Come ridurre i costi di transcodifica dei video in diretta

Se siete ingegneri di un'azienda che si occupa di live streaming, probabilmente state affrontando l'arduo compito di gestire la transcodifica dei video in diretta per milioni di utenti. Dovete garantire che ogni spettatore, anche quelli con una connessione Internet di scarsa qualità, riceva un'esperienza di streaming senza interruzioni. 

Ciò significa che è necessario generare più flussi di bitrate, il che comporta la codifica dello stesso contenuto a livelli di qualità diversi. Inoltre, è necessario gestire i diversi standard di conformità. Garantire che i flussi siano conformi agli accordi di licenza dei contenuti e alle leggi sul copyright significa assicurarsi i diritti e le autorizzazioni necessarie, implementare la gestione dei diritti digitali (DRM) per impedire l'accesso non autorizzato e rispettare le restrizioni geografiche. Inoltre, le autorità di regolamentazione per la protezione dei dati, come il GDPR in Europa e il CCPA negli Stati Uniti, richiedono l'implementazione di misure rigorose per la protezione dei dati, l'ottenimento del consenso degli utenti e il trattamento sicuro dei dati personali.

C'è poi il problema dei costi di uscita. Dopo aver transcodificato i video in diretta in tempo reale, è necessario consegnare questi flussi ai dispositivi degli spettatori. Ciò comporta il trasferimento dei dati dai server di transcodifica alle reti di distribuzione dei contenuti (CDN), con costi di uscita significativi. Bilanciare questi costi mantenendo un'esperienza di streaming di alta qualità è una sfida costante.

Per affrontare queste sfide è necessaria una soluzione robusta, scalabile e conveniente. È qui che entrano in gioco i servizi di transcodifica basati sul cloud di Akamai, che scalano dinamicamente per soddisfare la domanda di un'audience fluttuante e garantire la distribuzione ininterrotta di contenuti live a livello globale. 

Utilizzo di Akamai Cloud Computing 

Analizziamo un problema reale affrontato da un'azienda alle prese con una crescita massiccia dello streaming video in diretta. Questa azienda, che ha registrato una crescita tripla del traffico in Nord America e in Europa, si è trovata in un momento critico. I loro data center on-premise erano in difficoltà di fronte agli improvvisi picchi di audience e alla crescente domanda di streaming live senza interruzioni. Gli elevati costi di uscita e la natura imprevedibile del traffico Internet rendevano rischioso un ulteriore investimento nell'infrastruttura on-premise.

L'infrastruttura esistente, con le sue capacità limitate e la sua scalabilità, non riusciva a tenere il passo con le prestazioni richieste. Le macchine virtuali (VM) non erano in grado di transcodificare i video con la dovuta rapidità, causando colli di bottiglia e un'esperienza di visione inferiore alla media nei momenti di punta. L'azienda aveva bisogno di una soluzione in grado di scalare dinamicamente con il proprio traffico, garantendo flussi live di alta qualità senza incorrere in costi esorbitanti.

Di fronte a queste sfide, l'azienda si è rivolta ad Akamai per scalare la propria capacità di transcodifica live e supportare la crescita del traffico globale. I servizi Akamai basati sul cloud hanno fornito la scalabilità e l'efficienza necessarie per soddisfare le loro esigenze. 

Scopriamo come abbiamo progettato una solida soluzione di transcodifica video live per rispondere a queste esigenze.

Abbiamo progettato questa soluzione per ottimizzare le tre parti della transcodifica video live: 

1. Ingestione
2. Transcodifica
3. Distribuzione 

In primo luogo, il contenuto video viene ingerito, quindi viene elaborato e sottoposto al processo di transcodifica, per poi essere consegnato agli utenti finali. 

Fase 1: ingestione

Quando l'influencer dei social media preme "Go Live" sulla propria piattaforma di social media, dietro le quinte avvengono contemporaneamente alcune cose. Innanzitutto, il feed live dell'editore viene inviato all'infrastruttura di ingest del partner nella stessa regione. Questa infrastruttura è responsabile della ricezione del flusso live, della sua corretta acquisizione e della sua preparazione per l'ulteriore elaborazione. Il processo di ingestione prende quindi una delle due strade: o è già in un formato compatibile con i requisiti di ingresso e può evitare la transcodifica ed essere inviato direttamente alla CDN per la distribuzione, o sarà sottoposto a transcodifica e quindi distribuito.

