技术赋能教育：51Talk 在线教育的 Serverless 及音视频 实践
十年树木，百年树人。教育的初心是育人为本，技术的初心是科技向善。腾讯云 Serverless 与中国教育行业携手同行，秉持初心以技术赋能教育，打造有竞争力的中国教育行业无服务器解决方案。
“伴随移动网络和在线模式的快速发展，音视频通信成为教培行业刚需。51 Talk 致力于用技术创新提升用户体验，在在线教育场景中快速实现音视频互动能力。”
- 龙锦远， 51Talk 音视频技术负责人
51Talk 是中国在线英语教育行业的领导品牌，2016 年在美国纽交所上市，是 中国第一家赴美上市 的在线英语教育公司。作为国内最早实践 OMO 模式 （Online-Merge-Offline）的在线教育机构之一，通过深耕行业累积的教研管理经验和真实场景教学数据，在自研的配套软件系统的基础上，支撑起整个教学环节。
（ 51Talk 在线课堂数据流程图 ）
OMO 模式是指线上和线下相融合，利用技术发展打通线上线下，大幅提升市场效率的商业模式。当前，教育机构实现 OMO 模式有三种方式：自研、外包服务，以及购买 SaaS 服务。但这三种方式各有困扰：
1. 成本高：OMO 模式对 AI、大数据、云计算、物联网等各领域技术要求较高，自研能力需要组建一支专业的技术团队和高昂的成本投入；
2. 难匹配：外包厂商对原有架构并不熟悉，在需求实现和开发权限上难以恰当匹配；
3. 灵活度低：购买 SaaS 服务虽然看似简单，但存在灵活性不佳、数据孤岛、无法满足定制化需求等问题；
01. 小步快跑，别让教育行业困在代码中
在线教育行业的 OMO 模式涉及复杂的流程和新的技术，对运营成本、技术能力、盈利能力提出了更高的要求和挑战。而影响在线教育行业营收的关键是用户转化率、续费率和转介绍率，本质上提升转化率的基础是教学体验和学习成果。这需要教育行业用最小的成本，快速试探用户的反馈，不断验证市场反应。51 Talk 基于对用户行为的理解，业务侧需要快速迭代新功能：支持回放、收藏、下载和转发学生在课堂中的精彩影像片段，留下学生在成长进步路上的精彩瞬间。让专业的人做专业的事，让教育行业只需专注业务逻辑。
龙锦远表示：从上线效率和运营成本的双重需求考虑，需要能够快速构建服务、自动弹性扩缩的解决方案，加快项目上线的时间，降低开发、维护、扩展的复杂性。
Serverless 让客户无需维护跟业务无关的底层基础设施，能够专心自己的业务，缩短研发周期，真正实现「小步迭代、试错快跑」的敏捷开发。在 Serverless 的架构中，用户操作的是服务化的组件，如存储服务、授权服务等，缩短了开发周期，降低了开发难度，且避免了由基础设施产生的延迟。
（让开发者专注业务逻辑）
02.「全景录制」实时音视频 TRTC + 云函数 SCF 解决方案
- 利用云函数 SCF 实时录制直播内容，生成 ts 文件存在指定位置。
- 精彩片段触发之后，读取触发点前几个片段，调用函数资源池，快速生成精彩片段。
（全景录制流程图）
- 云函数 SCF 一键触发，实时弹性启动，服务端执行浏览器全景镜像录制；
- 浏览器多路解码、一路编码，降低算力消耗；
- 浏览器实现多路直播流、信令、白板等同步集成，简单直观；
- 录制过程灵活调整布局，切换主播、观众视角；
- 实时音视频 TRTC 与 云函数 SCF 内网推拉流，极大提升实时性，降低网络流量成本；
03. 降本增效，技术进步的最佳体现
在线教育的技术投入并不简单，以线上课堂的业务系统举例，就需要 iOS 开发、安卓开发、PC 开发、后台 Web 开发等等，即使搭建最简单的教育系统，通常至少需要 10 人左右的研发团队，更不用提后期运维、服务器和时间成本的投入。同时，在线教育行业的用户流量波峰波谷明显，也会面临意料不到的流量突增。IDC 里的服务器不一定可以满足计算需求，自建服务的硬件采购周期较长，因而亟待找到最小成本的可行性方案。
