基于Podcast Producer的講座資源支撐平臺的設計與實現

【摘要】從工作流程、網絡架構、功能模塊和關鍵技術等幾個方面介紹了基于Podcast Producer開發的北京大學講座網，并探索一個可實現信息發布、講座錄制任務分配、錄制進度監控和自動轉碼處理與講座視頻發布等功能的高度自動化的通用講座資源支撐平臺。

【關鍵詞】Podcast Producer;iSCSI;自動轉碼;講座網

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2010)04—0103—05

一 前言

大學是人才的培養基地，豐富多彩的講座對于繁榮校園文化，活躍學術氣氛，鼓勵理論研究和學術創新等都具有良好的促進作用。由于講座的重要性，學校常常會錄制各種講座用于資料保存與發布共享。

學生要聽講座、學校相關部門要錄制講座，這都需要講座預告信息的及時、準確和暢通。而目前在北大獲得講座預告信息的方式主要有三種:通過查看“三角地”的講座宣傳海報和傳單;登陸bbs講座信息版塊;查看各院系最新新聞相關的講座信息。傳統的講座預告信息是分散的而且和其他信息混在一起不利于用戶及時有效地查詢和發布講座預告信息。與此同時，傳統的講座錄制流程也存在著很多弊端:添加講座視頻的片頭片尾，添加版權保護水印需要進行人工轉碼;講座視頻的發布需要人工查看其他站點或者紙質的講座預告信息，然后找到已經人工轉碼的相應的講座視頻發布到網站上。這些過程都是線性的，需要等到添加片頭片尾、編輯轉碼等工作完成之后才能進行發布工作，這樣一來就需要消耗大量的人力物力，并且出現錯誤的幾率也較大。所以，為了更好地促進北大講座信息的有效送達，提高講座錄像在教學科研中的利用效率，在北大信息化管理辦公室的領導下，北大現代教育技術中心承擔了“北大講座網”的建設和技術支持工作。

二 系統設計目標

讓講座預告信息的發布與管理及時準確地提供給廣大師生，讓講座預告信息與講座錄制、編碼和發布過程在支撐平臺上實現信息的整合，通過該系統可以方便地分派拍攝任務、監控拍攝狀態、自動編碼轉碼和自動發布以提高整個錄制過程的效率是該系統的設計目標。具體說來基于Podcast Producer的講座資源支撐平臺主要解決兩個方面的問題:

1 方便師生了解講座預告信息，訪問和查詢講座資源，它為北京大學各部門提供一個統一的講座信息和講座資源的發布平臺。用戶無須注冊就能在PC、iPod和移動電話等設備上觀看、訂閱和下載講座資源。通過認證的注冊用戶還可以自主發布講座信息和講座資源。

2 為講座拍攝單位提供講座拍攝信息，并完成講座拍攝任務分配、拍攝狀態監控、講座視音頻自動轉碼、添加片頭片尾和版權保護水印以及講座原始素材的自動備份管理和流媒體發布共享等。

三 平臺的設計與實現

1 Podcast Producer簡介

Podcast Producer是美國蘋果公司(Apple Inc.)提供的一個用于編碼、發布和分配高質量播客的端對端的解決方案。Podcast Producer在設計上使用了Xgrid和Xsan技術，能在網絡上的多臺Mac機和Xserver上分配編碼任務，以適用于大量的制作工作和制作高清晰度的視頻內容。Podcast Producer將Xsan作為一個共享文件系統，讓每個編碼系統能通過區塊級直接訪問文件。因為每個系統都能同時訪問同一個數據源，所以編碼和制作播客的時間將會大大減少。隨著用戶對播客制作要求的增加，只需簡單地添加Podcast Producer計算節點，并連接到同一個Xsan即可。此外，通過Podcast Producer，管理員還可以創建完全是自動化工作流程的播客制作項目。目前，最新版本Podcast Producer 2.0是Mac OS X Server version 10.6 Snow Leopard的一個組件，將現有系統升級到Mac OS X Server version 10.6 Snow Leopard就會得到Podcast Producer2.0。