Se il flusso video originale catturato dall'evento è già in un formato adatto allo streaming online, come H.264 o HEVC, è possibile inviare il video direttamente al CDN per la distribuzione. Invece di fare un passo in più per transcodificare il video in un altro formato, ad esempio per lo streaming con bitrate adattivo o per la compatibilità con altri dispositivi, si sceglie di bypassare completamente la transcodifica. In questo modo, il flusso video originale, nel suo formato nativo, viene inviato direttamente al CDN Akamai per la distribuzione. Saltando la fase di transcodifica per questo formato, si risparmiano tempo e risorse di elaborazione, con conseguente consegna più rapida del video al pubblico. 

Fase 2: Transcodifica

Quando il flusso video originale richiede la transcodifica, viene indirizzato al centro dati Akamai più vicino, utilizzando la capillare infrastruttura globale di Akamai. Questa strategia garantisce che la transcodifica avvenga in prossimità degli utenti finali, riducendo efficacemente la latenza. Per facilitare la transcodifica, le istanze VM dedicate vengono fornite dinamicamente in base alle richieste di traffico. In questo modo si risolve la sfida della scalabilità e dell'ottimizzazione delle risorse che molte aziende devono affrontare nella transcodifica dei flussi video per lo streaming in diretta. 

Grazie al provisioning dinamico delle istanze VM in base alle richieste di traffico, siamo in grado di dimensionare correttamente le risorse computazionali per gestire in modo efficiente le attività di transcodifica durante i periodi di picco. Non è necessario preoccuparsi se le risorse vengono fornite in eccesso o in difetto. Senza questo meccanismo di provisioning dinamico, le attività di transcodifica potrebbero sovraccaricare le risorse disponibili, causando ritardi, prestazioni degradate o addirittura guasti al sistema nei periodi di traffico intenso. Scalando le risorse verso l'alto o verso il basso in risposta alla domanda, il sistema può mantenere le prestazioni e ottimizzare le esperienze di streaming video per gli utenti, indipendentemente dalle fluttuazioni del numero di spettatori o delle richieste di streaming.

Inoltre, ogni macchina virtuale è dotata di uno storage a blocchi per memorizzare temporaneamente i file video grezzi. Una volta transcodificati, i video risultanti, derivati dal singolo flusso grezzo originale, vengono memorizzati in un bucket di archiviazione a oggetti.

Fase 3: Consegna dei contenuti

Quindi i video vengono transcodificati in diversi output e distribuiti a livello globale tramite il CDN e in diverse regioni del mondo. Si può trattare di output a risoluzione diversa (1080p, 720p), di output a bitrate diverso o di formati speciali come l'HDR. Un ulteriore vantaggio è che se transcodificate i vostri video con Akamai, otterrete un costo di uscita molto competitivo. Se il video viene trasferito a un'altra CDN, c'è un piccolo costo, ma molto più basso rispetto ad altri fornitori di CDN.

Vantaggi dell'utilizzo di Akamai per il social media live streaming

Ci sono molti motivi per utilizzare Akamai per il live streaming. Vediamone alcuni. Innanzitutto, se si transcodificano i video con Akamai e li si trasferisce sul CDN Akamai, si ottengono tariffe di egress molto competitive rispetto ai fornitori di cloud hyperscaler. Se vengono trasferiti a un'altra CDN, c'è un piccolo costo, anche se in genere a tariffe inferiori rispetto ad altri fornitori di CDN. 

Abbiamo anche regioni di calcolo centrali vicine agli utenti di tutto il mondo. Lo streaming in diretta richiede un'infrastruttura locale vicina agli utenti per lo streaming in tempo reale, il che significa che il cluster di transcodifica deve essere molto più vicino all'utente finale che guarderà il video. Più vicino è l'utente finale (spettatore), minore è la latenza. 

Quando si esegue la transcodifica di video in diretta con Akamai, è necessario essere in grado di scalare il numero di macchine virtuali in base al traffico. Gli encoder per gli eventi live possono essere attivati e disattivati al termine dell'evento. Questa funzione aiuta a gestire i picchi di carico senza sacrificare la qualità video o avere problemi di buffering. 

