ライブ ストリーミング CDN、なぜ重要なのか

テクノロジーとしてのライブ ビデオ ストリーミングは、ここ数年で急速に普及したと言っても過言ではありません。高品質のビデオ ストリーミングは、次のような多くの日々の活動に存在感を示しています。

• 同時ユーザーへのライブ ストリーミング ビデオ コンテンツを含むゲーム
• 高品質のビデオ オンデマンド (VOD) をストリーミングするプラットフォーム
• ライブ オンライン ビデオ チャットを可能にするアプリ
• 報道機関、スポーツ、ライブ イベント ライブを行う放送局 
• HTTP ライブ ストリーミング (HLS) を利用した YouTube などのライブ ビデオ Q&A 

 

実際、ストリーミング ツール プロバイダーの StreamElements とメトリクス トラッカーの Arsenal.gg からのレポートによると、 ライブ ストリーミング業界は 2019 年になんと 12% も成長しました. Facebook Gaming は、視聴時間が 210% 増加し、この成長の大部分を占めています。ゲーマー向けのライブ ストリーミング プラットフォームである Twitch では、2018 年 12 月以降、視聴時間が 3% 増加しました。

 

このライブ ストリーミング ビデオのブームは、コンテンツ配信ネットワーク (CDN) と CDN プロバイダーの成長によって可能になりました。このテクノロジーにより、オンライン ビデオ ストリームを世界中のユーザーに低遅延かつリアルタイムで配信できるようになります。

CDNとは？

コンテンツ配信ネットワーク (CDN) は、 世界中に分散されたサーバーとそのデータセンターのネットワーク シームレスで一貫したユーザー エクスペリエンスのために最小限の遅延で高品質のコンテンツを配信することを目的としています。あ CDN はコンテンツをエンド ユーザーに近づけます ポイント オブ プレゼンスまたは PoP と呼ばれる戦略的に配置されたデータ センターを通じて。

 

さまざまな種類の CDN

使用する CDN のタイプは、専門とする特定のサービスによって異なります。一般に、CDN はピアツーピア (P2P) またはプライベート CDN です。

 

ピアツーピアまたは P2P ネットワーク CDN

 

P2P ネットワーク CDN には、サーバーがファイルをダウンロードできるように開かれた個々のシステムが含まれます。それを可能にするサーバーはトラッカーと呼ばれますが、サーバーの小さなネットワークでもかまいません.ユーザーがダウンロードする特定のファイルを探す、BitTorrent のような一般的なファイル共有プラットフォームを考えてみてください。単一のサーバーからダウンロードする代わりに、トラッカーは同じファイルを含む複数のコンピューターを検索し、各システムからファイルの異なる部分をダウンロードします。このように、P2P CDN は本質的に非常に分散化されていますが、このタイプのモデルにはセキュリティ リスクが伴う可能性があります。

 

プライベートまたはピアリング モデル CDN

プライベートまたはピアリング タイプの CDN は、企業がネットワークを所有し、サービス範囲全体でサーバーを維持するものです。分散型モデルに依存する代わりに、ピアリング/プライベート CDN は Web サイトのコンテンツを格納するサーバーを制御します。訪問者が Web サイトにアクセスすると、物理的に最も近いサーバーからファイルがダウンロードされます。

 

CDN を分類するもう 1 つの方法は、プッシュかオリジナル プルかに基づいています。

 

プッシュ CDN

これらは、ユーザーまたはプライマリ サーバーがコンテンツを CDN にプッシュする CDN です。基本的に、ユーザーがコンテンツを CDN に直接アップロードするセカンダリ サーバーのように機能します。ユーザーは、アップロードするコンテンツと、更新または期限切れの時期を指定できます。このタイプの CDN は、変更がある場合にのみアップロードを実行する必要があるため、トラフィックとその使用方法を制御する場合に役立ちます。

 

オリジン プル CDN

オリジン プル CDN では、ユーザーはファイルを CDN にプッシュしませんが、逆のことが起こります。 CDN はコンテンツを オリジンサーバー エンドユーザーに配信する前に、所有者によって保存されます。プッシュ CDN と比較して、オリジン プル CDN は、特に変更が行われる前にファイルが再クエリされる場合に、トラフィックに冗長性が生じる可能性があるため、低速で柔軟性に欠ける可能性があります。オリジン プル CDN を使用する利点は、セットアップが簡単で、ストレージ スペースが最小限に抑えられることです。

 

ライブストリーミングとは?

