以虚拟教室为核心远程教育平台探讨与实现

虚拟教室是基于互联网的可实时交互的虚拟远程教学系统,是计算机技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物。它运用协同工作(CSCW)理论,虚拟了传统课堂的教学功能,为地域分散的网络在线老师和学生提供一个共享协同式课堂学习环境。在远程教育中虚拟教室为普及教育、实施继续教育提供了一种十分有效的手段,具有很深远的意义。在绪论部分(第一章),分析了远程教育的历史及中外的现状,包括现代基于互联网的远程教育存在的问题及应用远景|教学论文范文|,探讨了符合中国国情的远程教育模式及平台搭建方案,分析了虚拟教室在远程教育平台中所起的作用。在虚拟教室相关技术部分(第二章),研究了远程教育平台的核心系统,并在互联网视频会议系统的基础上,进一步扩展了课堂教学活动的功能。包括音视频的采集、音视频编码、网络通讯、实时传输控制、混音、回放、会议室管理、教室控制等方面的技术及原理。在虚拟教室系统存在的问题与解决方案部分(第三章),分析了虚拟教室的优缺点极其成因,提出了针对性的解决方案。其主要因素是中国互联网的IP资源,P2P连通率不高,使服务器中转成本增加,其次是网络带宽跟不上互联网的普及速度,以及网络流量不稳定等等。这其中包括使用终端作为分布式媒体中转服务器这一创新性的方案及实在现方法,即论文中说的镜子终端。在虚拟教室系统的总体设计部分(第四章),以面向对象的系统分析与设计的方法来构建虚拟教室系统。描述了教室控制服务器软件、教师客户端软件、学生客户端软件、音视频转发服务器软件、NAT类型检测服务器软件等子系统的实现。最后(第五章),对课题的研究进行了总结展望。【关键词】：远程教育虚拟教室NATRTP/RTCP网络通讯
【论文提纲】：中文摘要3-4英文摘要4-91绪论9-131.1论文背景9-101.1.1远程教育的历史91.1.2远程教育的现状与发展9-101.2研究目的10-111.3内容安排11-132虚拟教室的相关理论与研究13-222.1基于包交换的TCP/IP网络通讯技术简介13-152.1.1互联网的定义132.1.2IP协议栈简介13-142.1.3IP协议及路由简介14-152.2音视频数据的传输使用UDP的原因15-162.3音频/视频采集、编解码及播放技术16-172.3.1VoIP及音频编解码简介162.3.2影响接收端语音质量的因素16-172.3.3视频的编解码172.4关于会议室管理及教室控制17-192.4.1视频会议室的创建182.4.2查询会议室182.4.3加入会议室182.4.4退出会议室182.4.5暂停/恢复播放音频182.4.6开启/封闭音频182.4.7开启/封闭视频18-192.4.8举手发言192.4.9点名发言192.4.10结束会议192.5虚拟教室的管理19-222.5.1系统构架图19-202.5.2虚拟教室的创建202.5.3查询虚拟教室202.5.4进入虚拟教室202.5.5退出虚拟教室20-212.5.6暂停/恢复播放音频212.5.7开启/封闭音频212.5.8开启/封闭视频212.5.9举手发言212.5.10点名发言212.5.11封闭虚拟教室21-223虚拟教室系统的优化技术22-413.1互联网传输的延时问题22-243.1.1基于包交换的互联网数据传输产生的延时223.1.2可靠但产生延时的TCP传输22-233.1.3不可靠但“实时”的UDP传输233.1.4处理乱序引入的UDP延时23-243.2实时传输固有的“抖动”问题及解决方案243.2.1什么是实时传输的“抖动”243.2.2RTP/RTCP协议243.3关于如何减少服务器中转媒体数据的问题24-333.3.1NAT技术的产生24-253.3.2非严格NAT253.3.3严格NAT253.3.4防火墙技术，及其对P2P应用的影响25-263.3.5动态IP263.3.6城域网263.3.7NAT类型的检测方法26-283.3.8“P2P通讯”与“集中式媒体中转服务器”并存的方案28-293.3.9不同防火墙及NAT特性的终端网络，及分布式中转服务29-333.4有中转服务器介入的终端之间的UDP会话的建立及撤消33-373.4.1登录及在线维持33-343.4.2寻址及呼唤|教育论文网|流程34-373.5镜子的工作原理37-383.6防火墙买通包的发送38-403.7小结40-414虚拟教室系统的分析与设计41-624.1系统的需求41-434.2系统组成及各功能模块间的关系434.3教室控制器服务器软件的设计43-474.3.1网络IO模块的设计44-454.3.2在线维持定时器的设计454.3.3数据库模块的设计454.3.4S_media的登录/登出45-464.3.5虚拟教室创建/销毁模块的设计464.3.6虚拟教室进入/退出模块的设计46-474.4客户端(即教师机及学生机软件)的设计47-554.4.1TCP网络模块的设计474.4.2UDP网络模块的设计474.4.3视频采集、编码模块的设计47-544.4.4音频解码、回放模块的设计544.4.5寻址呼唤|教育论文网|模块的设计544.4.6主控模块的设计54-554.5媒体中转服务器软件的设计55-614.5.1TCP网络模块的设计55-614.5.2UDP网络模块的设计614.5.3主控模块的设计614.5.41-M转发模块的设计614.5.5寻址呼唤|教育论文网|模块的设计614.6NAT及防火墙检测服务器软件的设计61-625总结与展望62-63致谢63-64参考文献64-66附1：术语表66-68