2 工作流程設計

(1)搜集和發布講座信息

信息來源:A、講座網派專人搜集并發布講座預告信息。B、各院系信息管理員主動發布講座預告信息。

信息內容:信息內容主要包括:*講座標題、副標題、*主講人、講座人簡介、講座簡介、聯系方式、*講座地點、*講座時間、*所屬部門(加星號的為必填項)。

信息查詢:按照院系分類、提供全文搜索、按日期快速定位查詢等。

(2)講座視頻拍攝

派單:根據已發布的講座預告信息，通過支撐平臺的派單系統下發講座拍攝任務單給拍攝人員。

拍攝:拍攝人員持講座拍攝單去現場拍攝。

回執:拍攝完成后登陸系統提交拍攝回執，回執信息包括拍攝狀態，主講人授權發布情況等。

(3)將拍攝的原始視頻數據轉為MPEG-2格式

拍攝完之后，把原始數據轉換為MPEG-2格式，主要參數如表1所示。

(4)發布講座視頻

發布人員:圖書館、現代教育技術中心、經過認證的各院系信息發布員。

發布平臺:由現代教育技術中心搭建的基于蘋果系統的Podcast Producer的web發布平臺。

發布人員將轉換的MPEG-2格式的視頻文件提交給web發布平臺，并導入講座信息數據(講座標題、主講人、簡介、所屬院系等)，由事先編制在蘋果系統里面的發布工作流將發布員提交的MEPG-2視頻數據和資源信息提交到素材資源系統進行備份，同時將提交的MPEG-2視頻數據按照定制的格式(目前暫定為MPEG-4)進行視頻壓縮編碼、自動添加片頭片尾和版權保護水印，最后自動提交到講座發布資源系統發布到講座網，提供講座的視頻點播與查詢服務。

3 系統網絡結構設計

該系統依托現有校園網架構，以CERNET為應用擴展，分布結構如圖2所示。

服務器采用蘋果公司的Xserver機架式服務器，具體配置為一顆四核Xeon CPU (每個CPU 主頻為3.0GHZ)，內存為6GB，硬盤為2×146GB，雙千兆以太網卡，QLogic 4GB光纖通道卡(用于連接SAN存儲系統)，集成RAID 1，雙電源冗余。根據需求不同分別建立兩套存儲系統，對于MPEG-4資源采用基于光纖通道的SAN存儲系統，并且通過XSAN系統使多臺服務器可以共享讀寫訪問以滿足高速、高并發量的訪問需求，Podcast Producer將Xsan作為一個共享文件系統，讓每個編碼系統能通過區塊級直接訪問文件。因為每個系統都能同時訪問同一個數據源，所以編碼和制作播客的時間將會大大減少。隨著對編碼、轉碼要求的增加，只需簡單地添加 Podcast Producer 服務器，并連接到同一個Xsan即可。對于要求高質量視頻信息作為素材保存的MPEG-2采用iSCSI存儲解決方案，該方案在得到大容量存儲空間的同時由于采用基于以太網傳輸的iSCSI技術，該資源庫可以很方便地與其它媒體資源管理系統共享資源。為了提高系統安全，將數據庫服務器、編碼服務器放置在以太網LAN后，后端網絡不直接與外網相連，編碼時只需通過web服務器提交編碼需求，該服務器通過xgrid控制器分派工作流任務給編碼服務器集群，同時通過文件系統將需要編碼的原始文件提交給編碼服務器。編輯完成后，編碼服務器將原始的MPEG-2素材文件通過以太網LAN備份到iSCSI存儲，同時將編輯好的MPEG-4文件通過光纖網絡寫入到XSAN存儲，并提交該視頻文件的相關元數據和鏈接地址給數據庫服務器，以便于web服務器和流媒體服務器發布講座信息和講座視頻。軟件環境方面，操作系統采用Mac OS X Server version 10.6 Snow Leopard，iSCSI服務器采用由rPath Linux驅動的Openfiler搭建，Web服務器采用Apache 2.2.11，數據服務器采用MySQL 5.0.24。

4 模塊設計

該系統主要分為三大模塊:普通用戶瀏覽模塊、講座發布模塊和后臺管理模塊，如圖3所示。

(1)普通用戶瀏覽模塊——該模塊主要提供普通用戶查看講座預告信息，訂閱、下載和觀看講座視頻。講座預告和講座視頻按院系劃分并支持關鍵字全文搜索，用戶可以很方便地找到自己需要的內容，點擊講座網首頁日歷中的日期，可以得到當天講座預告，同時用戶可以通過RSS訂閱講座視頻。