ライブ ストリーミングとは、高品質のビデオ、オーディオ、およびその他のメディアの形式のデータが、作成時にリアルタイムで作成者からインターネットを介してユーザーに送信されるプロセスです。再生する前に大きなビデオ ファイルをダウンロードする代わりに、ライブ ストリーミングを使用すると、ユーザーは離れた場所から一度に少しずつファイルをダウンロードし、リアルタイムで再生できます。

 

基本的に、ライブ ストリーミングとは、オンライン ビデオをリアルタイムで作成、共有、視聴できるようにするテクノロジです。ラップトップ、電話、タブレット、またはライブストリーミングを可能にするウェブサイトやアプリなどの接続されたデバイスを使用して、インターネット経由で実行できます. Instagram Live、Facebook Live、Twitch、Tik Tok などの人気のある消費者向けアプリや機能を考えてみてください。これにより、ユーザーが作成したオンライン ビデオ コンテンツをライブ配信中に見ることができます。 YouTube ビデオや vlog などのメディア ファイルも技術的にはストリーミングされますが、ブロードキャストはリアルタイムで発生する必要がないため、ライブ ストリーミングではありません。

 

ライブ ビデオ ストリーミングが使用されるのは、一般に公開されているコンテンツだけではありません。 Zoom や Teams などのビデオ会議ツールの場合のように、プライベートに設定して、選択したユーザーのみがアクセスできるようにすることもできます。

 

ライブ ストリーミング テクノロジーの台頭は、メディアおよびエンターテイメント業界を変革しました。プロ スポーツからニュース メディア、ソーシャル メディア プラットフォームやアプリ、ビデオ ゲームに至るまで、今日のほぼすべての形式のメディアとエンターテイメントには、ライブ ビデオ ストリーミングの何らかの側面が含まれています。

 

ライブ ストリーミング CDN はどのように機能しますか?

ライブ ストリーミングは、ファイル全体を記録して保存することなく、リアルタイムでインターネット経由でコンテンツを送信することによって機能します。高品質のビデオ ストリーミングを見ると、作成者が作成してからエンド ユーザーが高品質のコンテンツを消費するまでに 5 つのステップがあります。

 

• ステップ 1: ビデオ キャプチャ

まず、コンテンツ作成者は、カメラを使用して生データまたは視覚情報をキャプチャします。データは、デバイス内で 2 進数の 1 と 0 で表されます。

 

• ステップ 2: セグメンテーション

これは、ビデオ ファイルが数秒の長さの小さな部分に分割される場所です。現状では、ビデオ ファイルのサイズははるかに大きく、ファイル全体をダウンロードするだけでも時間がかかります。それらをセグメントに分割すると、ビデオ全体を少しずつストリーミングするのに役立ちます。

 

• ステップ 3: 圧縮とエンコード

各セグメントは圧縮およびエンコードされます。圧縮すると、ビデオ内で変化しない背景などの冗長な視覚情報が削除されます。これにより、ストリーミングする前に、ビデオ内の動くフレームだけを簡単にレンダリングできます。エンコーディングは、エンド ユーザーがコンテンツを使用するさまざまなデバイスと互換性のある形式にデータを変換するために必要なプロセスです。たとえば、H.264、HEVC、VP9、および AV1 は、ビデオがエンコードされる一般的な形式の一部です。

 

• ステップ 4: コンテンツ配信と CDN キャッシング

次に、セグメント化され、圧縮およびエンコードされたビデオがエンド ユーザーに配信されます。エンド ユーザーが Web サイトにアクセスするか、ビデオを再生すると、デバイス (クライアント) がオリジン サーバーに要求を送信して、これらのファイルを取得します。ユーザーがサーバーの近くまたは近くの地域にいる場合、これは問題にはならず、ビデオ ファイルはほとんど問題なくストリーミングされます。 

