استریم ویدیو چیست و سرویس های ویدیو استریمینگ چگونه کار میکنند

در این مقاله قصد داریم توضیح دهیم که استریم ویدیو دقیقا چیست و سرویس های vod و استریم ویدیو به چه صورت کار میکنند. همچنین در ادامه توضیح خواهیم داد که یک سرویس استریم باید چه ویژگی هایی داشته باشد و در کنار آن به تفاوت استریم و دانلود خواهیم پرداخت. با نگاوید همراه باشید.

در صورتی که بخواهیم که استریم (Video stream) را ترجمه کنیم به یک واژه تقریبا نامفهوم و دور میرسیم, یعنی جریان. ولی در صورتی که کلیت این فناوری را درک کنید متوجه معنی آن نیز خواهید شد در ادامه با مثال هایی برای شما شفاف خواهیم کرد که چرا استریم به معنی جریان است.

در پاسخ به سوال این که استریم چیست اگر بخواهیم در یک توضیح کوتاه و چند کلمه ای باید بگیم که, در واقع استریم روشی برای مشاهده ویدیو یا گوش دادن به محتوای صوتی بدون بارگیری و دانلود (دانلود واقعی) آن فایل چند رسانه ای است.

مفهوم استریم ویدیو

در گذشته وب‌سایت‌ها صرفا صفحات متنی ساده و در نهایت شاید یک یا دو تصویر بودند. با این حال، امروزه، هر کسی با اتصال به اینترنت یا پهنای باند معقول می‌تواند فیلم‌های با کیفیت بالا را تماشا کند یا از طریق اینترنت تماس ویدیویی برقرار کند. این به دلیل فناوری به نام استریم امکان پذیر است.

در صورتی که نیاز به راهکار های نوین استریم ویدیو و به فکر رشد کسب و کار خود هستید حتما پیشنهاد میکنیم که با ما در ارتباط باشید.

توسط فناوری استریم فایل های صوتی و یا تصویری به صورت مداوم و زنده (Live) از سرور به دستگاه شما می رسد. به عبارت ساده تر، زمانی که شما در حال تماشای یک ویدیو زنده در تلویزیون هستید , یادر پلتفرم های صوتی مانند Spotify و یا سرویس های اشتراک ویدیو مانند یوتیوب در حال تماشای ویدیو هستید دارید یک محتوای چند رسانه ای را استریم میکنید.

در فناوری استریم فایل چند رسانه ای که در دستگاه شما پخش می شود از سرور اراعه دهنده توسط اینترنت به دستگاه شما منتقل می شود و هر چند ثانیه یک بار به روز می شود.

تفاوت استریم و دانلود

اولین تفاوت استریم ویدیو و دانلود در این است که استریم به صورت بلادرنگ است در صورتی گه اگر بخواهید یک فایل ویدیویی و یا صوتی را دانلود کنید، یک کپی از کل فایل در هارد دیسک دستگاه شما ذخیره می شود و تا زمانی که دانلود کل فایل تمام نشود، ویدیو و یا پادکست شما پخش نمی شود. البته که طبیعتا فایل دانلود شده فضای سیستم شما را هم اشغال میکند.

در صورتی که در روش استریم مرورگر ویدیو را بدون کپی کردن و ذخیره آن پخش می کند. ویدیو به‌جای بارگیری کل فایل در یک زمان، به مرور بارگیری می‌شود و اطلاعاتی که مرورگر بارگیری می‌کند به صورت موقت در حافظه قرار میگرند.

به این مثال توجه کنید, این مثال الهام کرفته از کلمه جریان و ترجمه استریم طراحی شده است.

به تفاوت بین رود و دریاچه فکر کنید: هر دو اینها دارای آب هستند و یک رود ممکن است به اندازه یک دریاچه آب داشته باشد ولی تفاوت این است که در رودخانه، همه آب در یک مکان و در یک زمان نیست. یک فایل ویدیویی دانلود شده بیشتر شبیه یک دریاچه است، زیرا فضای هارد دیسک زیادی را اشغال می کند (و زمان زیادی طول می کشد تا یک دریاچه جابجا شود). استریم ویدیو بیشتر شبیه یک رودخانه است، زیرا داده های ویدیو به طور مداوم و به سرعت به سمت سیستم کاربر در جریان است.