(2)講座發布模塊——該模塊主要提供電教中心、圖書館和院系信息發布員發布講座預告信息，同時該模塊還為拍攝單位的拍攝任務下發、拍攝回執、監控拍攝狀態和授權發布情況、自動編碼、轉碼，發布講座視頻并根據回執狀態自動發布到合適的區域、設置訪問范圍限制等。另外本系統已經完成于北京大學IAAA(統一安全認證系統)的對接，對于沒有注冊的在校學生和教職工可以通過校園卡統一賬號登陸發布講座預告信息(需要管理員審核)。該模塊包括:幻燈片管理、預告管理、講座視頻管理、派單管理，用戶管理和個人信息管理幾個子模塊，結構如圖5所示。

(a)幻燈片管理子模塊——提供用戶發布與管理首頁海報幻燈片，幻燈片管理采用隊列技術，將幻燈片分為等待隊列、正在展示和已經下架三個隊列，登陸用戶根據權限不同可分為無權限發布、申請發布權限和管理權限三種。

(b)預告管理子模塊——提供用戶發布與管理講座預告信息，審核IAAA用戶發布的講座預告信息申請。登陸用戶根據自身所屬單位與用戶權限信息分為無權限、院系內發布、跨院系發布、管理本單位發布和管理權限五種。

(c)講座視頻管理子模塊——提供用戶發布與管理講座視頻。視頻發布功能后端與podcast producer 工作流相連，它將用戶提交的相關信息傳遞給用戶選選的工作流，工作流按照預定編碼方案進行編碼、轉碼、添加片頭片尾，添加版權保護水印等工作，編碼完成后將視頻的相關信息和視頻鏈接地址返回給數據庫，通過該子模塊的講座視頻管理功能可以管理講座視頻的相關信息和控制講座點播的授權范圍。

(d)派單管理子模塊提供給拍攝單位下發講座拍攝任務、監控拍攝狀態、自動匹配發布講座視頻功能。當講座預告信息發布后進入派單系統可以對未過期的講座預告信息進行派單并打印講座授權書，拍攝人員持拍攝單到現場拍攝并請主講人簽署講座授權書，拍攝完成后拍攝人員填寫回執單并根據授權范圍發布講座視頻給相應的工作流。

(e)用戶管理子模塊——用來管理用戶信息和用戶模板，該功能主要提供兩種用戶模型:院系信息發布員和拍攝單位工作人員。可以通過自定義用戶模板方便的控制用戶在各個子模塊中的權限。

(f)個人信息管理子模塊——提供給用戶管理和修改自己的相關信息和密碼。

(3)后臺管理模塊——該模塊主要由站點參數管理、服務管理、分類管理、HTML生成、數據庫管理、安全管理幾個子模塊構成。提供給系統管理員設置平臺的基本參數，包括院系一級分類、二級分類、站點域名、上傳大小限制、數據表命名規則、版本號、靜態HTML生成、數據庫優化備份、安全策略等如圖6所示。

5 關鍵技術

(1)Podcast Producer Workflow與數據庫對接

通過自主開發基于Ruby on Rails的中間件實現工作流與數據庫的對接，用戶通過網頁上傳視頻文件到服務器通知調用相應的工作流，該工作流接收到用戶傳來的數據自動進行原始素材備份、編碼、轉碼、添加片頭片尾等工作，這些工作結束后工作流中調用該中間件將必要的數據信息寫入到數據庫。

(2)高性能分布式計算的調配

采用Xgrid 技術結合 Mac OS X Server 的 UNIX 基礎、零配置 Bonjour 技術與目錄服務架構來簡化配置，同時使用管理工具可以輕松地管理 Xgrid 集群、提交工作、監控進程以及重新找回結果。當計劃越來越復雜時，Xgrid 控制器可以隨之擴展。Xgrid 需要處理很多天的工作，因此它也需要適時處理系統中斷。當一個代理系統不再工作時，Xgrid 可以自動察覺，并將任務重新指派給另一系統，由于基本的工作信息都儲存在磁盤上，所以當你需要重新啟動控制器時，網格可以即刻恢復工作。

