服务器通过所述公网向所述直播中心服务器集群发送所述直播订阅请求；

所述直播服务器系统通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求包括：

所述直播中心服务器集群通过所述公网向所述第二直播边缘服务器发送所述直播订阅请求；

所述第二直播边缘服务器通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求；

所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统包括：

所述分发服务器接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述第二直播边缘服务器；

所述第二直播边缘服务器通过所述公网将所述流媒体数据发布到所述直播中心服务器集群；

所述直播服务器系统通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据包括：

所述直播中心服务器集群通过所述公网向所述第一直播边缘服务器发送所述流媒体数据；

所述第一直播边缘服务器通过所述公网将所述流媒体数据发送至所述直播客户端。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于旁路的在线教育高并发直播方法，其特征在于，所述流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；

所述上课客户端通过专线网络将流媒体数据发送到流媒体服务器系统包括：

所述上课客户端通过专线网络将所述流媒体数据发送到所述第一流媒体边缘服务器；

所述流媒体服务器系统通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到分发服务器包括：

所述第一流媒体边缘服务器通过所述专线网络将所述流媒体数据发送至所述流媒体中心服务器集群；

所述流媒体中心服务器集群通过所述专线网络发送所述流媒体数据到所述第二流媒体边缘服务器的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；

所述第二流媒体边缘服务器通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端。

6.一种基于旁路的在线教育高并发直播系统，其特征在于，包括上课系统、直播系统和分发服务器；所述上课系统包括上课客户端和流媒体服务器系统；所述直播系统包括直播客户端和直播服务器系统；其中，

所述上课客户端，用于通过专线网络将流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；

所述流媒体服务器系统，用于通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；

所述直播客户端，用于通过公网向所述直播服务器系统发送直播订阅请求；

所述直播服务器系统，用于通过所述专线网络向所述分发服务器转发所述直播订阅请求；

所述分发服务器，用于接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述直播服务器系统；

所述直播服务器系统，还用于通过所述公网向所述直播客户端发送所述流媒体数据。

7.根据权利要求6所述的基于旁路的在线教育高并发直播系统，其特征在于，还包括鉴权服务器；其中，

所述直播客户端，还用于在向所述直播服务器系统发送直播订阅请求前，通过所述公网发送身份认证请求到所述鉴权服务器，其中，所述身份认证请求包括身份认证信息；

所述鉴权服务器，用于获取所述身份认证信息，并对所述身份认证信息进行认证；

所述直播服务器系统，还用于在所述鉴权服务器认证通过后，通过所述公网发送直播教室信息到所述直播客户端。

8.根据权利要求7所述的基于旁路的在线教育高并发直播系统，其特征在于，所述直播客户端包括直播上麦客户端；所述上课客户端包括老师上课客户端；其中，

所述老师上课客户端，用于通过所述公网向所述鉴权服务器发送直播上麦请求；

所述鉴权服务器，还用于在接收到所述直播上麦请求后，通过所述公网向所述直播上麦客户端发送切换模式消息；

所述直播上麦客户端，用于在接收到所述切换模式消息后，断开与所述直播服务器系统的连接，连接到所述流媒体服务器系统，并通过所述专线网络将自身的流媒体数据发送到所述流媒体服务器系统；

所述流媒体服务器系统，还用于通过所述专线网络转发所述直播上麦客户端的流媒体数据到其它上课客户端的同时，通过所述专线网络旁路所述直播上麦客户端的流媒体数据到所述分发服务器。

9.根据权利要求6至8任一项所述的基于旁路的在线教育高并发直播系统，其特征在于，所述直播服务器系统包括第一直播边缘服务器、第二直播边缘服务器和直播中心服务器集群；其中，

所述直播客户端，具体用于通过公网向所述第一直播边缘服务器发送直播订阅请求；

所述第一直播边缘服务器，用于通过所述公网向所述直播中心服务器集群发送所述直播订阅请求；

所述直播中心服务器集群，用于通过所述公网向所述第二直播边缘服务器发送所述直播订阅请求；

所述第二直播边缘服务器，用于通过所述专线网络向分发服务器转发所述直播订阅请求；

所述分发服务器，具体用于接收所述直播订阅请求后，通过所述专线网络将所述流媒体数据发送到所述第二直播边缘服务器；

所述第二直播边缘服务器，还用于通过所述公网将所述流媒体数据发布到所述直播中心服务器集群；

所述直播中心服务器集群，还用于通过所述公网向所述第一直播边缘服务器发送所述流媒体数据；

所述第一直播边缘服务器，还用于通过所述公网将所述流媒体数据发送至所述直播客户端。

10.根据权利要求6至9任一项所述的基于旁路的在线教育高并发直播系统，其特征在于，所述流媒体服务器系统包括第一流媒体边缘服务器、第二流媒体边缘服务器和流媒体中心服务器集群；其中，

所述上课客户端，具体用于通过专线网络将所述流媒体数据发送到所述第一流媒体边缘服务器；

所述第一流媒体边缘服务器，用于通过所述专线网络将所述流媒体数据发送至所述流媒体中心服务器集群；

所述流媒体中心服务器集群，用于通过所述专线网络发送所述流媒体数据到所述第二流媒体边缘服务器的同时，通过所述专线网络旁路所述流媒体数据到所述分发服务器；

所述第二流媒体边缘服务器，用于通过所述专线网络转发所述流媒体数据到对端。