背景介绍

由于新冠病毒影响，全国中小学校推迟开学。很多学校和企业都希望可以快速搭建一套成熟、稳定的在线教学平台。经过调研，设计了基于Moodle和Bigbluebutton这两个海外比较成熟的开源软件在AWS中国区域部署的解决方案，可以帮助客户快速搭建并实现稳定可靠的在线教学。

Moodle

Moodle是一个学习平台，旨在为教育工作者、管理人员和学习者提供一个强大、安全、完整的系统来创建个性化的学习环境。Moodle是由Moodle总部领导和协调的Moodle项目所创，由全球80多家Moodle合作伙伴服务公司提供资金支持。
Moodle为全球数以万计的学习环境提供了支持，受到大大小小的机构和组织的信任，包括壳牌、伦敦经济学院、纽约州立大学、微软等。Moodle在全球拥有超过9000万的用户，包括学术界和企业界的用户，这使它成为世界上使用最广泛的学习平台。经过超过10年的发展，Moodle在社会建构主义教学法的指导下，提供了一套强大的以学习者为中心的工具和协作学习环境，为教学和学习提供了强大的支持。
Moodle的多语言能力确保了在线学习没有语言限制。Moodle社区已经开始将Moodle翻译成超过120种语言(并且还在增加)，这样用户就可以轻松地将他们的Moodle站点本地化，同时还提供各种语言的大量资源、支持和社区讨论。

BigBlueButton

BigBlueButton是一个为在线学习设计的开源的网络会议系统，支持实时共享音频、视频、幻灯片(带有白板控件)、聊天和屏幕。教师可以使用投票、表情符号、多用户白板和分会议室来远程和学生进行互动。演示者也可以记录和回放内容，供以后与他人共享。
BigBlueButton设计了以下的一些教育用例：
- o 在线辅导(一对一)
  - o 翻转课堂(在上课前记录内容)o 分组协同(多对多)o 在线课程(一对多)

服务架构

在这个方案中，我们会用到：
- o Application Load Balancer 用于接收用户请求；o EC2 承载 Moodle 和 BigBlueButton 应用和相应组件；o EFS 用于存放 Moodle 应用使用过程中的持久化数据；o RDS for MySQL 用于建立 Moodle 数据库；
  
  o ElastiCache 用于缓存 Moodle 的会话和应用使用过程中的临时数据；
  
  o CloudWatch 用于监控整体架构的稳定。
  
  具体搭建步骤
  
  Moodle 安装和配置
  - Moodle 服务器我们使用 Amazon Linux 2 标准镜像，在 Moodle EC2 上的准备工作如下：
  PHP

       $ sudo yum update -y
       $ sudo yum install -y git telnet
       $ sudo rm -f /etc/localtime && \
           sudo ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
       # verify locale
       $ date

    * 在 Moodle 服务器上安装并配置 Apache：

    PHP

       $ sudo yum install -y httpd
       $ sudo usermod -a -G apache ec2-user
       $ sudo chown -R ec2-user:apache /var/www
       $ sudo chmod 2775 /var/www && find /var/www -type d -exec sudo chmod 2775 {} \;
       $ find /var/www -type f -exec sudo chmod 0664 {} \;

PHP

       # modify Apache config file
       $ sudo vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
       <IfModule dir_module>
           DirectoryIndex index.html index.php
       </IfModule>

    <pre>

    </pre>

    PHP

       $ sudo systemctl start httpd
       $ sudo systemctl enable httpd
       $ exit
       # login again for group verification
       $ groups

    <pre>

    </pre>
    * 在 Moodle 服务器上安装并配置 PHP：``

    PHP

       $ sudo amazon-linux-extras enable php7.2
       $ sudo yum install -y \
           php \
           php-fpm \
           php-gd \
           php-json \
           php-mbstring \
           php-mysqlnd \
           php-xml \
           php-xmlrpc \
           php-opcache \
           php-pecl-zip \
           php-intl \
           php-soap \
           php-pecl-redis \
           php-cli

