《Miss Talk》第07期：对话拓课云联合创始人兼CTO 王晓伟
拓课云联合创始人兼CTO 王晓伟
清华大学计算机应用与科学学士，原北京众望网络科技有限公司创始人 CEO ，高级架构师，有着近二十年音视频开发经验，早期曾担任北京威速科技有限公司研发总监、技术副总裁，对音视频传输、底层架构和视频编码技术有丰富的开发经验及研发管理经验。
为了满足拓课云产品真爱粉对我们产品的好奇心，在大家强烈要求下，这篇针对拓课云产品技术的干货分享终于出来啦，赶紧来和小编一起揭秘吧~~
一、超低延迟超低卡顿的稳定性保障
Amy：请分享各种功能在实际运营中的实际案例
王晓伟：高质量低延迟的多方实时音视频交互、各类动态课件的互动、丰富生动的辅助教学工具，是保障在线教学效果、提升完课率、高度还原面对面真实教学场景的几个重要因素。
拓课云支持各种在线教学场景，从1对1面授到更具规模效益比的1对多小班课、直至多达几万几十万人的超大规模零延时直播；从Window、Mac等各种PC设备到Pad、手机等各类移动终端，拓课云提供了极具普适性的应用解决方案，极大的降低了教育机构推广和应用的门槛，让学生和老师在各类网络环境、设备环境下都可以尽享在线教育的高效与便利。
师生多方之间的实时音视频交互是在线教育中最直接、最高频的体验，任何延迟和卡顿都会大大降低这种体验的满意度和可接受度。
另一方面，在线教育的师生遍布全球各地、身处各种复杂的网络环境。在我们的客户中，既有老师在欧美、菲律宾，学生在国内三四线城市甚至乡镇的英语培训机构，也有老师在国内、学生遍布亚非拉欧美等世界各地的汉语教学机构，如何解决跨运营商、跨地域、跨国之间的实时网络传输障碍，保障清晰流畅的音视频互动效果，对运营平台而言，既是指标、也是考验。拓课云从技术和运营两个维度，提供了稳定、可靠、高效的完备方案。在技术层面，有大规模服务器集群架构、网络传输优化算法、网络抗丢包机制、智能路由算法等多种核心技术提供保障，在运营上，拓课云已经覆盖了包括中国大陆、香港、新加坡、台湾、日本、韩国、阿联酋、美国、澳大利亚、德国、墨西哥等全球160多个云端节点，主干节点之间通过专线连接，确保了国际间高质量的实时通讯。
课件、特别是动态课件，是在线教学中最生动有效的一种资源形态，在少儿英语培训、各类K12学科教学中，尤其需要这些动态、多媒体形式的教学内容来增加课堂的生动性和教学的效率，拓课云支持多种多媒体文件、动态PPT文件和交互型H5文件。以少儿英语培训为例，互动型教材会明显的提升小朋友的参与度、增加教学的趣味性，让整个课堂的讲解和学习过程更加有效。
与线下课堂类似，良好的线上教学氛围也是既需要生动也需要有序、既需要严肃也需要活泼，因此，对于老师来说，既需要简单有效的课堂管理手段，也需要各种提高学生兴趣、促动教学互动的工具，例如在以少儿为主的小班课里，奖杯、抢答器等工具会让学生们的注意力更加集中；在K12学科辅导中，小白板、答题器等互动工具会更受欢迎；而在Steam教学中，各种桌面共享工具则是每节课必备。拓课云为各种教学需求、教学场景配备了丰富易用、灵活强大的教学工具。
拓课云提供的云端Mp4录制也是用户非常青睐的功能之一，课堂场景以Mp4格式录制后，便于剪辑、存放和传播，可以方便的用于回放、点播、宣传等各种应用场景。
二、省时省力的一站式解决方案
Amy：我们的产品和其他品牌相比较的优势有哪些？
王晓伟：拓课云提供了从Paas到Saas的全场景、全业务解决方案，这个能力是业内其他厂商所短缺的。针对一些有较强自主研发能力、需要音视频、课件、录制等功能模块深度嵌入到自有产品中的企业，拓课云提供了易于开发、功能丰富的Paas服务和相应的SDK，适于这类客户（一般为大型、超大型教育机构）敏捷开发、深度嵌入。Saas的产品为两部分用户群体提供了方便的解决方案，一类是已有自己业务系统的大中型客户，拓课云提供了丰富的WebAPI以及标准Saas产品和可定制化Saas，这类机构用户可以与现有系统方便的进行整合集成、快速部署，并可以根据自身应用特点简捷的进行界面和业务逻辑调整。此外，还有部分小微机构，包括传统线下转线上的机构，没有自己的网校和业务管理系统，拓课云提供了包括网校在内的全套解决方案，让这些技术能力薄弱的企业能够直接“拎包入住”、拥抱互联网。
就Paas而言，业内的其他厂商一般只能提供音视频SDK，而拓课云提供了功能更加丰富强大、性能更加优异的包括音视频、白板、信令、云端录制、文档转换等覆盖在线教育、实时通讯更多需求与场景的SDK，在此基础上，机构可以根据自身业务需求进行封装和组合。
服务是产品的一个不可分割的部分，拓课云提供给用户的，不仅是一个技术领先、功能丰富的产品，还包括遍布全球、运行稳定的云端平台，以及响应及时、全面服务的技术支持服务。同时，拓课云依据海量的后台监控数据、用户地理分布、网络潮汐变化，动态的对全球服务器节点和边缘节点进行调整，以保障每一个用户在任意时间、地点的应用效果。
三、灵活的运用WebRTC实现定制需求
Amy：浅谈整个系统架构的搭建逻辑