(3)利用iSCSI技術實現桌面系統與計算網格之間共享虛擬存儲的無縫對接

iSCSI(iSCSI:Internet Small Computer System Interface)技術是一種由IBM公司研究開發的，是一個供硬件設備使用的可以在IP協議的上層運行的SCSI指令集，這種指令集合可以實現在IP網絡上運行SCSI協議，使其能夠在諸如高速千兆以太網上進行路由選擇。iSCSI技術是一種新儲存技術，該技術是將現有SCSI接口與以太網絡(Ethernet)技術結合，使服務器可與使用IP網絡的儲存裝置互相交換資料。我們通過利用由rPath Linux驅動的Openfiler搭建起iSCSI Targets服務，在mac平臺利用GlobalSAN客戶端接入，windows平臺利用Microsoft iSCSI Initiator接入。

(4)利用Xsan實現計算節點和客戶端的文件并行訪問

早期的并行計算采用NFS(Network File System的簡寫，即網絡文件系統)來交換數據，但是NFS利用以太網來交換數據在處理大數據量的高清視頻數據時成為整個系統的瓶頸，采用Xsan系統消除了使用較慢的Gigabit以太網傳輸，如高密格式HD視頻的傳統網絡文件服務器的瓶頸。通過光纖通道的4G端口連接增加數據傳輸，同時，光纖通道還可以與多路徑光纖通道一起使用獲得較大的集合吞吐量。對需要獲得最高限度應用處理能力的快速數據訪問，Xsan支持靈活的文件訪問權限，它不但支持Mac客戶端的文件訪問權限，而且與 Windows Server、Windows Vista 和 Windows XP 完全兼容。通過文件系統的 ACLs，任何文件項目可以分配給多用戶和工作組，包括工作組內的工作組。每個文件項目也能被同時賦予允許和拒絕訪問權限，以及一套嚴格的管理控制權限，讀取、寫入和刪除等操作。為了增強系統安全性，Xsan 支持文件權限的繼承方式，當文件移動到 San 系統時或文件拷貝到 San 系統重新寫入時，Xsan 確保用戶權限同時轉移。

(5)與北京大學IAAA 統一安全系統的對接

使用SOAP協議以webservice方式實現系統對接。依據認證請求的參數格式構造的XML字串或者XML文件實例化XmlDoc，通過soap協議向IAAA統一安全系統發送認證請求包，認證系統將會返回一個結構如下圖所示的xml字串，通過提取字串的相關信息可以得到認證結果和用戶的基本信息，具體如圖7所示。

四 結束語

北京大學講座網已基本達到預期的設計目標，目前已經為全校師生和社會服務，其訪問量排名已達到91262，從開通至今已擁有近十萬用戶，用戶遍及中國大部分省市以及美國歐洲等國家。(2009年12月21日 CNZZ統計數據)。目前我們正在完善統計分析功能和講座視頻分類方式。如何建立訪問者模型，并通過模型分析與預測用戶所需要的和可能需要的資源類型，符合該類型的資源如何組織、以何種方式呈現給用戶使之達到良好的用戶體驗。“讓人們最便捷地獲取信息，找到所求”是我們努力的方向。

參考文獻

[1] Apple Inc.Podcast Producer Workflow Tutorial[EB/OL].

[2] Doc Searls.DIY Radio With Podcasting[EB/OL].

[3] Apple Inc.iTunes U[Z/OL].

[4] David Flanagan.The Ruby Programming Language[J].

USA:O’Reilly Media， 2009.

[5] 張炳林，楊改學.淺析播客(Podcast)及其在教育中應用的思考[J].現代教育技術，2007，(12).

[6] 徐晶晶，黎加厚.Podcasting 在教學中的應用研究[J]. Distance Education Journal，2007，(6).

[7] 袁軍，胡正榮.面向21世紀的傳播學研究[M].北京:北京廣播學院出版社，2000.

[8] 廖衛，民趙民.互聯網媒體與網絡新聞業務[M].上海:復旦大學出版社，2001.

[9] (美)斯蒂文#8226;小約翰，陳德民葉曉輝譯.傳播理論[M].北京:中國社會科學出版社，1999.

[10] 明安香.信息高速公路與大眾傳播[M].北京:華夏出版社，1999.

[11] 孫寧.掌握非線性編輯的素質要求[J].中國電化教育，2000.

[12] 馮錫培.非線性編輯應用基礎[M].中國廣播電視出版社，2000.

[13] 李星，周進.數字影視制作高級教程[M].北京:中國青年出版社，2000.