استریم چگونه کار میکند

درست مانند سایر داده هایی که از طریق اینترنت ارسال می شوند، داده های صوتی و تصویری به بسته های دیتا تقسیم می شوند. هر بسته حاوی یک قطعه کوچک از فایل است و پخش کننده های صوتی یا تصویری این دیتا را دریافت میکنند و آن هارا تفسیر میکنند. امروزه تمامی مرورگر ها و اکثر پخش کننده ها ا قابلیت استریم پشتیبانی میکنند.

استریم بر پایه پروتکل TCP است یا UDP

جواب به این سوال یک پاسخ ندارد و بستگی به شرایط دارد.برخی از راهکار های پخش و سرویس های ویدیو از UDP و برخی از TCP استفاده می کنند. در صورتی که ممکن است با این کلمات آشنا نباشید یک توضیح مختصر در این مورد در ادامه خواهیم داد.

UDP و TCP پروتکل های انتقال هستند، به این معنی که برای انتقال بسته های داده (Data Packet) در سراسر شبکه استفاده می شوند. هر دو با پروتکل اینترنت (IP) استفاده می شوند. TCP یک اتصال اختصاصی را قبل از انتقال داده باز می کند و اطمینان می دهد که تمام بسته های داده به ترتیب می رسند. برخلاف TCP، UDP هیچ یک از این کارها را انجام نمی دهد. در نتیجه، TCP قابل اعتمادتر است، اما انتقال داده ها از طریق UDP به اندازه TCP طول نمی کشد، اگرچه برخی از بسته ها در طول مسیر گم (Packet Lost) می شوند.

به این مثال توجه کنید تا متوجه تفاوت بین این دو پروتکل شوید.

اگر TCP را مانند یک سرویس تحویل بسته در نظر بگیریم که دریافت کننده را ملزم می کند تا رسید دریافتی را امضا کند، UDP مانند یک سرویس تحویل است که بسته ها را بدون این که به گیرنده اطلاع دهد فقط جلوی درب خانه گیرنده قرار میدهد. سرویس تحویل TCP بسته‌های کمتری را از دست می‌دهد، اما سرویس تحویل UDP سریع‌تر است، زیرا بسته‌ها ممکن است حذف شوند حتی اگر کسی در خانه نباشد که برای آنها امضا کند.

برای پخش و استریم ویدیو و پادکست، در برخی موارد سرعت بسیار مهمتر از قابلیت اطمینان است.

به عنوان مثال، اگر کسی در یک کنفرانس ویدیویی است، ترجیح می‌دهد با سایر شرکت‌کنندگان کنفرانس به‌طور هم‌زمان تعامل داشته باشد تا اینکه بنشیند و منتظر بماند تا هر بیت داده تحویل داده شود. بنابراین، چند بسته داده از دست رفته نگرانی بزرگی نیست در این صورت استفاده از پروتکل UDP مناسب تر است.

در موارد دیگر، قابلیت اطمینان برای استریم اهمیت بیشتری دارد. به عنوان مثال، هر دو پخش زنده HTTP (HLS) و MPEG-DASH پروتکل های استریم هستند که از TCP برای انتقال استفاده می کنند. بسیاری از سرویس های ویدیویی بر اساس پروتکل TCP کار میکنند.

در مقاله تفاوت TCP و UDP چیست ؟ به صورت کامل و دقیق درباره ایت پروتکل توضیح داده ایم.

بافر چیست و نقش آن در استریم ویدیو چیست

در فناوری استریم ویدیو پخش‌کننده ها, چند ثانیه جلوتر از ثانیه فعلی ویدیو و یا پادکست را بارگیری می‌کنند (توجه داشته باشید که این تنظیمات باید از قبل انجام شود) تا در صورت قطع کوتاهی اتصال، پخش ویدیو یا صدا ادامه یابد. این مورد عنوان بافر شناخته می شود. بافر تضمین می کند که ویدیوها می توانند روان و پیوسته پخش شوند. با این حال، از طریق اتصالات آهسته، یا اگر یک شبکه تأخیر (Latency) زیادی داشته باشد، یک ویدیو ممکن است زمان زیادی طول بکشد تا بافر شود.

