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虛擬教室系統，也叫做虛擬教室，是指在計算機網路上利用多媒體通訊技術構造的學習環境，允許身處異地的教師和學生進行大多數教學活動，並能實現實時視頻點播教學、實時視頻廣播教學、虛擬教室教學監控、多媒體備課與授課、多媒體個別化互動式網路學習等；虛擬教室是計算機技術、多媒體技術、數字壓縮技術、網路通信技術等信息技術、多學科、多領域融合交叉結合的產物。

基本介紹

中文名：虛擬教室系統
又稱：虛擬教室
包含技術：計算機技術，多媒體技術
運用領域：教育

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虛擬教室系統定義

虛擬教室系統，也叫做虛擬教室，是指在計算機網路上利用多媒體通訊技術構造的學習環境，允許身處異地的教師和學生進行大多數教學活動，並能實現實時視頻點播教學、實時視頻廣播教學、虛擬教室教學監控、多媒體備課與授課、多媒體個別化互動式網路學習、同步輔導、同步測試、疑難解析、BBS討論、遠距離教學等；虛擬教室是計算機技術、多媒體技術、數字壓縮技術、網路通信技術等信息技術、多學科、多領域融合交叉結合的產物。他不同於一般的多功能教室，他解決了當今多媒體教室和電子閱覽室無法解決的問題，它是教室革命的代表。

虛擬教室的發展與定位：

虛擬教室系統的發展願景是依託網路培訓學院，不斷完善功能和性能，逐步嘗試獨立運維，採用軟體服務化（Saas）思想，拓展實用範圍，最終形成全省統一、可分可合、貼近實用的新型教學、交流平台。通過對虛擬教室系統套用情況的進一步分析，虛擬教室可以成為一個集團、機構、教育體系或者組織對培訓進行巡查的視窗，以了解第一手資料，促進培訓成效和成果轉化。

未來虛擬教室發展雲模型

以雲計算的思想構建分散式的虛擬視頻會議資源雲，將基礎設施建設與虛擬教室具體套用相分離。使用戶可以在網內自由套用虛擬教室和視頻會議服務。通過分散式部署的多台虛擬教室伺服器，配合雲計算資源管理架構，實現的能力有：

1、超大規模的培訓能力 – 通過增加分散式伺服器系統，可以支持超大規模的虛擬教室培訓。15台伺服器理論上可以支持5000用戶同時線上的同步培訓課堂。

2、服務虛擬化 – 虛擬教室雲資源的建立，使用戶無論在網路的任何位置都可以輕鬆訪問培訓課程，而無需了解具體是哪台伺服器為你提供了服務。

3、提高系統可靠性 – 虛擬教室雲資源具有負載均衡、災難恢復和系統自愈能力，資源雲中少數伺服器和網路故障將不會影響系統的總體服務能力。

4、易於擴展 – 虛擬教室雲資源可以動態擴展，根據套用情況將新增伺服器單元假如雲，即可迅速提高虛擬教室雲的服務能力和容量。

5、按需服務 – 虛擬教室雲資源具有強大的網路課程服務能力，用戶可以根據需要隨時申請空閒的資源。

虛擬教室雲基礎設施

分散式伺服器群

虛擬教室伺服器，在雲基礎設施中以資源型態存在，主要提供共享的客戶連線資源，虛擬教室空間資源，共享的數據資源，預設的網路頻寬資源等。

資源管理伺服器負責上述資源的管理和調度。可以將虛擬教室伺服器加入雲資源，來統一管理，並共享給網路以統一資源調度。

資源管理伺服器負責加入雲的伺服器資源的監控，運轉正常的伺服器在資源列表中被標記為可用，失效的伺服器將從資源列表中被標記為不可用，重新恢復運轉的伺服器可以被重新標記為可用。

跨區域的虛擬教室

管理員可以自由使用雲中可用的伺服器資源創建虛擬教室。虛擬教室可以是跨域的，即使用多個伺服器資源而創建的虛擬教室。

虛擬教室的創建邏輯上可以使用任意多個伺服器資源的。一個邏輯上的虛擬教室是可以跨伺服器的。不同伺服器之間的相同ID的虛擬教室之間通過音視頻和數據信息轉發實現同步。

虛擬教室所使用的多個伺服器資源可以實現負載均衡。如果某虛擬教室資源所利用的伺服器資源不可用，系統將自主切換使用可用的伺服器資源。

資源智慧型調度

1）伺服器資源狀態實時監測

資源檢測服務提供定時的伺服器狀態數據，主要包括，CPU 占用率，記憶體利用率，網路利用率，虛擬教室服務狀態，虛擬教室通信連線埠狀態，虛擬教室連線數，虛擬教室數據連線埠狀態等。

