CN117221619A - 一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法，包括服务器端和客户端，所述服务器端创建多个阅卷缓存通道，并将考试视频的链接随机分配到每个所述阅卷缓存通道，每个所述阅卷缓存通道对应一所述客户端，所述服务器端根据所述客户端上报的阅卷记录，标记考试视频的阅卷状态；所述客户端设置缓存区，当所述缓存区空间未满时，所述客户端自动从对应的所述缓存通道下载未完成阅卷的考试视频；当有考试视频完成阅卷后，所述客户端从缓存区删除该考试视频并将其阅卷状态上报至所述服务器端。本发明可利用现有的教育城域网和校园网，不需要改造，降低成本。

Description

一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法

技术领域

本发明涉及互联网领域，具体涉及一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法。

背景技术

随着教学形式的不断多样化，考试考核已不再局限于纸面作答，许多科目开始针对考生的实操动作进行考核。因此，许多实操动作考核采用了先录像再后期视频点播阅卷的方式(即视频阅卷)。

为了兼顾效率和保密性，这种考试往往需要组织大量的阅卷老师，将其集中到一个阅卷室，进行集中的大批量的视频阅卷。阅卷老师逐渐熟悉阅卷系统的操作后，往往会采用倍速播放或者同时观看多名学生等方式查看视频。

现有的技术主要是通过视频流媒体点播技术，让阅卷老师在阅卷室通过客户端PC，从服务器获取视频流，进而点播视频再进行打分。这种视频点播的方式在阅卷室内电脑较多、用户较多的情况下，很容易就遇到网络拥堵：

假设在一个阅卷室内同时安排100名阅卷老师进行视频点播阅卷。假设每名老师均采用8倍速，同时播放2个视频，每个视频的平均码率为2Mbps，则可以算得主干链路的平均带宽(或者说服务器的出口数据流量)需求为100*8*2*2＝3200Mbps，而目前教育城域网和校园局域网大多采用1000Mbps的链路设计。

而且，由于每个老师们总是在观看不同的视频，因此服务器总是要读取硬盘中不同的视频。然而大多数学校和教育局只能为此类项目提供单台服务器，不可能提供集群部署，因此阅卷给服务器硬盘也带来了很大的读取压力，往往会遇到硬盘读取的瓶颈。

总之，常规流媒体点播技术，如仅采用单台服务器，则会遇到局域网带宽问题、服务器硬盘瓶颈问题。

针对视频点播流量大、并发高的问题，目前常规的技术是通过CDN技术解决。针对常用的、点播频次高的视频资源(例如娱乐视频)，CDN技术确实可以解决问题。然而考试视频阅卷与娱乐视频点播不同，一个考试视频往往只会由1至2名老师观看，而一个娱乐视频会同时给许多用户观看。因此在考试视频阅卷的情况下，不存在所谓的“常用的、点播频次高的视频资源”，每个视频资源的点播频次都是相等的。因此，用于视频高并发点播常用的CDN技术在本场景中无法发挥很好的作用，反而会增加服务器部署的数量，进一步增加成本。

另外，行业内常用的视频缓存技术，则只能在用户观看视频时，才进行视频数据缓存。而在考试视频阅卷场景下，阅卷老师们经常是连续4-5个小时不间断的阅卷，当所有老师共同访问服务器时，服务器网卡或者局域网主干链路本身已经满负荷，无法再提供多余的上传带宽用于客户端的缓存，所以视频缓存技术也不能解决上述问题。

若采用集群部署技术，则可以通过负载均衡配置，让将客户端的点播请求分配到不同的服务器上，以降低单台服务器的压力。然而集群部署会极大地提高预算，大多数学校和教育局只能为此类项目提供单台服务器，极少有预算可以为单科目的考试购买多台服务器进行集群部署。即便真的组建起集群部署，在常见的千兆校园局域网环境下，也无法发挥出服务器集群的全部性能。

发明内容

为了弥补现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法，采用的技术方案如下：

一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法，包括服务器端和客户端，

所述服务器端创建多个阅卷缓存通道，并将考试视频的链接随机分配到每个所述阅卷缓存通道，每个所述阅卷缓存通道对应一所述客户端，所述服务器端根据所述客户端上报的阅卷记录，标记考试视频的阅卷状态；

