ライブ・ストリーミング・サービスを運営する組織の一員で、予期せぬトラフィックの急増や障害に直面した場合、チームはトラブルシューティングや遅延の修正に奔走しなければならなかったことでしょう。この中断は、視聴者にとっては重大な問題となり、チームにとっては大きな課題となります。
問題の根本は、多くの場合、突然のトラフィックの急増を効果的に処理し、障害が発生した場合にトラフィックを迂回させるクラウドプロバイダーの能力にあります。クラウド・プロバイダーが需要の増加に対応するのに十分なリソースの迅速な拡張に失敗した場合、ストリーミング・プラットフォームはプレッシャーに耐え切れず、ダウンタイムやストリームの遅延、あるいは完全なクラッシュを引き起こす可能性があります。
分散サーバーやクラウドベースのソリューションのようなスケーラブルなインフラ に投資し、エッジコンピューティングと強力なコンテンツ配信ネットワーク（CDN）を活用することで、ユーザーが中断のないライブ体験を楽しみ、コンテンツが視聴者に確実に届き、競争が激化する世界でストリーミングサービスが評判を維持できるようになります。
このブログでは、多くのお客様が信頼性の高いストリーミングのために活用しているツールをご紹介します。
アカマイのプレゼンスポイントの活用
アカマイのような CDN は、エンドユーザーの近くに戦略的に配置された、分散型かつローカライズされたエッジサーバーを提供します。エッジサーバーは、中央データセンターとユーザーのデバイス間の中継ハブとして機能する PoP（Point of Presence）として機能します。ユーザーがビデオを要求すると、コンテンツは中央データセンターからはるばる移動するのではなく、最も近いエッジサーバーから配信されるため、トラフィックが多い場合、これらのサーバーはコンテンツを分割し、遅延なく異なる地域のユーザーに同時に配信することができます。
上の画像は、アカマイの分散型ネットワークを示しています。このアーキテクチャは、トラフィックの急増や需要の変動に対応できるよう、ダイナミックに拡張できるよう設計されています。この弾力性により、最も過酷な状況下でもインフラ の応答性と回復力が維持されます。この近接性により、コンテンツがお客様のデバイスに到達するまでの時間が大幅に短縮されるため、エンドユーザーの待ち時間が短縮され、スムーズなストリーミング体験が実現します。
アカマイがライブストリーミングサービスの低遅延を実現する方法
オンライン視聴者に質の高い体験を提供するには、VM がライブストリームに遅延を追加しないようにする必要があります。アカマイは、リニアおよびライブのライブストリームにおいて、エンド・ツー・エンドで 10 秒のハンドウェーブ遅延をサポートしています。アカマイがライブストリーミングサービスの低遅延を実現する方法をご紹介します：
- リアルタイムでのライブトランスコーディング
ライブトランスコーディングシステムは、ピーク時のビデオ負荷をリアルタイムで処理できるよう拡張する必要があります。トランスコーディング中に追加された遅延は、最終的にエンドユーザーに伝わり、最適な視聴体験が得られません。 - 小さなセグメントサイズ
アカマイのアーキテクチャは、HTTP ベースのストリーミングにおいて小さなセグメントサイズ（最大 2 秒）を確実に処理できるよう構築されており、帯域幅の低下によるプレーヤーの素早い切り替え、プレーヤーのストールの防止、クライアントサイドのバッファの効率的な削減を可能にします。 - HTTP chunked encoded transfers
インジェストからエッジまでchunked encoded transfersをサポートし、データが利用可能になるとすぐに転送を開始することで、待ち時間を最小限に抑えることができる。 - エッジからのプリフェッチ
エッジ・サーバーは特定のビットレートに対して次のセグメント・セットをプリフェッチし、前のセグメントがすでに受信され再生されているときにローカルにキャッシュする。これにより、セグメントをすぐに利用できるようになり、追加の待ち時間が発生するリスクを減らすことができる。
このプロセスで、アカマイを使用してライブストリーミングをスケールアップしたお客様の事例をご紹介します。
ライブ・ストリーミング・サービスをエッジで拡張する方法
当社のライブストリーミングの仕組みは、アカマイの Media Services Live (MSL) によって実現されています。MSL は、さまざまな地域に分散するアカマイのエッジサーバーの広範なネットワークを活用して、世界中の視聴者にライブ・ビデオ・コンテンツを効率的に配信するよう設計されています。
アカマイを使用したライブ・ストリーミング・イベントのインジェスト・ワークフローと配信ワークフローの詳細を、上記のリファレンス・アーキテクチャで見てみましょう。ライブ・ストリーミング・サービスの改善をお考えなら、MSL を設定してイベントのライブ・ストリーミングを処理することをお勧めします。
ステップ1：エンコードと取り込み
まず、放送サイトでライブビデオコンテンツをキャプチャする必要があります。コンテンツを入手したら、生のビデオフィードを HTTP Live Streaming（HLS）や Real-Time Messaging Protocol（RTMP）などのデジタルフォーマットに変換するエンコーダーをセットアップする必要があります。次に、アカマイのカスタマーポータルからダウンロードできるアカマイのIAS（Ingest Acceleration Source）を使用します。IAS はエンコーダーからストリームを受け取り、当社独自の UDP トランスポートプロトコルで転送します。次に、エンコーダーからストリームを受信するよう IAS を設定する必要があります。