王晓伟：拓课云选择了基于WebRTC的系统框架。WebRTC已经被越来越多的巨头所采用和认可，其应用领域也越来越宽泛，逐渐成为互联网的一种基础设施和标准，除了前瞻性的看到WebRTC的发展趋势，并早已进行和研究布局之外，拓课云选择WebRTC还有以下主要因素：可以充分利用WebRTC中的音视频算法（例如AGC、AEC、AECM、NS、NAD、VP8、VP9、H.264以及未来的AV1等）、安全特性和加密传输；可以充分利用WebRTC的网络特性和浏览器支持能力，支持各种网络、设备、系统，同时更具备灵活的定制能力。
但WebRTC基于P2P的先天特征使其有较多的应用局限，即便是1对1时，在跨域跨网关时也无法保证其传输质量，更无法支持1对多、多对多等复杂的应用场景。同时，针对教育行业的应用特点，如何保障复杂网络环境下的应用效果（如弱网环境、高丢包率高波动、跨国跨域等）、如何实现大规模服务器集群的运营要求，都是在整个系统构建时需要考虑的问题和跨越的门槛。
首先，拓课云在服务器端对WebRTC进行了深度的算法优化，例如拓课云优化的RTCP反馈聚合算法支持1对1、1对多、大规模三种模式，每种模式都在对应场景实现最佳效果，模式间实现毫秒级切换；服务器端根据NACK聚合算法决定缓存数据包的数量，以及何时需要向发送端请求关键帧、如何向接收端重发数据包，以实现最佳效果……服务器算法的优化，保证了同等带宽条件下最佳音视频效果和应用体验、强大的抗丢包能力、以及单房间可以支持多达100万人的互动直播的大规模服务器集群能力。
在应用端，拓课云提供了无客户端、纯网页的轻便应用方式，支持从PC到移动设备的跨系统应用，纯网页的方式易于定制和整合，可以快速的满足用户不同的业务特点和应用需求。
Amy：录制件是怎么实现的？
王晓伟：拓课云提供两种形式的云端录制件，一种是Webm格式，需要使用专用播放器进行回放，另一种是云端mp4录制，直接将课堂实景录制成mp4文件，这种格式的文件，便于教育机构进行剪辑、传播以及进行点播等其他业务使用。
Webm格式的录制件是对在线课堂的音视频流、数据内容、信令内容按时间轴进行重新封装。而Mp4录制件则直接在服务器端进行实时录制。
Amy：服务器是用什么语言写的？
王晓伟： C++
Amy：我们用的服务器是哪家的？
王晓伟：拓课云是实时通讯混合云，根据国内外网络环境的区别，在不同节点，拓课云分别接入了阿里云、腾讯云、亚马逊云（AWS）和微软云，同时，在此基础上，拓课云也自建了自有云，通过重要节点之间的专线和边缘节点的补充，让拓课云可以为分散全球的用户提供最佳体验。
Amy：如何保证大规模大并发？
王晓伟：拓课云平台采用级联和大规模服务器集群设计，其运营级设计确保无单点故和7x24小时稳定运行，单教室支持超大规模用户实时并发；单点服务器可支持10万条连接进行大规模信息转发和存储，每秒吞吐率在3万条以上；
同时，拓课云在全球范围进行了服务节点部署，支持动态优化和平滑扩展，云端支持秒级热插拔；
云端的弹性和健壮为大规模大并发提供了保障，无论是单教室大规模课堂，还是机构教室数量的快速增长和飙升，均能提供稳定、良好的支持。
四、实时的服务与完整的保障体系
Amy：假设用户课堂出现延时、卡顿等常见技术问题出现后的解决措施是什么？
王晓伟：针对课堂延时、卡顿等问题，拓课云提供的支持服务包括实时在线服务和优化调整两部分。
实时在线服务：拓课云监控后台对实时课堂状态和网络情况进行实时监控上报，运维与技术支持人员可以通过实时监控数据查看用户的网络带宽、丢包率、网络延迟、设备信息、操作系统、浏览器版本等信息，及时了解用户的问题和定位可能的原因、进行排查。同时，教室内为IT支持人员提供了线路切换、强制刷新等人工干预手段，协助用户快速解决问题、正常上课。
优化调整：拓课云后台会对大量访问数据和课堂信息进行数据分析，并通过自动学习让拓课云动态优化节点、边缘节点调整、匹配客户网络。
Amy：网页端的稳定性是否有保障？
王晓伟：WebRTC提供了强大的浏览器支持能力，目前除了市场占有率9%的IE之外，其他各浏览器都已经全部或部分支持WebRTC，且未来支持力度会越来越大。在此基础上，拓课云针对各种类型的浏览器进行了调整和适配，不仅关注稳定性，更关注使用效率和应用效果，无论是多路音视频交互，还是动态课件共享、各种工具使用，网页端均提供了非常方便且稳定的应用特性。
Amy：我们给客户的服务保障有哪些？
王晓伟：客户至上，数据支撑，全程服务。
为每一个客户提供专属的售后服务支持，提供从对接到应用的全程协助，提供实时到位的课中支持服务。
拓课云监课系统为机构的运营与使用提供了数据支撑，海量的数据分析和自动学习让拓课云动态优化节点、匹配客户网络。
栏目介绍
《Miss Talk》致力于成为教育行业CTO内参，是拓课云旗下的教育行业技术大牛访谈栏目。这里有教育行业技术应用现状的新鲜案例分享，这里有行业技术重大突破的精彩历程回顾，这里更有教育行业CTO、技术总监、技术经理的职业成长历程揭秘。行业发展潮起潮落，无论成败，不变的是初心，那些里程碑事件和宝贵经验终将记录于行业发展史册，行业历史需要你与我们一同镌刻。
预约采访、内容转载请私信联系《Miss Talk》栏目主编Amy。
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