【解決方案】智慧物聯網在線課堂系統
1. 項目概述
- 目標：搭建一個面向全球學習者與中文教師的在線一對一/小班課教學平臺，支持預約/即時上課、AI 課程生成與口語陪練、錄制回放、支付訂閱、評價反饋等全流程。
- 技術路線：后端采用 Spring Cloud 微服務 架構，容器化部署到 Kubernetes，面向多端（Web、iOS/Android）統一暴露 API 網關；音視頻用 WebRTC/第三方服務；AI 課程&口語陪練通過 LLM 推理服務（接三方）。
- 目標 SLO：P95 接口 < 300ms、99.9% 月可用性、核心交易鏈路失敗率 < 0.1%。
2. 需求詳述（產品視角 → 可交付能力）
2.1 學習者側
- 賬號體系：郵箱/手機號/三方登錄（OAuth）注冊登錄；個人資料、學習目標、水平與興趣標簽；學習檔案（歷史課程、進度、評價、筆記、發票/賬單）。
- 課程發現：教師多維篩選（語言、領域、風格、價格、評級、可用時間）；推薦位（基于偏好/歷史/轉化）；教師詳情（視頻、評價、可預約時間）。
- 預約/即刻上課：即時連接在線教師；預約單次/周期課；課前提醒、沖突校驗、時區適配；取消與退款策略。
- 課堂：一對一/小組課高清音視頻、互動白板/屏幕共享/文檔協作/實時標注；錄制回放；AI 實時/課后轉寫與要點總結、練習生成。
- 作業與計劃：布置-提交-批改；個性化學習計劃與進度可視化。
- AI 能力：【待定/可對接LLM】
- AI 課程預習包：按水平/話題/語法點/場景自動生成生詞、句型、對話、發音與跟讀、測評；
- AI 口語陪練：基于預習內容進行對話練習、糾錯、點評與錯題本。
- 支付與訂閱：套餐訂閱、按次付費、禮品卡、多幣種與多支付渠道、發票、退款與風控。
- 社區與內容：學習社區、語言伙伴匹配、文化內容、線上活動。
2.2 教師側
- 入駐與認證：資料、資質上傳、視頻面試、培訓/考核。
- 主頁與供給：教學視頻、特色標簽、授課科目/價格/時段設置。
- 教學管理：課表、學生管理、收入統計、素材庫；課后反饋與評分互動；提現與稅務信息。
2.3 平臺側（運營/風控/監控）
- 質量監控與投訴處理、教師準入與評級、內容審核；
- 交易/退款/分賬、對賬與結算；
- 數據分析（轉化、留存、ARPU、GMV、課程質量分）。
3. 總體架構（Spring Cloud）
[客戶端 Web/iOS/Android]
│
[API Gateway]
│
┌───────────────平臺基礎服務────────────────┐
│ Config Server | Service Registry (Eureka/Nacos)│
│ Auth & OAuth2 | Circuit Breaker (Resilience4j) │
│ API Docs (SpringDoc) | Tracing (OTel) │
└────────────────────────────────────────────────┘
│
┌────────────────────────業務微服務────────────────────────┐
│ 用戶/賬號 | 教師 | 學習者檔案 | 課程與排程 | 預約/日歷 │
│ 教室/RTC | 白板協作 | 作業 | 支付/訂閱/結算 | 發票/對賬 │
│ 評價反饋 | 通知(站內/郵件/短信/Push) | 搜索與推薦 │
│ AI-內容生成 | AI-口語陪練 | 內容與教材 | 社區與活動 │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
│
┌───────────數據與中臺───────────┐
│ PostgreSQL | Redis | Kafka/RabbitMQ | S3/OSS | ES/OpenSearch │
│ Feature Store(推薦) | Data Lake/ETL | Spark/Flink(離/實時) │
└─────────────────────────────────────┘
│
第三方：WebRTC/第三方、支付(Stripe/PayPal/Alipay/WeChat Pay)、
