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Il modo in cui funziona lo streaming video online è cambiato
Nell'ecosistema video, è raro che le tecnologie concorrenti coesistano pacificamente a lungo.
L'ormai famosa guerra in formato videocassetta della fine degli anni '70 e '80 ha dimostrato la velocità con cui l'industria poteva dare una mancia a favore di una sola tecnologia e l'impatto devastante che questo avrebbe potuto avere sulla sua concorrenza. Quando il settore votò collettivo per VHS nel 1975, ci sono voluti meno di tre anni perché la tecnologia superasse Betamax. In un successivo cambiamento di mercato tra il 1999 e il 2004, le vendite VHS sono state superate e poi rapidamente sminuite dai DVD.
From Beta to VHS to DVD: Case studies in how suddenly the video ecosystem can tip.
Sources: Business History Review, Nexus Research.
I media online hanno subito cambiamenti sismici simili. A gennaio2010, solo il 10% dei video online è stato codificato utilizzando il formato di compressione H.264. Meno di due anni dopo, quel numero era salito all'80% (MeFeedia).
In ciascuno di questi orizzonti di eventi, l'inerzia del mercato ha ceduto a una tecnologia dei media il cui tempo era giunto. E nel 2015, l'industria si sta avvicinando al suo prossimo punto di non ritorno.
Negli ultimi dieci o dodici anni, il video online è diventato essenziale per il modo in cui le persone sono intrattenute, come imparano gli studenti e come comunicano le aziende. Si stima che più di due terzi del traffico Internet globale dei consumatori sia già composto da video (Cisco) e che le grandi aziende trasmettono già oltre 14 ore di video per dipendente al mese (Gartner).
Durante questo periodo, la tecnologia di distribuzione dei supporti si è evoluta in quattro fasi.
L'evoluzione della tecnologia di streaming multimediale online
1. Download HTTP
Quando i file video sono stati condivisi per la prima volta online, sono stati distribuiti utilizzando Hypertext Transfer Protocol (HTTP), lo stesso meccanismo di distribuzione utilizzato da pagine HTML, immagini, documenti e altri tipi di contenuti basati sul Web.
Inizialmente, i video dovevano essere scaricati nella loro interezza prima che potesse iniziare la riproduzione. Questo processo, chiamato download and play, presentava diverse carenze notevoli. Innanzitutto, la velocità remota da 28 a 56 kbps significava che gli utenti avrebbero quasi sempre riscontrato lunghi ritardi di riproduzione. In secondo luogo, non esisteva alcun meccanismo per scalare in modo efficiente più spettatori simultanei. Infine, la larghezza di banda limitata veniva spesso sprecata su segmenti video inosservati. Ad esempio, se un utente ha fatto clic su un video di 10 minuti e guardava solo i primi tre minuti, i restanti sette minuti sarebbero stati scaricati superfluamente sulla rete.
Apple ha risolto alcuni dei problemi relativi al download di video basato su HTTP quando ha rilasciato il supporto per Fast Start, più comunemente noto come download HTTP progressivo. Questo approccio ha posizionato importanti metadati nella parte superiore del file multimediale, consentendo l'inizio della riproduzione video prima che l'intero file venisse scaricato. Sebbene il download progressivo sia ancora in uso oggi, è stato ampiamente sostituito nei primi anni 2000 da protocolli e server personalizzati creati per un nuovo tipo di distribuzione video online chiamato streaming.
Il download HTTP progressivo ha migliorato il tempo di avvio, ma ha comunque sofferto di larghezza di banda sprecata e scala limitata.
2. Protocolli di streaming personalizzati
Rispetto ad altri tipi di contenuti condivisi online, i file video sono enormi. Un solo minuto di video su iPhone può occupare da 80 a 120 MB di spazio su disco. In quella stessa quantità di spazio, è possibile memorizzare tra 250 e 350 documenti Word di medie dimensioni (Microsoft).