Akamai migliora anche l'efficienza delle risorse per la transcodifica dei video in diretta. I metodi tradizionali di transcodifica prevedono il mantenimento di un numero fisso di codificatori indipendentemente dal traffico. Questo può portare a un sottoutilizzo nei periodi di bassa domanda e a un sovraccarico nei momenti di picco. Facendo girare dinamicamente gli encoder quando servono e spegnendoli quando l'evento è finito, è possibile ottimizzare l'uso delle risorse e ridurre i costi. Questa strategia favorisce un ottimo rapporto costo-prestazioni, soprattutto se ci confrontiamo con altri fornitori di cloud, e siamo in grado di transcodificare lo stesso numero di flussi per VM. 

Analisi dei costi della transcodifica di video in diretta su Akamai

Questa società di social media stava considerando AWS e Akamai per la transcodifica dei video in diretta. Per effettuare l'analisi dei costi, ipotizziamo quanto segue. Supponiamo che siano necessarie 24 macchine virtuali, ognuna delle quali produca 4 flussi. Nella seguente tabella, confronteremo un mese di spese utilizzando le istanze dedicate di Akamai da 64 GB e 32 CPU rispetto alle istanze c6a.8xlarge di AWS.

I due costi principali da considerare sono quelli di calcolo e di uscita. Il costo di calcolo è il costo dell'istanza al mese * il numero di istanze. Il calcolo del costo di egress converte l'egress aggregato in GB/ora. La larghezza di banda aggregata di egress per canale è la larghezza di banda che si ottiene sommando tutte le bitrate nella loro scala di bitrate. 10Mbps è un numero sicuro per un canale HD standard con 4Mbps, 3Mbps, 2Mbps, 1Mbps (4+3+2+1=10). 

Cifre rilevate il 24 maggio 2024 

Calcoliamo il costo di egress per Akamai. Ogni VM include 8TB di egress, raggruppati insieme. Ogni canale utilizza 10Mbps, pari a 3,13TB/mese (730 ore). Ogni VM ha 4 canali, per un totale di 4 * 3,13TB = 12,52TB per VM. Con 8TB inclusi, l'overage per VM è 12,52TB - 8TB = 4,52TB (o 4520GB). Il costo dell'overage è di 0,005 dollari per GB, quindi il costo per VM è di 4520GB * 0,005 dollari/GB = 22,60 dollari. Le macchine virtuali sono 24, quindi l'uscita totale inclusa è 24 * 8TB = 192TB (o 192.000GB). Ci sono 96 canali, per un totale di 96 * 3,13TB = 300,48TB (o 300.480GB). Sottraete l'uscita inclusa nel pool dal totale: 300.480GB - 192.000GB = 108.480GB di eccedenza. Moltiplicare l'eccedenza per la tariffa di egress: 108.480GB * 0,005$/GB = 542,40$. Quindi, il costo totale di egress per Akamai è di 542,40 dollari.

Ci sono alcune differenze fondamentali.

1. I costi di calcolo sono inferiori presso Akamai perché il costo dell'istanza al mese è molto più basso. (14.366 dollari contro 17.046,43 dollari).
2. Akamai ha costi di uscita significativamente inferiori rispetto a AWS (542 dollari mensili contro 27.717 dollari mensili).

Scegliendo Akamai per la transcodifica dei video in diretta rispetto a AWS, si possono risparmiare 36.939,67 dollari al mese! Questo risparmio è importante per le aziende di social media che fanno live streaming, non solo perché consente di risparmiare denaro, ma anche perché fornisce una migliore esperienza utente agli spettatori che si sintonizzano sul live stream.

Come si può notare, i costi di egress di Akamai offrono agli sviluppatori una soluzione conveniente per la transcodifica live, con un numero di egress in pool e bassi costi di overage, garantendo un risparmio significativo rispetto ad altri provider come AWS.

Conclusione

Uno dei giganti mondiali dei social media si è rivolto ad Akamai per una soluzione che non solo promettesse un buon rapporto qualità-prezzo, ma che vantasse anche prestazioni ineguagliabili. Avevano bisogno di una soluzione di transcodifica in grado di gestire in modo efficiente un elevato volume di flussi live, senza compromettere la qualità o incorrere in costi esorbitanti. Con Akamai, questa azienda ha trovato esattamente quello che cercava.

Akamai è stata in grado di transcodificare un maggior numero di flussi live per istanza rispetto a AWS. Si è trattato di uno scenario vantaggioso per tutti: sono stati in grado di fornire flussi video live di alta qualità con bassa latenza, ottimizzando al contempo i costi. Se voi o la vostra organizzazione state pensando di ottimizzare le vostre soluzioni di transcodifica video live, potete provare le soluzioni di Linode iscrivendovi e ottenendo 100 dollari di crediti gratuiti.