基于P2PSIP的远程教育交互系统的研究与实现

2011-10-26刘岩

中国科技信息 2011年7期

关键词：穆尔学习者模块

刘岩

渤海大学信息科学与技术学院,锦州 121013

基于P2PSIP的远程教育交互系统的研究与实现

刘岩

渤海大学信息科学与技术学院,锦州 121013

在远程教育中采用的交互方式及其实现是很关键的问题。在穆尔交互理论的指导下，融合P2P与SIP技术，在JXTA开放的P2P平台上，通过搭建系统的结构，从而实现了可视频音视的交互系统。

交互；会话初始协议；对等网

前言

随着信息技术的不断深入，计算机技术的大力普及,越来越多的人通过网络进行学习。网络正以跨时代的前所未有的速度进入现代人的生活，并在很大程度上改变着人类的生活，同时也改变着人类获取知识的方法和人与人之间沟通、交互的方式。计算机网络和通信技术的迅速发展使传统的教学模式发生了变化，为人们创造了一个更为自由和开放的探索和学习的环境—远程教育。远程教育因其迅速发展及其对教育的贡献成为国际社会关注的焦点，它的发展被深深打上了科技进步的烙印，尤其是媒体与通讯技术的进步，成为远程教育发展的关键[1]。

远程教育是一种以现代通信网络为依赖，以交互为支撑的学习模式。交互方式的选择和应用是远程教育中最为关键的部分之一，所以在远程教育中交互的实现显得尤为重要。本文选择了采用P2P-SIP来实现交互系统，并在下面作详细阐述。

1、交互理论及远程教育中的交互方式

远程教育专家穆尔提出了三类交互作用的概念和理论。他是第一个在理论上把远程教育中的交互划分为学习者与学习内容交互、学习者与教师交互和学习者与学习者之间交互等三种类型[2]，见图1。

图1 交互的三种类型

在穆尔交互理论的指导下，现代远程教育中，交互的具体表现形式，也就是实现交互的具体途径，常见的存在下面几种方式：一，通过E-mail（电子邮件）进行交互，其特点是快捷、方便、交互范围广，但缺点是其实现是异步的；二，通过BBS(电子公告牌系统)进行交互，它是具有很强交互作用，虽然可以实现同步通信，但它只限于简单程度上的交互，缺乏表达的感染力；三，通过网上课件进行交互，用户可以通过点播和下载的方式来查看课件，但它并没有实现真正意义上的交互，它的实现是一种虚拟的对话；四，通过Blog（博客）进行交互，它使得交互的领域变的广泛，并且反馈及时，可交互的形式也还是只限于文字、图片，交互的灵活性不高，感染力不强；五，通过视频和语音进行，与视频会议相类似，是交互性能最强的最理想化的交互方式，可以实现同步交互，不仅图文声像并茂，视觉直观，交互效果理想化而且感染力很强。在此本文也是采用第五种交互方式来展开研究的。

2、P2P-SIP技术

SIP[3](Session Initiation Protocol, 会话初始协议)是以现有的IP协议为基础来构架IP电话业务网的应用层协议，通过SIP可以在IP数据网络上建立、改变和结束多媒体会话。在目前VOIP(Voice Over Internet Protocol)技术中广泛采用的是会话初始协议(Session Initiation Protocol, SIP)[4]。

P2P(Peer-to Peer)作为当前最热门的互联网技术之一，它的点对点模式从根本上改变了C/S(Client/Server)的模式，它使网络中每一个节点(peer)大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯等三方面的功能。

SIP和P2P相互融合的技术称为P2PSIP技术，利用P2P-SIP技术可以有效克服在交互过程中单点失效和性能瓶颈等问题。SIP与P2P融合的方式有两种，分别为：SIP-over-P2P、P2P-over-SIP。前者是以P2P网络来承载SIP消息的传输，后者是使用SIP消息来构建P2P网络。当前，IETF经过多次的讨论及研究是推荐使用第一种结构的，也就是SIP-over-P2P。这种结构的P2P层是相对独立于SIP或其他应用的，允许在P2P层上使用除SIP外的其他协议，为进一步的扩展提供了空间。本文选择用SIP-over-P2P来实现本交互系统。

3、设计与实现

3.1 JXTA技术

JXTA作为SUN公司开发的P2P的开放式标准平台，它使把依赖都聚集在较少的几台服务器上的模式，变成了网络不存在中心节点（或中心服务器）的模式，增加了网络上的可用的资源数，减少服务器的负荷，大大降低了成本。JXTA由六个核心协议来完成对等网络提供通信和交互。包括：对等节点发现协议（Peer Discovery Protocol）、管道绑定协议（Pipe Binding Protocol）、对等机信息协议（Peer Information Protocol）、对等机解析协议（Peer Resolver Protocol）、汇聚节点协议（Rendezvous Protocol）和端点路由协议（Endpoint Routing Protocol）。

3.2 交互系统结构

本交互系统的结构如图2所示，共分为四大模块部分：用户界面UI模块、程序框架模块、RTC模块和JXTA模块。

图2 交互系统结构

UI模块为用户提供了操作界面,通过一些窗口界面和对话框的显示来完成与底层模块的通信操作。通过用户界面，进入下层的逻辑业务框架模块，这一层就是程序框架层，可通过此层来调用RTC模块。RTC Client（Real- time Communication Client）API，是微软公司提出的，支持即时通信的一套API(Application Program Interface，应用程序接口）。RTC模块中提供实现用户登录，发起会话以及用户注销，音视频接口的函数。本系统中主要包括的类有RTCWin，RTCSession, RTCIMSession和RTCAVSession。RTCWin是主类，RTCSession封装了会话相关的过程，RTCIMSession类实现音频通信，CRTCAVSession类实现视频通信。JXTA网络模块是通过JXTA接口接入，再来实现JXTA各类服务的。

3.3 SIP会话流程

SIP协议的会话呼叫是通过三次握手实现的。当主叫用户A后被叫用户B发起呼叫时，首先发出INVITE消息，被叫用户B决定接受邀请就会回发一个200/OK，当主叫用户A收到成功回应的消息后，向被叫用户B发送ACK，被叫用户B收到ACK此次的呼叫就成功建立了，随后就可以开始媒体交互了。呼叫流程如图3所示。