Questa caratteristica rendeva difficile la distribuzione di file video su reti con limitazioni di larghezza di banda. Quindi, quando il video è diventato più diffuso sul Web e nelle reti aziendali, le società di media e i fornitori di software hanno iniziato a sviluppare protocolli personalizzati per lo streaming video. RealNetworks e Netscape hanno collaborato allo sviluppo e alla standardizzazione del Real Time Streaming Protocol (RTSP). Adobe, attraverso l'acquisizione di Macromedia, ha implementato il Real Time Messaging Protocol (RTMP) per lo streaming video basato su Flash. Microsoft ha sviluppato un terzo protocollo di streaming, Microsoft Media Server (MMS), da utilizzare in varie applicazioni Windows.
RTSP, RTMP e MMS hanno trattato tutti i video come un caso speciale. Hanno costruito «reti overlay» in cui i server di streaming specifici del protocollo si trovavano accanto ai server HTTP tradizionali. Quando un utente ha avviato una richiesta di riproduzione video, la richiesta è stata instradata al server di streaming, che ha quindi aperto una connessione persistente (o «stateful») al lettore video dell'utente.
Protocolli di streaming personalizzati richiedeva server specializzati, configurazione firewall e un'infrastruttura di memorizzazione nella cache separata.
I protocolli di streaming personalizzati hanno superato molte delle sfide del download progressivo HTTP. Il video è stato bufferizzato, elaborato e riprodotto mentre veniva distribuito in rete, consentendo agli utenti di abbandonare un video mid-stream con un minimo spreco di larghezza di banda. È stato supportato l'accesso casuale che consente agli spettatori di cercare e avviare rapidamente la riproduzione da qualsiasi punto del video. La connessione persistente dal server di streaming al client ha fornito una latenza più prevedibile. E in tutti i casi, queste reti di sovrapposizione hanno aiutato le organizzazioni a scaricare il traffico video dal trasporto WAN primario, riducendo la possibilità che la congestione video compromettesse la fornitura di informazioni con priorità più elevata e dati transazionali.
Tuttavia, RTMP, RTSP e MMS non erano privi di limitazioni. Poiché questi protocolli hanno trattato il video come un tipo di dati con casi speciali, hanno aumentato il costo e la complessità della distribuzione video. Innanzitutto, i protocolli richiedeva l'implementazione di un set separato di server specializzati in tutta la rete aziendale, aggiungendo i costi dell'infrastruttura hardware e software. In secondo luogo, i protocolli di streaming hanno creato un legame tra il meccanismo di consegna e la memorizzazione nella cache. Ciò richiedeva alle organizzazioni di supportare due tecnologie di caching separate (una per il traffico basato su HTTP, una per i video), raddoppiando efficacemente la complessità della gestione della rete. In terzo luogo, RTMP, RTSP e MMS richiedevano agli amministratori di aprire porte di rete aggiuntive per la comunicazione (rispettivamente 1935, 554 e 1755). Ciò ha ampliato la superficie di attacco della rete e ha aumentato la probabilità che i protocolli venessero bloccati dai firewall aziendali. Infine, i protocolli di streaming personalizzati erano spesso incompatibili con i dispositivi mobili. Ad esempio, RTMP richiedeva Flash per la riproduzione, un formato che notoriamente non è supportato sui dispositivi iOS. Oltre all'ecosistema iOS, i client mobili hanno frequenti interruzioni di connettività e modifiche all'indirizzo IP. Ciò richiederebbe spesso che la connessione RTMP attiva venga ristabilita più volte durante un singolo evento.
3. Tecnologia di streaming video multicast
L'affermazione che il multicast fosse una fase distinta della distribuzione di video online è generosa, considerando che la tecnologia non ha mai raggiunto una massa critica né nell'azienda né su Internet consumer. Tuttavia, c'è stato un intenso interesse per il multicast per i video a metà degli anni 2000 e la tecnologia persiste in alcune reti aziendali, quindi è stata discussa.
Il multicast era una tecnologia di rete che consentiva a un mittente di distribuire gli stessi dati a più destinatari contemporaneamente. Concettualmente, non era diverso dall'ascoltare la radio. Un singolo segnale radio viene inviato a tutti gli ascoltatori anziché segnali univoci inviati a ciascuna persona sintonizzata. Se implementato correttamente, il multicast ha creato un'incredibile efficienza nella consegna dei dati. Ciò ha determinato un periodo di interesse per l'uso del multicast per la consegna video.
