中国教育资源的配置长期存在着地区差异化问题，由于东西部经济发展的不平衡，东西部教育资源的不匹配问题更为严重，这种情况对基础教育来说更加突出。而就高等教育而言，目前许多高等院校校区分散，教育资源也同样存在失衡问题。例如，山东大学在济南有6个校区，青岛和威海各有1个校区，使得教师为了上课不得不在各校区之间辗转，既耽误了宝贵的时间和精力，又浪费了有限的公共资源。

　　网络课堂是缓解教育资源地域差异化问题的有效手段之一。网络课堂基于互联网络的远程在线互动培训课堂，系统一般采用音视频传输以及数据协同等网络传输技术，模拟真实课堂环境，通过网络给学生提供有效的培训环境。

　　因此，山东大学网络与信息中心针对网络课堂的需求，设计并实现了基于IPv6的大规模网络大讲堂系统平台，具有以下特点：1. 系统采用音视频和数据全交互设计，通过架设分布式网络课堂服务器群，允许分布在各校区的教师和学生通过网络参加实时课程，并参与讨论；2. 系统面向大规模式应用进行设计，单台服务器可以支持500以上学习终端同时接入；3. 系统支持分布式部署架构，根据网络拓扑和学生地域分布情况在各校区架设二级服务器系统，可以使网络课堂能够进行大规模的扩展。

　　系统架构设计

　　网络大讲堂基于C/S架构，采用分布式服务器集群的结构设计，由一组位于中心网络节点的主服务器系统和若干位于区域网络节点的分布式服务器构成。通过在不同区域部署分布式服务器，利用区域内的快速交换网络，分担主服务器系统的访问和多媒体交换压力，使网络课堂系统实现了就近登录、负载均衡和灾难恢复的能力。

　　这种分布式部署的互动课堂服务器集群，在系统中以资源的形态存在，主要提供共享的客户连接资源、网络教室(D_Room orC_Room)资源、共享的数据资源和预设的网络带宽资源等。

　　系统中的资源管理服务器负责上述资源的管理和调度，可以将实时课堂服务器加入云资源来统一管理，并共享给网络以统一资源调度。资源管理服务器负责加入云的服务器资源的监控，运转正常的服务器在资源列表中被标记为可用，失效的服务器将从资源列表中被标记为不可用，重新恢复运转的服务器可以被重新标记为可用。

　　管理员可以自由使用云中可用的服务器资源创建网络教室(D_Room or C_Room)。网络教室的创建逻辑上可以使用任意多个服务器资源。一个逻辑上的网络教室(D_Room)则可以跨服务器。不同服务器之间相同ID的网络教室之间通过音视频和数据信息转发实现同步。通过设置级联关系，允许在多个服务器上创建跨域的级联教室(C_Room)。D_Room和C_Room具有主从关系，主服务器维护逻辑网络教室(D_Room)的状态，通过分布服务器上的C_Room，转发主服务器上的各种流(Stream)，包括音视频流、数据流、目录信息和控制信令。

图1 网络大讲堂系统架构

　　如图1所示，主服务器负责分布式级联网络教室(D_Room &C_Room)的总体状态维护，并向分布式服务器发送指令，通过当地的C_Room来执行各种实时课堂操作，执行实时课堂中的各种控制逻辑，请求和分发音视频或者数据共享数据流。

图2 网络大讲堂核心服务

　　网络大讲堂系统提供的核心服务如图2所示。其中媒体交换服务是一个音视频交换的实时引擎，负责客户端之间音视频数据的实时分发和同步。Web文档共享服务负责文档资料的格式转换、发布、分发和同步工作。即时通讯服务允许学生和老师之间通过文字进行交流。流媒体服务提供实时课程直播和录像资料的点播能力。