دلیل کند بودن سرعت استریم (لگ زدن ویدیو)

احتمالا همه ما حد اقل یک بار هم که شده با این مشکل رو به رو شده ایم که ویدیو هایی که در حال دیدن هستیم و یا پادکست هایی که در حال شندن هستیم دچار کندی در پخش می شوند و یا ویدیو در یک لحظه مکث (ّFreez) میکند و مجدد شروع به پخش میکند. در این قسمت میخواهیم توضیح دهیم که دلیل این مورد چیست. در واقع این مشکل از دو سمت یعنی شبکه و کاربر ممکن است روی دهد که در ادامه به بررسی هر دو خواهیم پرداخت.

از طرف شبکه (Network Side)

تأخیر شبکه: عوامل مختلفی بر تأخیر تأثیر می‌گذارند، از جمله جایی که محتوایی که کاربران سعی در دسترسی به آن دارند، در کجا ذخیره می‌شود.

ازدحام شبکه: اگر داده های زیادی از طریق شبکه ارسال شود، می تواند عملکرد استریم را کاهش دهد.

از سمت کاربر (Client Side)

مشکلات وای فای: راه اندازی مجدد روتر LAN یا جابجایی به اترنت به جای WiFi می تواند به بهبود عملکرد پخش کمک کند.

عملکرد آهسته دستگاه‌های کلاینت: پخش ویدیوها به مقدار متوسطی نیاز به قدرت پردازشی دارند. اگر دستگاهی که ویدیو را پخش می کند، فرآیندهای زیادی را در حال اجرا داشته باشد یا به طور کلی کند باشد،میتواند در عملکرد پخش ویدیو تأثیر گذار باشد.

عدم پهنای باند کافی: برای پخش ویدئو، شبکه های خانگی به پهنای باند 4 مگابیت بر ثانیه نیاز دارند. برای ویدیوهای با کیفیت بالا، احتمالاً به موارد بیشتری نیاز دارند. در صورتی که سرعت اینترنت شما به مقدار کافی نباشد احتمالا در تماشا و استریم ویدیو ها با مشکل مواجه خواهید شد.

بر اساس گزارش ها و تجارب کسب شده گزینه آخر یعنی عدم پهنای باند کافی مرسوم ترین مشکل کاربران در استریم ویدیو است. البته این مورد در پلتفرم های متفاوت یکسان نیست.

شاید این مقاله برای شما مفید باشد: (در این مقاله در مورد این که چرا اصلا باید ویدیو بخش اصلی استراتژی تولید محتوای کسب و کار ما باشید)

راهکار افزایش سرعت استریم

از آنجایی که محتوای ویدیو در جای دیگری ذخیره می‌شود، مکان میزبانی ویدیو و نوع ذخیره سازی آن تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند، همانطور که در مورد هر نوع محتوایی که از طریق اینترنت قابل دسترسی است.

اگر کاربری در نیویورک بخواهد از یک سرور نتفلیکس در لوس گاتوس استریم کند، محتوای ویدیو باید از 3000 مایل عبور کند تا به کاربر برسد و ویدیو باید مدت زیادی را صرف بافر کند. به همین دلیل، نتفلیکس , یوتیوب , از شبکه های توزیع محتوای توزیع شده (CDN) استفاده می کنند، که محتوا را در مکان هایی در سراسر جهان که بسیار نزدیک به کاربران هستند ذخیره می کنند.

انواع حالت های استریم

بلادرنگ (Live) : در این روش ویدیو از یک دستگاه تصویربرداری (دوربین) ضبط شده و در زمان حال برای کاربر پخش می‌شود. به زبان ساده می تواندر این مورد به پخش زنده یا کنفرانس ویدیویی (جلسه آنلاین) اشاره دارد. نمونه هایی از این موارد عبارتند از YouTube Live و Zoom.

درخواستی (Pre-Encoded) : در این حالت استریم ویدیو از پیش رمزگذاری شده است و زمانی کاربر بر روی دکمه پخش ویدیو کلیک میکند فرایند استریم آغاز می شود. به عبارت ساده، سرویس هایی ، مانند Youtube , Spotify از این نوع هستند.