次に、アカマイのネットワーク上で Ingest Acceleration Target（IAT）を設定し、IAT がストリームを元の形式にデコードするよう設定されていることを確認する必要があります。その後、IAT をアカマイのエントリーポイント・ソフトウェアに接続して処理を進めます。このエンコードと取り込みの段階で、多くの人がパケットロスの問題に直面します。ライブビデオのストリーミングはパケットロスの影響を非常に受けやすく、ストリームの質を低下させ、バッファリングを引き起こし、満足のいく視聴体験が得られない可能性があります。これは、アカマイが採用している UDP ベースの高速化テクノロジーが、不安定なネットワーク条件下でもデータパケットをより確実かつ迅速に配信することで、パケットロスの影響を軽減しているためです。このテクノロジーがライブストリーミングプロセスにおいて重要であるもうひとつの理由は、従来の TCP ベースの伝送では、輻輳制御やエラー訂正のメカニズムにより、高い待ち時間が発生する可能性があるためです。ライブストリーミングでは、視聴者がリアルタイムでコンテンツを受信できるよう、低遅延が求められます。アカマイの UDP ベースの高速化は、これらのオーバーヘッドを最小限に抑えることで、より高いスループットと低遅延を実現します。
ステップ2：中層ディストリビューションとオプションのストレージ
次に、処理されたビデオストリームをアカマイの中間層サーバーに送る必要があります。これらのサーバーは、インジェスト・サーバーとエッジデリバリー・ネットワークの間の仲介役として機能します。ミッドティアサーバーはさらにビデオストリームを配信し、負荷分散と冗長性の向上のため、ネットワーク上の複数のポイントで複製とキャッシュが行なわれるようにします。クラウドプロバイダーがライブストリーミングを処理する場合、この負荷分散が正しく処理されることが重要です。アカマイのエッジ・デリバリー・ネットワークを使用すれば、単一のサーバーがボトルネックになるのを防ぎ、個々のサーバーが多数のリクエストに圧倒されるのを確実に防ぐことができます。これは、トラフィックの多いイベント時に特に重要になります。
オプションとして、ビデオコンテンツをアカマイの NetStorage システムに保存することもできます。NetStorage は、コンテンツが常に利用可能であり、必要に応じてすぐに取り出せることを保証します。これにより、バックアップとしてもオンデマンド再生用としても機能する、スケーラブルで安全なストレージソリューションが提供されます。
ステップ3：オリジン・シールド
次に、Origin Shield にビデオを送信します。Origin Shield は、インジェストサーバーとアカマイの CDN の間のバッファとして機能することで、トラフィックの急増を管理します。ピーク時や予期せぬ視聴者の急増時には、Origin Shield が負荷の増加に対応し、インジェスト・サーバーが過負荷になるのを防ぎます。これにより、パフォーマンスが低下することなく、多数の視聴者に対応することができます。Origin Shieldはキャッシュ効率も最適化します。キャッシュのレイヤーを追加することで、Origin Shieldはリクエストがオリジンサーバーに戻る頻度を減らします。これにより、オリジンサーバーの負荷が減り、帯域幅が節約され、エンドユーザーへのコンテンツ配信が高速化されます。エンドユーザーにとっては、コンテンツへのアクセスが高速化され、待ち時間が短縮され、視聴体験が向上します。
ステップ4：配信設定とエンドユーザーへの配信
さて、いよいよコンテンツの配信です。異なる地域にコンテンツをグローバルに配信する場合、ネットワーク条件、規制要件、視聴者の嗜好が異なる可能性があります。これを解決するため、当社のお客様は Akamai Delivery Accounts を利用しています。Akamai Delivery Accounts は、コンテンツを配信するためのさまざまな設定や構成に対応しており、コンテンツプロバイダーは、各地域に特化したキャッシングポリシー、セキュリティプロトコル、配信の最適化など、異なる設定を構成することができます。各配信アカウントは、さまざまな地域、デバイス、またはコンテンツの種類のニーズに合わせた特定の設定を持つことができます。コンテンツ・プロバイダーは、複数の配信チャネルにコンテンツを効率的かつ柔軟に配信する必要があるため、これは重要なことです。
最後に、ビデオコンテンツは、コンピューター、スマートフォン、タブレット、スマートテレビなど、さまざまなデバイスを通じてエンドユーザーに配信される。エッジサーバーはビデオストリームをプレーヤーのデバイスに最小限の遅延で配信し、スムーズで高品質な視聴体験を保証する。
結論
ライブ・ストリーミング・ソリューションを構築する際には、多くのことを考慮しなければなりません。第一に、特にリアルタイム配信が重要なライブイベント時には、遅延とバッファリングを考慮する必要があります。遅延が大きいと、ライブ・フィードの遅延につながり、エンド・ユーザーを非常に不愉快にさせます。また、パケットロスについてもアーキテクチャーする必要があります。パケットロスはビデオの品質を低下させたり、中断の原因となります。パケットロスにより、エンドユーザーは一貫性のない信頼性の低いストリームに悩まされることになり、視聴体験の低下につながります。最後に、スケーリングと負荷分散ができなければなりません。サーバーの過負荷やクラッシュに直面し、サービスの停止やピークロードを効率的に処理できなくなる可能性があります。アカマイの最適化された配信ネットワークは、UDP ベースの高速化、インジェストネットワーク、スケーラブルな CDN を通じて、これらの問題をすべて解決します。
ライブストリーミングにアカマイを使用することで、ライブ・ビデオ・ストリームの効率的かつスケーラブルな低遅延配信が保証され、エンドユーザーに優れた体験を提供することができます。アカマイの処理能力をネットワークのエッジに近づけることで、ストリーミングサービスはパフォーマンスを最適化し、スケーラビリティを高めることができます。
動画トランスコードに関するステップバイステップのチュートリアルは、こちらのリンクからmp4ファイルをHLS形式に変換してください。Media Services Live Stream Provisioning API に関するドキュメントもご覧ください。
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