    <pre>

    </pre>

    PHP

       # modify php settings
       $ sudo vim /etc/php.ini
           post_max_size = 128M
           upload_max_size = 64M
           memory_limit = 256M

    <pre>

    </pre>

    PHP

       # create test PHP file
       $ echo "<?php phpinfo(); ?>" > /var/www/html/phpinfo.php

PHP

       $ sudo systemctl start php-fpm
       $ sudo systemctl enable php-fpm
       $ sudo systemctl restart httpd

    * 在 Moodle 服务器上安装 EFS 工具：

    PHP

       $ git clone https://github.com/aws/efs-utils
       $ sudo yum -y install rpm-build
       $ cd efs-utils && make rpm
       $ sudo yum -y install build/amazon-efs-utils*rpm

PHP

       $ mount.efs --version
       # version of mount.efs show as below
       /usr/sbin/mount.efs Version: 1.21
       # lower than version 1.19 will unable to mount the China region EFS

    <pre>

    </pre>

    PHP

       $ sudo mkdir -p /mnt/efs
       $ sudo mount -t efs fs-<efs_id>:/ /mnt/efs
       # add efs path to fstab
       $ sudo vim /etc/fstab
       fs-<fs_id>:/ /mnt/efs efs defaults,_netdev 0 0

    <pre>

    </pre>

    *    在 Moodle 服务器上安装并配置 Moodle：

PHP

       # create data path for Moodle
       $ sudo mkdir -p /mnt/efs/moodledata
       $ sudo chown -R ec2-user:apache /mnt/efs/moodledata
       $ sudo chmod 2777 /mnt/efs/moodledata && find /mnt/efs/moodledata -type d -exec sudo chmod 2777 {} \;

PHP

    # clone from git or download from moodle.org for moodle setup
    ### wget https://download.moodle.org/download.php/direct/stable38/moodle-latest-38.zip
    $ git clone -b MOODLE_38_STABLE git://git.moodle.org/moodle.git

PHP

    $ cp -r moodle /var/www/html/
    $ cd /var/www/html/moodle && cp config-dist.php config.php

PHP

    # access to rds mysql for database setup
    ### example using mysql
    $ CREATE DATABASE moodle DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci;
    $ GRANT SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,CREATE,CREATE TEMPORARY TABLES,DROP,INDEX,ALTER ON moodle.* TO 'moodleuser' IDENTIFIED BY 'yourpassword';

PHP

    # modify Moodle config file
    $ vim config.php

PHP

    $CFG->dbtype    = 'mysqli';      // 'pgsql', 'mariadb', 'mysqli', 'sqlsrv' or 'oci'
    $CFG->dblibrary = 'native';     // 'native' only at the moment
    $CFG->dbhost    = '<RDS_ENDPOINT>';  // eg 'localhost' or 'db.isp.com' or IP
    $CFG->dbname    = 'moodle';     // database name, eg moodle
    $CFG->dbuser    = '<DB_USER>';   // your database username
    $CFG->dbpass    = '<DB_PASSWORD>';   // your database password

PHP

    $CFG->wwwroot   = 'http://<DNS_ENDPOINT>/moodle';

PHP

    $CFG->dataroot  = '/mnt/efs/moodledata';

PHP

    # setup DB connection
    $ php /var/www/html/moodle/admin/cli/install_database.php

PHP

    # add to crontab
    $ sudo vim /etc/crontab
      *  *  *  *  * /usr/bin/php /var/www/html/moodle/admin/cli/cron.php >/dev/null


       * 访问配置的 Moodle 连接 http://<DNS_ENDPOINT>/moodle 进行验证，效果如下：

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws2.jpg)

       ### BigBlueButton 安装和配置

       *  BigBlueButton 需要一台应用服务器和一台信令(TURN)服务器，由于操作系统限制，我们选择 Ubuntu16.04，准备工作如下：

PHP

    $ sudo -i
    $ apt-get update
    $ apt-get install git


       * BigBlueButton 信令(TURN)服务器的安装及配置：``

       PHP

    $ sudo -i
    $ git clone https://github.com/bigbluebutton/bbb-install.git
    $ cd bbb-install
    # run below command for setup turn server
    ### <turn server endpoint> for turn server url
    ### <secret id> for secret access from bbb server
    ### <email address> for which Let's Encrypt generates ssl certificate
    $ ./bbb-install.sh \
        -c <turn server endpoint>:<secret id> \
        -e <email address>
    # for example:
    ### $ ./bbb-install.sh -c turn.ryanlao.net:12345678 -e ryanlao@example.com


