在 AWS 上快速搭建在线教学平台

背景介绍

• 近期全国中小学推迟开学，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：

$ 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：

$ 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 {} \;

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

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

• 在 Moodle 服务器上安装并配置 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

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

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

$ 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

$ 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

$ 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   

# 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 {} \;

# 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

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

# modify Moodle config file
$ vim config.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

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

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

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

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

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

$ 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

$ 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

$ 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

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

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

$ bbb-conf --check       #查看bbb的配置信息

$ bbb-conf --status               #查看bbb的各个服务状态

$ bbb-conf --start/stop/restart #启动/停止/重启bbb相关服务

$ bbb-conf --secret               #查看bbb服务器的secret密钥

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

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

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