在 Serverless 解决方案上，即使把本地流量全部切到云上，也可以全部承载，支持弹性伸缩。云函数大大节省了运维成本和服务器开销，1ms 粒度的按用量计费模式，成本可降低 70 %（具体收益结合业务场景和使用案例预估） 。
（云函数按用量计费模式）
腾讯云 Serverless 架构师李永涛曾服务过多家业界知名的教育客户，基于在视频云领域深耕多年的丰富经验，他表示，“ Serverless 作为下一代计算资源的使用范式，真正意义上实现了 IT 资源的按需使用。结合腾讯云全球互联的数据中心，面对教育行业的区域分布广、延迟敏感强、区间并发高等场景特性，提供了针对性的解决方案 — 高并发场景下资源快速拉起，低谷时进行资源快速回收，满足用户需求的同时降低资源的使用成本。”
04. 腾讯云 Serverless 教育解决方案全面升级
1. 聚焦音视频和多媒体处理
1V1 课堂、小班课、互动大班课和双师课堂是在线教育的四大基础场景，对技术的需求是满足高质量的音视频处理和高并发的稳定性。
Serverless 音视频转码、推流、直播和图片处理等方案，支持灵活、自定义的转码方式，快速搭建 RTC、RTM、互动白板、实时录制等各种产品组合的定制化任务处理能力，补足当前单独云服务的功能盲点；采用分布式架构，在海量高并发情况下禁得住考验，99.99% 高可用，满足千人大班课场景需求。
（云函数音视频转码应用场景）
- 高效整合
通过云函数 SCF 联动 Faas + Baas 服务，将视频上传、视频处理、图片处理、存储场景、数据处理有机地整合为一体。
- 长时运行
利用云函数的长时运行机制，支持 12h-24h 的运行时长，可覆盖大文件耗时较长的转码场景。
- 平滑迁移
支持用户自定义配置 FFmpeg 命令参数、以及部署自建 FFmpeg，转码方式灵活。
- 成本低廉
所有组件交互均走内网，无需额外流量费，1毫秒粒度按用量计费，拥有显著的成本优势。
2. AI 互动和内容监测与审核
在线教育行业发展中势头迅猛的 AI 互动课堂，可以根据学生的学习进度提供个性化的教学方案和游戏化的互动体验，成为用户、在线教育机构和资本关注的焦点。
腾讯云 Serverless 结合 AI 及音视频技术，提供视频智能化编排处理解决方案，包括隐藏式数字水印、AI 智能审核涉黄、涉政内容，辅助视频内容分析和生产，进行实时个性化推荐等。
（智能推荐流程图）
3. 数据 ETL 处理
在教学过程中，学生画像、学情分析和课堂质量分析等产生的大数据需要进行沉淀和分析，帮助学生、家长和老师用科学和量化的方法把握教学效果，及时调整课堂内容和教学进度。
腾讯云 Serverless ETL 解决方案可以轻松地进行大容量数据的计算，比如对源数据并发执行多个 mapper 函数，并通过 reducer 函数汇总执行结果。
（云函数数据处理应用场景）
腾讯云 Serverless 的技术优势将持续拓展到「备、教、练、考、评、管」的教学全流程中。
05.「全景录制」使用申请
在《使⽤ Serverless 云函数和 Headless Chrome 进行实时渲染录制合流》一文中和大家讲述了在线教育场景中的录制需求痛点，并推出全新解决方案： Headless Chrome 全景录制方案。
⽬前已经有较多企业逐步上线使用，如果您也想参与此⽅案的测试使用，点此完成内测表单填写，我们将在 1-3 个工作日与您联系，感谢您的关注与支持。
06. 音视频实时互动 Serverless 系列解决方案
- 云函数和 Headless Chrome 进行实时渲染录制合流；
- 使用 Serverless 云函数为 TRTC 输入在线媒体流；
- 使用 Serverless 云函数实现 TRTC 单流 / 混流录制；
One More Thing
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