تفاوت اصلی این دو در این است که در حالت اول ویدیو و فایلی ذخیره نمی شود ولی در حلت دوم محتوای ویدیو و پادکست شما در سرور های مربوطه ذخیره می شوند و هر زمان که نیاز باشد در دسترس شما قرار خواهند گرفت.

راهکار هایی جهت بهبود کیفیت استریم

در بخش کند بودن استریم دلیل های اصلی را برای شما شرح دادیم ولی تمامی اینها قابل حل هستند و در ادامه راهکار هایی را برای این که بتوانید یک استریم بی نقص داشته باشید برای شما توضیح خواهیم داد.

Multiple Qualities

در این فرآیند شما می توانید خروجی های متفاوتی از ویدیو و یا پادکست خود بگیرید. به بیان دیگر، این بدان معناست که کپی های مختلفی با کیفیت متغیر ساخته می شود. این مورد به شما این امکان را فراهم می کند که طیف گسترده ای از شرایط پهنای باند و همچنین پخش در دستگاه های متعدد را در خود جای دهید. به عنوان مثال اگر ویدیو شما به صورت HD رکورد شده است میتوانید یه نسخه 480 نیز از ویدیو داشته باشید تا در صورت نیاز از آن استفاده کنید.

Adaptive Bitrate Streaming

در این فناوری پخش‌کننده اتصال اینترنت کاربر نهایی را شناسایی می‌کند و بهینه ترین کیفیت ویدیو را پخش می‌کند. این موردتوسط فناوری ABR تشخیص داده می شود. یک استریم HQ را فوراً ارسال می کند. و در نتیجه، بافر کمی وجود دارد و شما تماشای روان ویدیو را تجربه میکنید.

Content Delivery Network (CDN)

اگر می‌خواهید محتوا را برای مخاطبان زیادی در مکان‌های مختلف پخش کنید یا افرادی که از محل ذخیره محتوای ویدیویی دور هستند، CDN توصیه می‌شود. این سروری است که در نزدیکی کاربر قرار دارد و به کاهش فاصله بین کاربر و سرور اصلی کمک می کند.

Infrastructure

زیرساخت سرویس استریم ویدیو شما تاثیر بسیار زیادی در پخش روان و بهبود کیفیت استریم خواهد داشت از این رو باید قبل از پیاده سازی بسیاری از موارد را نیاز سنجی و پس از آن اقدام به راه اندازی و بهینه کردن زیرساخت خود کنید.از آنجا که عوامل زیادی در این مورد دخیل هستند توضیح تمامی این موارد از حوصله این مقاله خارج است.

نتیجه گیری

در این مقاله سعی کردیم که یک توضیح متفاوت از استریم به همراه پروتکل ها آن داشته باشیم همچنین تلاش بر این بود که با مثال هایی واضح بتوانیم مفهوم را انتقال دهیم. امروزه ویدیو ها و پادکست ها بخش جدا نشدنی از زندگی روزمره ما هستند از این اگر در حوزه دیجیتال و آنلاین در حال فعالیت هستید حتما توجه داشته باشید که داشتن سرویس ویدیو میتواند روح تازه ای به کسب و کار شما ببخشد.لازم به ذکر است که ما در نگاوید به عنوان سرویس دهنده فعال در این حوزه فراتر از این قابلیت هارا پوشش میدهیم.

در مقاله های بعدی در مورد چند موضوع جدید بحث خواهیم کرد از جمله پروتکل هایی که برای استریم ویدیو استفاده می شوند به همراه بررسی مزایا و معایب آنها و همچنین سرویس های ویدیو که به صورت جهانی در حال فعالیت هستند و میتوانند جایگزین یوتیوب برای کسب و کار شما باشند.

ممنون که تا انتهای این پست با ما همراه بودید! ما دوست داریم از مخاطب های خودمون بشنویم، بنابراین اگر سؤال یا تجربه ای برای به اشتراک گذاشتن دارید، در نظرات با ما در میان بگذارید!

میتوانید جهت مشاوره رایگان با ما در تماس باشید.