Utilizzando il multicast, un'organizzazione potrebbe teoricamente distribuire video in diretta attraverso la rete aziendale utilizzando una frazione della larghezza di banda richiesta dalla trasmissione unicast tradizionale. Di conseguenza, le organizzazioni spesso hanno cercato di eseguire il multicast come un modo per ottenere un ROI aggiuntivo dalle reti vincolate alla larghezza di banda piuttosto che aggiornare l'infrastruttura di rete.
La trasmissione Unicast (a sinistra) invia un flusso univoco per ogni client connesso, mentre il multicast (a destra) invia un singolo flusso condiviso da tutti i client abbonati.
Purtroppo, i requisiti infrastrutturali del multicast lo hanno reso impossibile per la maggior parte delle organizzazioni. Per distribuire video (o qualsiasi dato) utilizzando multicast, l'origine, i destinatari e l'infrastruttura di rete di connessione dovevano supportare il protocollo. Nello specifico, ogni router, hub, switch e firewall all'interno di una rete aziendale doveva essere conforme a multicast. Questo requisito di un'infrastruttura omogenea non era né pratico né resiliente.
Ad esempio, se un tentativo di comunicazione multicast non fosse riuscito, il fallback in genere sarebbe stato una trasmissione unicast tradizionale. Nella maggior parte dei casi, questa trasmissione unicast non ha beneficiato di alcuna ottimizzazione di rete come la memorizzazione nella cache dei dati o altre tecniche di accelerazione WAN, poiché il multicast era l'unica forma di ottimizzazione implementata.
Inoltre, poiché il multicast richiedeva un ambiente di rete omogeneo, era fondamentalmente in contrasto con le topologie di rete che ancora dominano le aziende e la comunicazione online dei consumatori. Internet è progettato per un'ampia gamma di velocità di rete, tipi di connessione, qualità del servizio (QoS) e dispositivi endpoint. La sua base è HTTP, un protocollo stateless e indipendente dai media creato appositamente per funzionare in questo ambiente eterogeneo. Analogamente, le reti dietro i firewall aziendali sono sempre più eterogenee. La tendenza verso il bring-your-own-device (BYOD) significa che i dipendenti stanno portando avanti una vasta gamma di tablet e smartphone con diverse funzionalità e requisiti di rete. Il consolidamento continuo del settore rende sempre meno probabile che una succursale appena acquisita a Londra utilizzi la stessa architettura di rete dell'home office di Seattle.
In sintesi, il multicast era un'aspirazione ambiziosa ma irrealistica per la consegna video. Nell'ultimo decennio, l'interesse per la tecnologia è in costante calo.
Interesse per il multicast, 2004-2015. Fonte: Google Trends.
4. Streaming HTTP moderno
Nel 2008, Microsoft ha introdotto Smooth Streaming, un approccio ibrido alla distribuzione di video che ha offerto molti vantaggi dei protocolli di streaming personalizzati sfruttando al contempo HTTP e l'infrastruttura di rete esistente. Smooth Streaming ha inoltre supportato la distribuzione di bitrate adattivo (ABR), fornendo agli spettatori tempi di avvio e ricerca più rapidi, buffering minimo e un'esperienza di riproduzione più fluida.
Lo streaming bitrate adattivo offre tempi di avvio e ricerca più rapidi, buffering minimo e un'esperienza di riproduzione fluida regolando dinamicamente la qualità video in base alla velocità di connessione client.
Lo streaming basato su HTTP ha rapidamente guadagnato slancio e altri leader di mercato hanno investito rapidamente nella tecnologia. Nel 2009 Apple è entrata sul mercato con l'introduzione di HTTP Live Streaming (HLS). Nel 2010, Adobe ha spostato l'attenzione dai protocolli di streaming personalizzati con il rilascio di HTTP Dynamic Streaming (HDS). E dal 2010, le principali aziende di streaming e media, tra cui Microsoft, Google, Adobe, Netflix, Ericsson e Samsung, collaborano a MPEG-DASH, uno standard aperto per lo streaming video adattivo su HTTP.
Innovazioni come Smooth Streaming, HLS, HDS e DASH hanno determinato una ripresa nella distribuzione video basata su HTTP e uno sconvolgimento nel modo in cui le aziende distribuiscono video sulle loro reti.
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