所述客户端设置缓存区，当所述缓存区空间未满时，所述客户端自动从对应的所述缓存通道下载未完成阅卷的考试视频；当有考试视频完成阅卷后，所述客户端从缓存区删除该考试视频并将其阅卷状态上报至所述服务器端。

进一步的，还包括试阅卷步骤，试阅卷时，所述客户端随机调取所述缓存区的考试视频，且该试阅卷的考试视频不从所述缓存区删除。

进一步的，还包括回评步骤，回评时，所述客户端通过常规的视频点播技术，向服务器端请求指定的考试视频。

进一步的，所述阅卷缓存通道的带宽占用不超过所述服务器端总带宽的95％，剩余5％带宽用于通信；当收到回评请求并建立链接后，服务器端优先为该回评链接分配带宽资源。

进一步的，还包括抽检步骤，所述服务器端创建多个抽检缓存通道，并将已阅卷的考试视频按预设的抽检比例随机分配到所述抽检缓存通道，所述抽检缓存通道不与所述阅卷缓存通道同时开启。

相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：

1、本发明可利用现有的教育城域网和校园网，不需要改造，降低成本。可在常规的1000Mbps的校园局域网环境中，让阅卷室内至少100台电脑以8倍速且同时观看2名学生的2Mbps码率视频(总带宽3200Mbps)，稳定地进行连续8小时的视频阅卷。

2、本发明对阅卷的客户端电脑配置要求较低，尤其是兼容云桌面模式下硬盘空间容量较小的情况。

3、本发明不需要进行集群部署，单台服务器即可解决问题，有效降低成本。

4、本发明可以确保视频随机分配的原则，不会破坏阅卷的公平性。

5、本发明支持阅后即删，不易出现答卷泄露。

6、本发明支持闲时缓存，阅卷室可以设置在城域网内任何地方，不需要和服务器在同一个二层网络内，增加了部署上的灵活性。

附图说明

图1是本发明的整体架构图。

图2是本发明的服务器端架构图。

图3是本发明的客户端与服务器端通信流程图。

图4是本发明的仿真试验数据图一。

图5是本发明的仿真试验数据图二。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1-3所示，一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法，考试结束后，服务器端创建多个缓存通道，采用对象存储的方式，将考试视频的链接(即阅卷任务)按指定分配原则(一般是随机分配)自动分配到每个缓存通道，并将分配结果存储到数据库中，每个缓存通道一一对应客户端，例如客户端1对应缓存通道1、客户端对应缓存通道2，以此类推。服务器端根据客户端上报的阅卷分数和阅卷记录，标记阅卷任务的状态(已阅、未阅)。

客户端先配置服务器端IP、座位号、缓冲区(视频缓存路径)，在阅卷日之前客户端先根据座位号去服务器端查询对应的考试视频的链接，自动进行下载考试视频。若缓冲区空间满了则自动停止下载。阅卷当天，阅卷老师直接从客户端播放预缓存的考试视频，待完成一份考试视频的阅卷后，客户端的缓冲区自动删除该已阅视频，同时，服务器端将该视频标记为已阅状态。客户端缓冲区有空间后，自动请求并下载缓存通道内未下载的新视频。

进一步的，还包括试阅卷步骤，所谓试阅卷，就是老师们先试着阅一下卷，一般是为了熟悉一下系统操作，或者看看考生普遍作答的情况。试阅卷时，客户端随机调取缓存区内的考试视频，且该试阅卷的考试视频不从缓存区删除。

再者，还包括回评步骤，所谓回评，就是指老师评了一份卷，过了一会儿觉得不对劲，想回去重新再看一遍。由于每一次阅卷结束后，客户端就会自删除缓存，所以回评时总是没有缓存的。此时，客户端通过常规的视频点播技术，向服务器端请求指定的考试视频并播放。为了防止此时网络拥堵，服务器端应做以下策略配置：

1、为避免客户端请求回评时，请求消息受网络拥堵影响，导致请求无法实时响应。因此，服务器端应该限制总的带宽占用，使得阅卷缓存通道所占用的带宽不超过链路总带宽的95％(预留5％带宽用于其他请求和通信)，此过程的配置由技术人员事先在服务器端配置即可。