       * 完成信令服务器的安装后，我们继续在另一台服务器上安装 BigBlueButton 应用：

       PHP

    $ sudo -i
    $ git clone https://github.com/bigbluebutton/bbb-install.git
    $ cd bbb-install
    # this step will take about 25 mins
    # setup with turn server
    ### <bbb server endpoint> for bbb server url
    ### <turn server endpoint> for turn server url
    ### <secret id> for secret access from bbb server
    ### <email address> for which Let's Encrypt generates ssl certificate
    $ ./bbb-install.sh \
        -s <bbb server endpoint> \
        -v xenial-220 \
        -e <email address> \
        -c <turn server endpoint>:<secret id> \
        -a
    # for example:
    ### $ ./bbb-install.sh -s bbb.ryanlao.net -v xenial-220 -c turn.ryanlao.net:12345678 -e ryanlao@example.com -a


       <pre>

       </pre>

       * 按照上述命令安装完成后，BigBlueButton 会创建一个演示环境，可以访问如下链接用于验证是否安装成功：

       https://<bbb server endpoint>/demo/demo1.jsp

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws3.jpg)

       * 在这之后，我们也可以在 BigBlueButton 应用服务器上安装 BigBlueButton Greenlight 工具，用于创建多个线上教室，并可以通过访问码对在线教室的访问进行验证，此为可选步骤：

PHP

    $ sudo -i
    # purge demo site first
    $ apt-get purge bbb-demo
    # rerun bbb-install command with greenlight parameter
    $ ./bbb-install.sh \
        -s <bbb server endpoint> \
        -v xenial-220 \
        -e <email address> \
        -c <turn server endpoint>:<secret id> \
        -g
    # get below 2 output for greenlight env configuration
    $ docker run --rm bigbluebutton/greenlight:v2 bundle exec rake secret
    $ bbb-conf --secret
    # update those outputs into ~/greenlight/.env
    $ vim ~/greenlight/.env
    SECRET_KEY_BASE=SECRET_KEY_BASE=<secret key>
    BIGBLUEBUTTON_ENDPOINT=<bigbluebutton endpoint>
    BIGBLUEBUTTON_SECRET=<bigbluebutton secret>
    # below is an example:
    ### SECRET_KEY_BASE=SECRET_KEY_BASE=238b568f2235f7d3177058c7c5da2dc323d0b6984f52b93965e439eb195735e105bdb32dad213d1ba1bc2bd89d6633f11b8b89badf22cbb8a481edabcde12345
    ### BIGBLUEBUTTON_ENDPOINT=https://bbb.ryanlao.net/bigbluebutton/
    ### BIGBLUEBUTTON_SECRET=abcde12345abcde67890edcba7654321

PHP

    # verify greenlight configuration
    $ docker run --rm --env-file .env bigbluebutton/greenlight:v2 bundle exec rake conf:check


       <pre>

       </pre>

       PHP

    # configure nginx to route to greenlight
    $ docker run --rm bigbluebutton/greenlight:v2 cat ./greenlight.nginx | sudo tee /etc/bigbluebutton/nginx/greenlight.nginx
    $ sudo systemctl restart nginx


       <pre>

       </pre>

       PHP

    # create an admin account
    $ docker exec greenlight-v2 bundle exec rake user:create["<admin name>","<admin email>","<admin password>","admin"]


       <pre>

       </pre>

       PHP

    # access greenlight site for managing meeting room
    ### e.g. https://bbb.ryanlao.net/b


       <pre>

       </pre>

       安装 BigBlueButtonBN  
       1.      BigBlueButtonBN 是用于 Moodle 和 BigBlueButton 集成的插件，安装完成后，老师就可以在 Moodle 上创建基于 BigBlueButton 的在线教室，学生只需在页面上点击 “Join Session” 即可进入在线课堂