郵件(SendGrid/Mailgun)、客服(Zendesk)、埋點(Mixpanel/GA)4. 微服務拆分與職責（建議首期 14 個，可演進）
- auth-service：登錄注冊、JWT/OAuth2、SAML/社交登錄；驗證碼/設備指紋；權限與角色。
- user-profile-service：用戶/教師統一賬戶、資料、偏好、合規（GDPR/未成年人）。
- teacher-service：入駐認證、主頁、可授課程與時段、評級、收入與結算指標。
- learner-service：學習檔案、能力評測、學習計劃與可視化、筆記與標簽。
- course-service：課程定義（類型、價格、小班容量）、教材綁定、系列課/專題課。
- schedule-service：可用時段、預約/改期/取消、時區算法、沖突檢測、提醒。
- classroom-service：教室編排、WebRTC/第三方 會話、錄制、回放索引；白板與協作網關。
- homework-service：作業、提交、批改、評分、AI 輔助批改。
- payment-service：訂閱/按次/優惠券/禮品卡；支付路由、退款、分賬、對賬、稅務發票。
- review-service：課程/教師評價、申訴與屏蔽、內容審核。
- notification-service：站內信/郵件/短信/Push；多語言模板與 A/B。
- search-reco-service：檢索（ES）、召回/排序、特征埋點與特征倉；個性化推薦。
- ai-content-service：AI 課程預習包生成、轉寫總結與練習生成；模型路由與緩存。
- ai-speaking-buddy-service：口語陪練會話編排、評分與錯題本、對話上下文存儲。
橫切：file-service（S3/OSS）、reporting-service（BI 指標聚合）、admin-ops-service（運營后臺）。
5. 關鍵業務流程（時序簡述）
5.1 學員預約課
- 學員在前端篩選教師 → 2) 調用 search-reco 獲取列表 → 3) 點進教師頁調用 teacher + schedule 拉取空閑時段
- 學員選擇時段 → 5) schedule 進行沖突校驗/鎖槽 → 6) 如付費課調用 payment 創建支付意圖 → 7) 支付成功 → 8) 生成預約單&提醒 → 9) 課前 10 分鐘通知課堂入口（classroom）。
5.2 即時上課
- 學員進入“即刻上課” → 2) teacher 返回在線可接單老師 → 3) classroom 為雙方分配 RTC 房間 → 4) 結束后 ai-content 觸發轉寫與總結 → 5) review 評價。
5.3 AI 課程預習包
- 教師/學員選擇級別/主題/語法點 → 2) ai-content 調用 LLM 生成（含詞句/對話/音頻 TTS/測評項） → 3) 入庫并可分享給課堂。
5.4 AI 口語陪練
- 學員選擇預習包 → 2) ai-speaking-buddy 基于內容開展多輪對話 → 3) 實時糾錯與評分 → 4) 課后生成錯題本與要點回顧。
5.5 支付
A. 按次/套餐支付（同步+異步）
POST /payments/orders（校驗業務、凍結時段/庫存→下單）- 風控打分（設備指紋、IP、風險名單、頻控）→ allow/review/deny
POST /payments/{orderId}/pay→ 調用通道創建 PaymentIntent/預下單- 前端完成支付（H5/Cashier/SDK）
- Webhook 命中 → 驗簽→ 冪等 → 更新
payment_order& 寫入payment_transaction - 成功后發布事件
payment.success（Kafka）→ schedule 確認預約、classroom 生成入場券、notification 發送憑證 - 失敗/取消 → 釋放鎖槽/庫存
B. 訂閱（自動續費/失敗重試）
- 模型：
subscription(id, user_id, plan_id, status, current_period_start/end, cancel_at) - 續費策略：D0、D1、D3 重試（階梯換通道）；失敗最終轉 PAST_DUE 并降級權益。