実際、視聴者数が少なく、広く配信されていない場合、単一のサーバーですべてのユーザーにストリーミングできます。ストリーミング ワークフローにこれ以上の要素を導入する必要はありません。

 

しかし、ユーザーがより広い地理的領域に分散している場合、場合によっては異なる国に分散している場合、サーバーがコンテンツを配信するための往復時間が長くなり、遅延や待ち時間が発生する可能性があります。これにより、標準以下のユーザー エクスペリエンスが発生し、動画のすべての消費者の間で一貫性がなくなります。

 

CDN を使用すると、この問題を解決できます。 コンテンツのキャッシュ ストリーミングサーバーの分散ネットワークで。特定のエンド ユーザーに最も近い CDN サーバーが、そのユーザーにコンテンツを配信します。

 

• ステップ 5: デコードと再生

ビデオデータがユーザーに届くと、デバイスはビデオセグメントをセグメントごとにデコードおよび解凍して、バイナリの生データにします。また、ビデオ プレーヤーを使用すると、ユーザーは視覚情報を確認してビデオを再生できます。

 

ライブ ストリーミングに CDN を使用する理由

 

CDN は、エンド ユーザーに近いストリーミング サーバーにコンテンツを配信することで、ライブ ストリーミングの品質を向上させるのに役立ちます。具体的には、CDN プロバイダーは、次の方法でライブ ビデオ ストリーミングを改善しています。

1. トラフィックの多い期間に十分な帯域幅を確保します

CDN は、リクエストが帯域幅の制限を超えた場合にオリジン サーバーが過負荷になるのを回避するのに役立ちます。ライブ ストリームの視聴者数が急激に急増し、すべてが単一のオリジン サーバーからコンテンツを要求した場合、「チョーク ポイント」が発生し、サーバーのダウンタイムが発生する可能性があります。 CDN を使用すると、サーバーをこれらのシナリオから保護でき、コンテンツ配信の責任をストリーミング サーバーのネットワーク全体に分散できます。

 

1. レイテンシとラウンドトリップ時間を短縮します

エンド ユーザーに近い CDN サーバーにコンテンツをキャッシュすることで、CDN は、ライブ ストリーム リクエストがオリジン サーバーに到達し、コンテンツが元のサーバーに戻る必要性を減らします。これにより、ラウンドトリップ時間または RTT が短縮され、重要なことに、待ち時間とバッファリングが最小限に抑えられ、ストリームがリアルタイムに維持されます。

1. 彼らは世界中の視聴者へのライブストリーミングに役立ちます

配信はコンテンツ配信ネットワーク内の世界中に配置されたエッジ サーバーを介して行われるため、CDN はライブ ストリーミングのスケーラビリティをグローバルに提供します。それだけでなく、エンド ユーザーに最も近い CDN サーバーを通じて、視聴体験は同じであり、遅延とバッファリングは最小限に抑えられます。

1. オリジンサーバーの負荷を軽減します

CDN は、オリジン サーバーからネットワークへのワークロードの多くをオフロードするのに役立ちます。単一のサーバーがリクエストに応答するには多くのコンピューティング パワーが必要であり、ビデオ ライブ ストリーミングの場合はなおさらです。CDN は基本的にオリジン サーバーを過負荷から保護し、運用を維持します。同じアプローチが、サーバーを分散型サービス妨害から保護するのに役立ちます。 DDoS攻撃.

 

世界中に分散したユーザー ベースに高品質のビデオ ストリーミング サービスを提供することに依存している企業は、ライブ ストリーミング CDN から大きなメリットを得ることができます。ライブとオンデマンドの両方の高度なビデオ ストリーミング機能を提供する CDN プロバイダーとの提携を検討する トランスコーディング アダプティブ ビットレートを有効にするプロセス。一部のプロバイダーでは、API を使用して独自のツールや機能を構築することもできます。