Inspiraatiota

Näin toimivat videoiden suoratoistopalvelut

Laadukkaan videokuvan striimaaminen televisioon, tietokoneeseen tai puhelimeen on nykyään itsestäänselvyys. Mutta miten se oikeastaan tapahtuu?

Jokaiselle on selvää se, että missä tahansa voi laittaa Netflixin, HBO:n tai YouTuben pyörimään ja päästä hetkessä lempisarjan pyörteisiin. Huomiota herättäneen Sandvinen raportin mukaan pelkästään Netflix vie jo noin 15 prosenttia maailmanlaajuisesta internetliikenteestä. Striimausintoa siis riittää, mutta oletko koskaan miettinyt, miten videoiden suoratoisto oikein toimii?

Suoratoiston viisi vaihetta:

1. Kun palvelusta valitaan elokuva tai sarja, suoratoistopalvelua isännöivä web-palvelin etsii tiedoston suoratoistopalvelimelta. Suoratoistopalvelimessa on useita versioita samasta videosta, ja niistä valikoituu yksi sen mukaan, millainen nettiyhteys on ja millä laitteella videota katsellaan. Viiveen ja pätkimisen vähentämiseksi suurimmilla striimauspalveluilla on palvelimia kaikkialla maailmassa, ja yhteys muodostetaan maantieteellisesti lähimpään.

2. Kun tiedosto on valittu, suoratoistopalvelin pilkkoo sen pienemmiksi osiksi.

3. Seuraavaksi pilkottu data lähtee laitteelle reaaliaikaista siirtoprotokollaa käyttäen.

4. Selain lukee pilkotut tiedot ja tallentaa ne oikeaan järjestykseen, tiedostomuodon mallin mukaisesti, jolloin lempisarjan pariin pääsee saman tien.

5. Datan pyörittäminen jää tietokoneen huoleksi.

Esimerkkinä Netflix

Netflixillä on tällä hetkellä 137 miljoonaa rekisteröitynyttä käyttäjää 200 maassa. Jokainen heistä haluaa, että palvelu toimii pätkimättä ja viipymättä. Miten Netflix pystyy pyörittämään palvelua sujuvasti, varsinkin kun liikkuva datamäärä on niin suuri?

Netflix koostuu noin 700 pienestä itsenäisestä ohjelmasta, joiden toiminta yhdessä muodostaa palvelun kokonaisuuden. Jokaisella ohjelmista on oma tehtävänsä, ja jokainen niistä toimii itsenäisenä yksikkönä. Yksi ohjelma esimerkiksi pitää kirjaa siitä, mitä käyttäjä on katsonut, ja toinen huolehtii siitä, että kuukausimaksu veloitetaan. Koska Netflix on rakentunut tällaisella mikropalveluarkkitehtuurilla, kaikkia palveluja ei tarvitse pysäyttää jos yksi osa kaipaa päivittämistä.

Videoiden tallennus ja toisto

Alkuperäiskappaleet Netflix-elokuvista ja -sarjoista säilytetään laadukkaimmassa mahdollisessa tallennusmuodossa Amazon Web Services (AWS) -pilvipalvelussa. Toinen AWS-palvelin muuntaa alkuperäisistä kopioita satoihin eri muotoihin ja eri laatuihin, jotta videoita voidaan katsella lähes millä tahansa laitteella.

Jos kaikki käyttäjät kaikkialta maailmasta suoratoistaisivat Netflixin pääpalvelimelta, seuraisi ongelmia. Siksi Netflixillä on oma Open Connect -niminen Content Delivery Network keskuspalvelimen tai verkon välityksellä striimattaville videoille. Sen tarkoitus on pitää kustannukset alhaisina, vaikka palvelun käyttäjien määrä on kasvanut.

Netflix solmii sopimuksia paikallisten palveluntarjoajien kanssa. Nämä asentavat palvelinkeskuksiinsa punaisen, 280 TB:n Open Connect -laatikon, joka lataa sisältöä Netflixin pääpalvelimelta tietylle alueelle. Tämä tarkoittaa sitä, että esimerkiksi Helsingissä olevan käyttäjän ei tarvitse muodostaa yhteyttä Yhdysvalloissa sijaitsevaan pääpalvelimeen, vaan sisältöön pääsee käsiksi lähemmän palvelimen kautta. Kun käyttäjä klikkaa videon pyörimään, Netflix etsii kymmenen lähintä Open Connect -laatikkoa ja valitsee niistä sen, joka toistaa videon parhaiten.

Tiesitkö, että…

  • 28 prosenttia Netflix-käyttäjistä jakaa tilinsä jonkun muun kuin samassa asunnossa asuvan henkilön kanssa.
  • 60 prosenttia suomalaisista 15–25-vuotiaista katsoi videoita verkosta vuonna 2016
  • YouTuben ensimmäinen video Me at the Zoo ladattiin palveluun 23. huhtikuuta vuonna 2005.
  • Netflix on perustettu vuonna 1997 eli vuotta aiemmin kuin Google. Alun perin yritys vuokrasi DVD-elokuvia netin kautta. Suoratoistopalvelu lanseerattiin 2007.

Lähteet: Leichtman research group (LRG), AudienceProject.

Lue lisää:
Kohti älykkäitä kaupunkeja
Näin 5G mullistaa arkesi

Näin toimivat videoiden suoratoistopalvelut

6 joulukuuta 2018

Aihealue