2、当收到回评请求并建立链接后，服务器端优先为该回评链接分配带宽资源，保障回评的优先级高于阅卷缓存。

再进一步，还包括抽检步骤，所谓抽检，就是指老师们评了一批试卷了，然后组长过来抽一部分试卷检查，看看老师们有没有错误。将已阅状态的考试视频作为抽检视频，用户预先在服务器端配置抽检视频的比例、抽检老师的数量等参数，根据配置抽检老师的数量，服务器端创建相同数量的抽检缓存通道，并将抽检视频随机分配到抽检缓存通道中。抽检缓存通道一一对应客户端，抽检缓存通道不与所述阅卷缓存通道同时开启，而是在服务器端另外开启。开启抽检缓存通道后，其优选级与阅卷缓存通道一样。

如图4、图5所示，为展示本发明的效果，申请人进行了数据仿真试验。

阅卷考试视频假定为无穷多，其他参数按照比较常见的情况进行数据仿真：

预加载时间假定为48小时；工作时间假定为正式阅卷连续举行三天，每天上午工作4小时、午休2小时、下午工作4小时，其余时间下班休息。

将数据仿真的目标定为：“在阅卷期间不出现卡顿，不出现带宽不足的情况”。

阅卷期间可用于系统缓存的时长＝阅卷期3天*24h/天-14h＝58h(最后一天下班后14小时不计入缓存时长)

单台电脑阅卷总时间＝8h/天*3天＝24h

总共可用于缓存的时间＝预加载时间+阅卷期间可用于系统缓存的时长

最大可支持的阅卷电脑数量＝(预加载时间*下载带宽)÷单台电脑的硬盘空间容量＝(48*3600*网速)÷单台电脑的硬盘空间容量

若假设网速为1000Mbps，视频码率为2Mbps，则最大支持电脑数量＝48*网速1000Mbps*3600/1251984＝138.02台≈138台

此时，每台电脑所需要的硬盘空间容量为：

每台电脑所需要的硬盘空间容量＝(预加载时间/总共可用于缓存的时间)*(单台电脑阅卷总时间*阅卷速度*视频码率*双画面阅卷)＝(48h/106h)*(24h*3600s/h*8*码率*2)≈625992*码率。

若依然假设视频码率为2Mbps，则最大支持电脑数量为138台，则每台电脑所需要的硬盘空间容量＝625992*码率＝1251984Mbit≈156498MB≈156.5GB。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，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 (5)

1.一种用于考试视频阅卷的视频缓存方法，包括服务器端和客户端，其特征在于：

所述服务器端创建多个阅卷缓存通道，并将考试视频的链接随机分配到每个所述阅卷缓存通道，每个所述阅卷缓存通道对应一所述客户端，所述服务器端根据所述客户端上报的阅卷记录，标记考试视频的阅卷状态；

所述客户端设置缓存区，当所述缓存区空间未满时，所述客户端自动从对应的所述缓存通道下载未完成阅卷的考试视频；当有考试视频完成阅卷后，所述客户端从缓存区删除该考试视频并将其阅卷状态上报至所述服务器端。

2.根据权利要求1所述的用于考试视频阅卷的视频缓存方法，其特征在于：还包括试阅卷步骤，试阅卷时，所述客户端随机调取所述缓存区的考试视频，且该试阅卷的考试视频不从所述缓存区删除。

3.根据权利要求1或2所述的用于考试视频阅卷的视频缓存方法，其特征在于：还包括回评步骤，回评时，所述客户端通过常规的视频点播技术，向服务器端请求指定的考试视频。

4.根据权利要求3所述的用于考试视频阅卷的视频缓存方法，其特征在于：所述阅卷缓存通道的带宽占用不超过所述服务器端总带宽的95％，剩余5％带宽用于通信；当收到回评请求并建立链接后，服务器端优先为该回评链接分配带宽资源。

5.根据权利要求1或2所述的用于考试视频阅卷的视频缓存方法，其特征在于：还包括抽检步骤，所述服务器端创建多个抽检缓存通道，并将已阅卷的考试视频按预设的抽检比例随机分配到所述抽检缓存通道，所述抽检缓存通道不与所述阅卷缓存通道同时开启。