互聯網+遠程教育實現精準幫扶

文 /姜洋澳 唐宏偉 孫毅

業務需求

早在2013年，習近平總書記在湖南湘西考察時首次做出了“實事求是、因地制宜、分類指導、精準扶貧”的重要指示。精準扶貧是新時期黨和國家扶貧工作的精髓和亮點，也是全面建成小康社會、實現中華民族偉大“中國夢”的重要保障。同時是扶貧先扶志和教育幫扶的重要指導思想。

教育是惠普人民的最大民生工程。習近平總書記在第六次西藏工作座談會指出，“改變藏區面貌，根本要靠教育”。被幫扶地區也提出希望充分利用信息化手段，把優質的教育資源直接引入農牧區貧困學生課堂，使農牧區貧困學生享受的公共教育服務的水平和質量都得到較大提升。

被幫扶地區基于自身教育實際情況與需求提出了實時教學互動、遠程視頻會議對接、教育信息化平臺對接等業務。其中實時教學互動和視頻會議業務對網絡質量要求較高，必須避免網絡延遲和抖動造成的直播視頻、互動教學視頻卡斷等現象。傳統互聯網方案很難滿足用戶對網絡傳輸質量的高要求。同時出于對網絡安全的考慮，基于普通互聯網對接也存在著教育信息和數據泄露的風險。

基于上述需求，唯有通過信息技術手段實現遠程教育對接本地化，才能滿足對口幫扶地區的要求。

技術思路與實現

為更好落實習近平總書記講話精神和北京市“攜手奔小康”行動部署及北京市東城區教委與被幫扶地區簽署的教育對口幫扶框架協議，從被幫扶地區的實際情況和實際需求出發，東城區教育研究中心與東城區教育信息中心承擔了對邊遠幫扶地區信息化平臺的對接工作，并負責搭建“互聯網+遠程教育精準幫扶平臺”。

網絡組建

借助國家一級網絡運營商骨干傳輸網組建MPLS VPN專網，將西藏當雄、內蒙古阿爾山、河北崇禮的教育網絡接入北京市東城區教育城域網，滿足雙方教育業務需求中教學互動實時性強的需求。

東城教育城域網采取MPLS VPN組網技術，使用多協議標記交換MPLS方式，并通過連續的QoS保障，將東城教育城域網與多個地理上分散的邊遠地區按照星型結構構建于網絡運營商的骨干網絡之上，實現內部數據、語音、圖像、視頻等多種數據的安全通訊服務，實現點到點、點到多點及多點到多點的內部專網傳輸。將接入東城教育城域網的遠程網絡配置為內部子網，實現邊遠地區網絡本地化。

對口幫扶地區按需選擇帶寬，東城教育城域網則采用對口幫扶地帶寬總和的1.3倍為接入帶寬，接入到運營商的MPLS VPN網中。

在接入地均采用雙路由的MSTP保護方式，連接到運營商的PE路由器。當發生光纜路由或電路、接口和CE故障時，本地電路可以在50ms內自動切換到另一條光纜路由，以保障業務不中斷。

1.地址規劃及路由規劃

互聯地址：因為需要使用運營商CE網管服務，所以用戶端CE與運營商PE接口的互聯地址由運營商分配。

CE兩地內網地址：使用東城區預先規劃好的網絡地址，實現對口幫扶地區網絡本地化。

路由協議：根據組網規劃，支持PE和CE之間通過靜態路由方式和動態路由協議EBGP方式接入。

2.QoS

QoS是MPLS VPN網絡的一個重要個性化服務，用以滿足不同種類的數據包時延和速率要求,見表1。

表1 使用QoS時數據包時延和速率要求

網絡日常管理方案

東城區教育研究中心在Zabbix開源方案基礎上進行二次開發，可實現分布式系統監視以及網絡監視等功能。主要包括用戶CE網管監測及PE流量監測的網管服務。通過MPLS VPN用戶網管，東城教育研究中心運維人員和外省用戶可以按照不同權限，使用拓撲視圖、業務告警、線路或CE設備性能、報表、服務質量管理等功能，滿足對MPLS VPN業務運行、分析、保障的需要，見表2。對于網絡的異常和故障對接微信，向網絡管理人員報警。