根據上述伺服器狀態信息對伺服器資源進行評估，評估結果可能為: 可用，受限，不可用。評估方法根據預定義的評估標準（算法），該評估標準是可以更新和修正的（xml）。

2）虛擬教室預約協定（算法）

虛擬教室預約協定（算法）是教室虛擬化的關鍵算法，該算法基於基礎架構資源信息（可用伺服器資源分布，受限情況，網路資源狀態等），並根據待預約教室的信息（規模、時間、用戶分布等）確定該虛擬教室所占用的伺服器資源和模式。

虛擬教室預約協定（算法）是可以更新和修正的。

3）動態資源路由協定

動態資源路由協定（算法）首先是為了解決用戶就近登錄問題，其次是解決臨近伺服器不可用時的選擇合適的登錄伺服器，最後是為了解決系統的負載均衡問題。

動態資源路由協定（算法）基於基礎架構資源信息（可用伺服器資源分布，受限情況，網路資源狀態等），並根據用戶當前的位置信息（如IP位址或者網關信息），確定該用戶的首要伺服器和備用伺服器，並在用戶登錄伺服器時通知該用戶。路由信息將隨著基礎設施資源的改變而改變。

虛擬教室負載均衡

1）就近登錄算法 – 動態資源路由算法

根據用戶IP位址或網關地址，確定登錄的首選伺服器地址和備用伺服器地址，並形成優先登錄路由表。在用戶登錄時下載對應的優先登錄路由表，首先嘗試登錄優先伺服器地址，如不可用或伺服器忙，則選擇登錄備用伺服器。

動態資源路由算法可以保證用戶登錄最近獲最經濟的伺服器，維護系統的低能耗和穩定性。

2）負載均衡算法

負載均衡算法是動態資源路由算法的一部分。該算法對伺服器登錄資源，主幹網路段頻寬資源設定預警門限，在達到預警門限時，對與此有關的伺服器資源和頻寬資源設定較低的選擇權重，以修正動態路由算法的伺服器優選原則，實現負載均衡的目的。

負載均衡算法可以幫助系統平衡伺服器和網路負載，提高系統的可靠性和穩定性。

成功案例：

2005年江蘇省電力公司召集國內外著名10家視頻會議廠商進行選型，並進行兩次大規模的現場測試，稱為“破壞性測試試驗”。即在同樣的網路環境、同樣的硬體資源下進行測試，在一台伺服器上裝上伺服器端軟體，每個客戶端打開13路視頻，登入會議室，其他9家著名的視頻會議廠商登入不到100個客戶端的時候伺服器應承載不了壓力而崩潰，而視維視頻會議則登入到230多個客戶端，實現了高性能，單台伺服器支持3000路以上的視頻流交換，這種驚人之舉得到了江蘇省電力公司領導及其所有員工的認可，江蘇電力放心地選擇了視維視頻會議系統，對其10萬員工進行培訓。

作為江蘇省電力公司網路培訓學院的核心培訓平台，虛擬教室系統面向江蘇電力全體員工（10萬員工）提供面對面地遠程培訓服務。在200多人同時線上並分別接入視頻的情況下，提供流暢的音頻、視頻及數據共享等互動功能，音視頻同步良好，音頻清晰，視頻清楚、不延遲，數據共享反應快速、還原性好，並與現有江蘇電力網路培訓學院進行有效的界面和數據整合。這不僅為江蘇電力節省了大量的會議費用，而且還節省了大量的培訓費用，並且在用電高峰時的電力調度快速有效。

隨著江蘇省電力業務高速發展，200人同時線上的培訓工作已經不能滿足他們的需求，使用視維視頻會議系統一年多，單位10萬員工親身體會到系統的穩定性、實效性、可用性。因此，2007年8月領導決定再次攜手視維再擴容200個點，實現400人同時線上開展技能培訓和日常會議，打造高效運營。星星之火，可以燎原。重慶電力、廣東電力江門供電局、哈爾濱電業局、山東臨沂電業局、山東膠南市供電局、山東寧陽供電局、新疆奎屯電力公司等等也都紛紛選用了視維視頻會議系統實現無障礙溝通的夢想。

虛擬教室系統