       2.      下载 BigBlueButtonBN：https://moodle.org/plugins/pluginversions.php?plugin=mod_bigbluebuttonbn

       3.      将压缩文件拷贝到 Moodle 服务器上并解压缩：

       PHP

    $ scp -i <keypair> mod_bigbluebuttonbn.zip /
        ec2-user@<ip address>:/home/ec2-user/
    $ unzip mod_bigbluebuttonbn.zip


       3.      将插件目录拷贝至 mod 文件夹：

       PHP

    $ cp -r bigbluebuttonbn/ /var/www/html/moodle/mod/


       4.      使用管理员登录并访问 Moodle 网站

       5.      Moodle 会自动检测插件并提示升级，点击“升级”按钮即可安装插件，完成后点击“继续”按钮即可完成

       6.      BigBlueButtonBN 在 Moodle 网站管理的插件页面上就可以被看到并使用了

       7.      选择添加 BigBlueButton 服务器

       a.       输入 BigBlueButton 服务器地址 (e.g. http://bbb.ryanlao.net/bigbluebutton)

       b.      输入 BigBlueButton 共享密钥: (可以使用预配置，或者连接到 BigBlueButton 服务器上重新生成，如下)

       PHP

    #shared key needs to be set as fixed length
    sudo bbb-conf --setsalt <aaaaaaaabbbbbbbbccccccccdddddddd>


       <pre>

       </pre>

       效果展示  
       1.      这是 Moodle 的课程列表页面，如图：

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws4.jpg)

       2.      点击课程后，会看到进入课程的“Join Session”按钮；除此之外，BigBlueButton 的录制功能也可以与 Moodle 集成，完成录制后，会在 Moodle 页面上看到相应的课程回放，如图：

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws5.jpg)

       3.      点击“Join Session”后，就可以进入在线教室，如图：

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws6.jpg)

       4.      通过 CloudWatch 创建监控面板，展示整个平台的监控指标来直观反映平台的稳定性：

       ![](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/awschinablog/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws7.jpg)

       ### 小结

       通过这个方案，学校和教育行业客户可以在自己的 AWS 账号中快速搭建属于自己的稳定的在线教学平台。尽管受到新冠病毒疫情的影响不能在学校开课，这个方案同样也可以帮助学校和教育行业客户开展教学活动。也要特别感谢我们的教育行业 SA 田锴在整个调研过程中的指导和协助。

       ### 参考文档

       * Moodle 官网：https://moodle.org/
       * Moodle 快速安装文档：https://docs.moodle.org/38/en/Installation_quick_guide
       * Moodle 插件管理：https://docs.moodle.org/38/en/Installing_plugins
       * BigBlueButton GitHub 链接：https://github.com/bigbluebutton/bigbluebutton
       * BigBlueButtonBN 插件介绍：https://moodle.org/plugins/mod_bigbluebuttonbn
       * 创建 CloudWatch 监控面板: https://docs.amazonaws.cn/AmazonCloudWatch/latest/monitoring/CloudWatch_Dashboards.html

**作者介绍**
劳佳琦，AWS中国团队的解决方案架构师，负责基于AWS的云计算方案架构咨询和设计，同时致力于AWS云服务在国内教育行业的应用和推广。在加入AWS之前，他曾服务与英孚教育，微软等跨国公司。劳佳琦平时热爱足球和音乐，同时也乐于和他人分享自己的各种经历。
钱凯，AWS解决方案架构师，负责基于 AWS 的云计算方案的咨询与架构设计.在加入AWS之前曾在HP、Citrix服务多年，熟悉传统虚拟化、虚拟桌面、微软Windows等产品。

**本文转载自AWS技术博客。**

**原文链接：**https://amazonaws-china.com/cn/blogs/china/quickly-build-an-online-teaching-platform-on-aws/

创作场景

在 AWS 上快速搭建在线教学平台