[發明專利]基于零終端的教學屏幕云廣播系統及方法

在審

• 申請號: 201710108574.4
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106710333A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 郭興;趙自成
• 申請（專利權）人: 武漢芯光云信息技術有限責任公司
• 主分類號: G09B5/08
• 分類號: G09B5/08;H04L29/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 胡建平,楊曉燕

技術領域

本發明涉及多媒體教學領域，具體涉及一種基于零終端的教學屏幕云廣播系統及方法。

背景技術

在進行遠程教學或者培訓的時候，經常需要進行多媒體教學，即將教師端的屏幕視頻與音頻同時投遞到一些或所有的學生端上。這種應用的一個重要指標就是投遞的屏幕與音頻和源是否一致(時間與質量)。對于傳統PC機而言，在網絡較好的情況下一般不難實現。隨著桌面云(可以通過搜客戶端或者其它任何與網絡相連的設備來訪問跨平臺的應用程序)技術的出現，對于云終端而言也需相應的應用。桌面云往往依賴于VDI(Virtual Desktop Infrastructure，即虛擬桌面基礎架構)與虛擬化技術，終端所對應的虛擬機往往運行在服務器之上，直接運行傳統的廣播應用會造成虛擬機壓力過大而導致的音視頻嚴重丟幀，從而影響使用效果。為此需要將廣播請求直接交由終端的CPU與操作系統直接處理來提高性能。

但是隨著云終端的發展又出現了一種無CPU與內存的零終端系統。這種系統由于零終端精巧別致，無CPU、無內存、無硬盤，能降低終端的成本；同時提高了終端的安全性。但這種系統無法使用廣播重定向技術來優化屏音視頻幕廣播。為此，需要研究解決零終端的屏幕音視頻廣播的方案。

傳統實現零終端的屏幕音視頻廣播方案如附圖1所示，教師端發起廣播時每個學生端虛擬機自己從網絡讀取數據并解碼，最后將數據發送給學生零終端顯示。由于學生端虛擬機運行在服務器上，當學生端虛擬機數量較多時，由于不同學生端虛擬機需同時解碼，廣播性能將會嚴重下降。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于零終端的教學屏幕云廣播系統及方法，減少服務器壓力，采用該技術后在服務器與終端點數相同的情況下，零終端廣播能達到ARM終端的音視頻廣播性能。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

基于零終端的教學屏幕云廣播系統，包括教師端、虛擬化服務器、選擇模塊、啟動模塊、發送模塊、存儲模塊、廣播數據管理模塊和零終端；

虛擬化服務器，包括多個學生端虛擬機；

選擇模塊，用于通過教師端在每臺虛擬化服務器上選擇一個或多個要接收廣播的學生端虛擬機為廣播接收者，同一臺虛擬化服務器上隨機選定一臺學生端虛擬機，選出來的學生端虛擬機稱為非鏡像機，剩余的稱為鏡像機；

啟動停止模塊，包括啟動子模塊和停止子模塊，啟動子模塊用于通過教師端向所有鏡像機與非鏡像機發送廣播啟動命令，同時啟動非鏡像機的廣播接收功能；停止子模塊用于停止教師端向鏡像機發送廣播數據，同時向所有零終端發送廣播停止命令；

存儲模塊，用于讀取非鏡像機收到的廣播數據，將廣播數據解碼成音視頻數據后提交到虛擬化服務器的共享內存中，并向廣播數據管理模塊發送通知；

廣播數據管理模塊，用于將音視頻數據直接發往各個零終端。

本發明還提供了一種通過上述基于零終端的教學屏幕云廣播系統的廣播方法，包括如下步驟：

(1)選擇模塊通過教師端在每臺虛擬化服務器上選擇一個或多個要接收廣播的學生端虛擬機為廣播接收者，同一臺虛擬化服務器上隨機選定一臺學生端虛擬機，選出來的學生端虛擬機稱為非鏡像機，剩余的稱為鏡像機；

(2)啟動停止模塊的啟動子模塊通過教師端向所有鏡像機與非鏡像機發送廣播啟動命令，同時啟動非鏡像機的廣播接收功能，作為非鏡像機的學生端虛擬機先啟動廣播接收與播放程序，同時保持原來的VDI流程(發送音視頻數據)；廣播啟動后，停止子模塊停止教師端向鏡像機發送廣播數據，鏡像機停止向VDI發送音視頻數據；

(3)存儲模塊讀取非鏡像機收到的廣播數據，將廣播數據解碼成音視頻數據后提交到虛擬化服務器的共享內存中，并向廣播數據管理模塊發送通知；

(4)廣播數據管理模塊將音視頻數據直接發往各個零終端。

按上述方案，當某個非鏡像機對應的零終端被關閉時處理流程如下：

i)通過廣播數據管理模塊，在對應虛擬化服務器中再隨機選取一臺學生端虛擬機作為非鏡像機，并向該學生端虛擬機發送由鏡像機變為非鏡像機的通知；

ii)收到步驟i)所述的通知后，該學生端虛擬機恢復VDI數據通道，并向教師端發送請求接收廣播數據的通知；

iii)教師端收到步驟ii)所述的通知后向該作為非鏡像機的學生端虛擬機發送廣播數據。