如何建设校园直播平台？

随着西安交通大学(以下简称“西交大”)的迅速发展，特别是2019年9月创新港校区的正式入驻，一校四地，网络授课、远程办公、视频会议和网上直播的需求大增。

近年来，学校跨校区举办了大量学生活动、重要会议、学术交流及培训讲座。但受限于校区间距离，活动场地，传播媒介等，只有少量师生能直接参与，无法满足更多师生的参与需求。结合西交大实际情况，本文将分析校园直播平台需求、技术架构和应用方法，并对校园直播发展趋势进行思考。

校园直播平台需求分析

随着疫情防控常态化，学校重要会议和大型活动都有严格的防疫措施，线下和线上相结合的形式愈发流行，网络直播需求呈井喷式增长。

网络信息中心承担着学校重要会议和大型活动的网上直播工作，年均直播100场以上，直播内容包括学校重要会议、大型活动、学术报告、精品课程、教育部及教育厅视频会议等。

通过校园直播平台，可以实现在线直播和点播回放，降低学校出口带宽，减轻带宽压力，节约网络流量，保证观看清晰流畅，提升师生观看体验感；使用校园直播平台进行在线直播，不受地域限制，可满足高并发用户的观看需求，保障活动效果；校园直播平台可将视频资源与活动资源上传，师生可随时随地点播回放，收看优质教学视频、学术讲座，保证大量学术视频的可用性。此外，可通过查看直播、点播的播放数据，做好校园直播大数据的统计与分析。

校园直播平台技术架构

系统结构图

西交大校园直播平台由底层数据与文件存储、中间层MVC应用架构，以及上层最终业务服务三层架构组成，其系统结构如图1所示。

图1 校园直播平台系统结构

底层数据与文件存储层主要负责视频媒体资源的保存和回放及系统数据库的存储应用，采用HDFS和NFS分布式文件系统。

MVC应用架构层，模型—视图—控制器模式(Model View Controller)，用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面与用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。

最终业务服务层，底部服务器操作系统为CentOS 7.0，Web应用服务器采用开源、高性能、高可靠Nginx，在其上部署安全高效的实时视频服务应用SRS，支持RTMP/HLS/HTTP-FLV/SRT/WebRTC等多种网络直播协议。

系统功能图

校园直播平台主要包括发布管理平台、编码模块、存储模块和一组发布服务器。平台系统功能如图2所示。

图2 校园直播平台系统功能

管理员可以通过发布管理平台接入现场直播、静态视频文件等视频源，并进行统一编码和存储，再由发布服务器将视频发布到电脑、手机、平板等终端播放设备进行播放，不需要在这些播放设备上安装任何插件。

平台能够对媒体资源进行统一发布和管理，包括实现网上直播、直播内容录制与视频点播回放，并实现对媒体资源的统一管理，对观看数据的全面统计分析，对用户观看权限的精细化管控。

系统采用HTML5技术，支持各类主流浏览器和移动终端的视频播放，无需安装插件，为用户提供优质便利的观看体验。

西安交通大学

校园直播实现和应用

校园网络直播主要由三个环节组成，一是现场音视频采集，二是多平台推流，三是校内外多平台统一直播。

视频信号主要通过多路摄像机采集，音频信号通过无线麦克风或无线领夹式小蜜蜂采集，PPT或视频信号则通过一路HDMI信号采集。

校园直播硬件设备

校园直播硬件设备主要包括：

1.高清数码摄像机。大中型活动的拍摄工作往往会选择更加专业的新闻机甚至电影机拍摄。为了提供多角度和多场景的视频内容，一般会安排多个摄像机位，比如通常会有全景机位、左右近景机位、返拍机位和台上游机等。

2.视频线缆。在现场拍摄过程中，摄像机机位与工作台位置往往距离较远。常见的HDMI接口传输距离较短。在这种场景下，使用SDI接口线缆进行传输更为合适，SDI信号通过BNC同轴线缆传输，传输距离可达300～500米。同时，接口具备锁扣，不会因拉扯从插座脱落，更为稳定可靠。

3.切换台。切换台是现场制作流程的核心设备。多个摄像机位以及多路音频输入都连接至切换台，经由切换台进行输入选择、效果制作、画中画等操作后，制作为用于播出的PGM节目信号。

4.广播录机。大中型活动直播往往同时伴随录像需求。除去摄像机本身要记录拍摄的画面以外，通过切换台制作后的内容也需要被记录，这时就需要使用录机来完成这一工作。

5.推流设备。推流设备专为直播用途设计，体积小巧且携带方便，操作更简单，推流更稳定。针对直播常用的SDI与HDMI信号输入，直接将输入信号硬编码后通过网络推流输出。校园直播平台多机位硬件设备如图3所示。

图3 校园直播平台多机位硬件设备

校园直播平台

1.校内直播平台

思源直播平台是西交大校级网上直播平台，负责学校重要会议、大型活动、学术报告、精品课程、教育部及教育厅视频会议等相关内容的网上直播。思源直播平台于2019年10月上线，截止到2021年10月共直播157场次，平台峰值观看人数10万人次，累计观看人数达60万人次。

本系统前端观看平台面向校内外全网开放，通过OAUTH协议对接学校统一身份认证平台，全校师生使用NetID进行用户身份验证。前端系统按照在后端预先配置的用户组策略和资源访问权限规则，限制不同角色用户的观看范围。

思源直播平台通过2台高性能硬件服务器组成集群，对外统一提供网络访问服务。集群服务器存储采用RAID6技术，在数据可靠性、存储空间和写入效率中找到了一个合理的平衡点。

直播平台采用校园网+AWS CDN混合云模式。AWS即Amazon Web Services，是亚马逊（Amazon）公司的云计算IaaS和PaaS平台服务。借助亚马逊云遍布全国的CDN机房，可以满足网络直播大带宽、高并发和低时延的要求。针对多家国内运营商线路的观众，利用AWS的BGP多线路分发技术，保障用户观看的流畅性。

2.校外直播平台

除了校内思源直播平台外，学校的大型活动往往还会在其他平台同步直播，比如学校的官方微博、哔哩哔哩、今日头条、抖音、人民号、央视频等，校外的陕西网、腾讯新闻、西安榴花直播、西安发布、西部网等共20余个直播平台。一般多采用拉流和推流相结合的方式满足平台多样的直播需求。

在疫情常态化的趋势下，校园网络直播也面临更多的机遇和挑战。

一方面，借助校园直播可以更好地满足学校教学、科研等工作需求，促进学校信息化水平的快速发展；另一方面，随着互联网技术的发展，网络直播也呈现出迅猛的发展态势，各类网络直播平台、多样化的网络直播需求层出不穷。

好在直播硬件设备的迭代速度和直播技术都取得了长足发展，我们应该尽力抓住这难得的发展机遇，更加透彻地了解新兴网络直播技术，努力推动校园网络直播的发展。

作者：刘宸、毛琦、王玉婷、朱影、王亚男（西安交通大学网络信息中心）

责编：陈荣

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