- 升降級按差額/按天折算（prorate），生成調整單據與分錄。
C. 退款（全額/部分）
- 觸發：用戶取消/老師缺席/質量問題/風控拒付；
- 流程：
POST /payments/{orderId}/refund（可多次部分退款）→ 調用通道 → webhook 確認 →payment_transaction記 REFUND → 賬本紅沖。 - 規則引擎：時間窗（上課前/后）、最低退款額、手續費承擔方。
D. 分賬與提現（教師）
- 實時分賬或 T+N 批量結算（推薦）：
- 收入構成：學費（含匯率）、平臺傭金、支付通道費、稅、活動補貼。
- 結算批：
payout_batch(period=YYYY-MM)每日或每周滾動預覽，月度出帳。
- 提現：支持銀行/PayPal/Stripe Connect，提現前做 KYC/KYB 審核與制裁名單校驗（OFAC/國別規則）。
E. 對賬（三方/內部）
- 內部對賬：
payment_transaction?ledger_entry（1:≥1）保證平衡。 - 外部對賬：按通道拉取對賬單（API/文件），生成
reconciliation_result，自動匹配差異：漏單、重復記賬、金額不符、匯率偏差；可人工復核。 - 異常自動開工單（
admin-ops-service）并回寫處理結果。
6. 技術選型（Spring Cloud 生態）
- 網關：Spring Cloud Gateway + Redis RateLimiter
- 注冊配置：Nacos（或 Eureka+Spring Cloud Config）
- 通信：OpenFeign（內網）、gRPC（性能敏感鏈路可選）
- 熔斷限流：Resilience4j
- 消息：Kafka（業務事件/日志）、RabbitMQ（事務消息/延遲任務）
- 數據：PostgreSQL（主業務）、Redis（緩存/會話/隊列）、ES（檢索）、S3/OSS（錄制與素材）
- 安全：Spring Security OAuth2、Keycloak（可選統一認證）、Vault（密鑰）
- 可觀測：Micrometer + OpenTelemetry → Tempo/Jaeger（Trace）、Prometheus（Metrics）、Loki（Log）、Grafana（看板）
- DevOps：K8s（HPA/PodDisruptionBudget/NodeAffinity）、ArgoCD/GitOps、GitHub Actions/Jenkins
- 前端：Web(React+TS)、移動(Flutter/React Native)；課堂端集成 WebRTC/第三方 SDK
- AI：LLM 網關（自研/云廠商，支持多模型路由與敏感詞審查）；TTS/ASR（可選科大訊飛/Google/Whisper）
7. 第三方集成與邊界
- 音視頻/白板：優先采用 第三方 套件（RTC、錄制、白板）;
- 支付：面向全球（Stripe/PayPal）+ 中國區（Alipay/WeChat Pay）；統一支付路由與風控層。
- 消息/郵件：SendGrid/Mailgun、Twilio/阿里云短信；多語言模板。
- 在線客服：美恰。
8. 安全與合規
- 合規：GDPR/CCPA、未成年人保護、數據跨境（分區部署與最小化傳輸）；內容與言論審核。
- 安全：OAuth2/OIDC、MFA、IP/設備指紋、惡意登錄/盜刷防控；
- 隱私：錄制加密存儲（KMS）、URL 限時簽名；最小權限訪問（RBAC & ABAC）。
- 課堂風控：實時違規檢測（音頻/文本）；異常拉黑與申訴流程。
9. SRE 與容量規劃【根據成本待定】
- 彈性：K8s HPA 基于 CPU/QPS/自定義指標；RTC 服務獨立節點池。
- 緩存策略：熱點教師與時段緩存、推薦結果短期緩存、支付結果以“消息驅動+補償”。
- 容災：多可用區部署；核心數據庫主從+PITR；對象存儲跨區域復制；消息隊列冗余。
- 灰度：網關級流量分配、金絲雀與 A/B；熔斷降級（AI 與推薦優先降級）。
10. 開發周期和成本
1. 微服務+單網關+常規load balance
周期：4個月
成本：40w
2. K8S POD集群
周期：5個月
成本：50w+