網絡運營服務

提供7×24小時業務響應服務。被援助地區的教育網絡在接入東城教育城域網，成為本地校園子網后，可實現統一管理。

主要成果與效益

教育成果與技術成果

被幫扶地區網絡本地化后可以直接與東城教育系統內的各類教育單位建立教育業務，同時使用東城教育云平臺中的各種軟、硬件資源。

表2 MPLS VPN用戶端網管功能

在教育教學上快速實現邊遠地區遠程教育教學、科研本地化對接：基于東城教育云平臺及開源系統進行二次開發，東城教育研究中心將移動端視頻直播、視頻觀看、視頻會議技術應用于對口幫扶單位的遠程教育教育教學及教育科研工作。主要解決了邊遠地區網絡信息化人才不足，迅速提升對口幫扶地區的技術應用水平，同步教育教學和科研的進度。

在技術上利用等本地化數據中心為被援地提供低延時服務：根據被幫扶地用戶對應用服務的訪問情況，將服務部署或遷移到物理上距離用戶最近的虛擬化服務器節點，從而避免大規模跨域網絡訪問帶來的流量壓力，提升用戶訪問體驗；被幫扶地數據通過MV專線存儲在東城教育云數據中心，可避免傳輸中敏感數據外流，保證數據安全性和隱私性。

通過東城云平臺數據中心為被幫扶地提供云計算服務和資源調配應對服務負載高峰：解決被幫扶地計算、存儲資源不足的情況。往往會根據負載高峰的資源需求進行超配，而在平峰時期資源就會出現浪費。通過采用多數據中心間協同方式，每個數據中心都不必配備滿載所需的資源規模，而在諸如選課、報名等服務負載高峰期間，可動態調配其他數據中心的資源臨時提供服務，降低總體的建設和運營成本。

經濟與社會效益

有效解決跨地域的教育資源和信息服務共享問題，節省了被援地的財政資金：優質教育資源和服務的推送是教育幫扶的核心，教育云平臺資源提供了海量可擴展的資源空間和服務能力，通過云端發布的教育資源和服務可供不同地區的教師和學生隨時隨地訪問，并且根據用戶的資源訪問頻度和訪問量等情況，動態地將教育資源（如音視頻資料等）緩存到所在地區的教育云節點，以提高訪問質量。此外，對口幫扶地區無需采購昂貴的視頻會議MCU服務器即可使用東城的軟、硬件設備實現教育教學交流。

快速提升了邊遠地區教育信息化水平：邊遠地區往往由于缺少技術和人才，在信息技術的應用方面往往落后于北京等發達地區，通過遠程網絡本地化實現統一規劃建設、統一IP地址規劃，構成統一資源視圖、統一運維管理和統一服務推廣，能夠將發達地區的信息化發展經驗快速推廣到邊遠地區，提升幫扶對象的信息化水平，從而產生深遠的社會效益。

通過“互聯網+遠程教育精準幫扶平臺”的建設與實踐，拉近了北京東城與對口幫扶地區的距離，舉東城教育系統之力，通過遠程專網對被幫扶地實現精準教育幫扶。將東城教育云平臺、教育視頻交互系統、遠程學習平臺、東城教研、學校課堂實錄及直播等教育信息化資源按需開放給被幫扶地區，實現教育教學交流互動。有效地促進了發達地區與不發達地區的教育均衡，推動了區域教育公平工作的開展。在產生長遠社會效益的同時，也節省了財政資金，并探索出一條遠程教育精準幫扶之路，為通過信息技術實現精準教育與個性化教育積累了經驗。