Мультикаст в юникаст и обратно: управляем трафиком с разными методами передачи данных

Когда ваша задача — доставить видео из одной точки в другую, в первую очередь возникают вопросы цены, количества трафика и пропускной способности сети. Поэтому в IPTV, OTT и ТВ-сервисах, где видео доставляется сотням, тысячам и миллионам клиентов, досконально понимают особенности мультикаста, юникаста и бродкаста: правильная комбинация этих методов доставки данных помогает оптимизировать использование сети и значительно снизить расходы.

Представьте, что вы создаете отель в китайском стиле в Атланте и хотите транслировать только китайские телевизионные каналы в каждом номере. Вы уже нашли провайдера IPTV в Китае, который вам нравится. Он готов транслировать вам свой мультикастовый стрим. Однако мультикаст эффективен только в локальных сетях, и передать этот контент на большие расстояния будет сложно.

В этой статье мы рассмотрим, как работает каждый метод передачи данных, их его применяют на практике и как сочетают эти методы для повышения эффективности сети. А также обсудим, как Flussonic Media Server может помочь транскодировать потоки для оптимизации управления трафиком.

IP Мультикаст

Мультикаст — это метод передачи данных, при котором информация отправляется от одного источника к нескольким указанным получателям. Типичный пример его использования — телевизионные сервисы, где один и тот же контент доставляется множеству зрителей.

Наш китайский IPTV-провайдер отправляет 100 каналов на ТВ-приставки в локальной сети. Если бы каждое устройство принимало весь поток и получало все эти каналы одновременно, требуемая пропускная способность сети составила бы минимум 500 Мбит/с — это обычная скорость домашнего интернета. Но это не учитывает обычную нагрузку пользователей, такую как социальные сети, YouTube и рабочие коммуникации. Стоимость такого сервиса для пользователя серьезно выросла бы.

Чтобы снизить количества трафика, IPTV-провайдер использует протокол IGMP — самый простой способ маршрутизации мультикаста. IPTV-провайдер делит поток на отдельные мультикастовые группы с собственными IP-адресами: например, «Новостные каналы» или «Детские каналы». IGMP позволяет пользователям запрашивать и получать только одну группу каналов, а не весь контент. Когда пользователь выбирает на приставке новостной канал, он тем самым отправляет запрос на присоединение к мультикастовой группе «Новостные каналы». Роутер разрешает подключние, и пользователь становится участником этой группы, пока не перекючит канал на другой. Такой избирательный подход помогает снизить требования к пропускной способности и сократить количество трафика.

Одной из проблем мультикаста является то, что его потоки не совместимы с публичным интернетом. Для передачи мультикаста на большие расстояния, например, при отправке контента из Китая в США, нужно использовать или платную Content Delivery Network, или звать на помощь юникаст.

IP Юникаст

Юникаст — метод передачи данных от одного источника к одному получателю. Пользователь принимает уникальный поток данных. Этот метод используется в стриминговых сервисах вроде Netflix и YouTube, а также на других платформах.

Сервер в данном случае отправляет отдельные потоки данных каждому получателю. Это означает, что если есть 100 зрителей, сервер установит 100 независимых подключений, каждое из которых может транслировать одно и то же содержание. При этом пропускная способность сети должна выдерживать 100 потоков видео с нужным битрейтом, которые передаются по сети одновременно.

Одним из основных преимуществ юникаста является его способность передавать индивидуальный контент по запросу. Пользователи могут запускать, приостанавливать и возобновлять воспроизведение в удобное время, а сервер доставляет именно то, что запрашивает каждый пользователь.

Тем не менее, юникаст имеет свои сложности. Его главная проблема — масштабируемость. По мере увеличения числа пользователей серверу приходится обрабатывать растущее количество подключений, что нагружает сеть и приводит к проблемам с производительностью. Особенно это заметно в ситуациях, когда большое количество зрителей просматривает контент высокой четкости или 4K, который требует большей пропускной способности сети.

Для решения этих проблем существует несколько стратегий. Например, можно использовать сеть доставки контента (CDN) для кэширования и распространения его ближе к конечным пользователям, что снизит нагрузку на исходный сервер и увеличит скорость доставки. Кроме того, технологии адаптивного потокового вещания, такие как HLS (HTTP Live Streaming) и DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP), могут динамически регулировать качество видео в зависимости от условий сети, обеспечивая более плавное воспроизведение.

Юникаст используется в интерактивных приложениях, где есть обратная связь или идет взаимодействие в реальном времени. Например, в видеоконференциях или онлайн-играх юникаст обеспечивает прямое подключение для каждого участника.

В контексте нашего китайского отеля в Атланте преобразование IPTV-мультикастового потока из Китая в юникаст необходимо для его передачи через публичный интернет. Поскольку мультикаст не работает в интернете, юникаст становится решением для доставки контента на большие расстояния.

Теперь давайте рассмотрим, как преобразование мультикастного потока в юникаст вписывается в более широкую картину управления сетевым трафиком и эффективностью, особенно в таких сценариях, как крупные спортивные события или IPTV-поставщики с большой аудиторией.

Конвертировать мультикаст в юникаст

В нашем сценарии с китайским отелем преобразование мультикастового потока из Китая в юникаст позволит передавать контент через публичный интернет и не арендовать сеть доставки контента.

Для реализации плана нам нужен сервер в Китае, который будет принимать все каналы, поэтому он не должен использовать протокол IGMP. Flussonic Media Server может справиться с этим, преобразуя мультикаст в юникаст для передачи через интернет, а затем преобразовать его обратно в мультикаст для эффективного распределения нагрузки в сети отеля. Так каждая комната получит нужный контент без перегрузки сети.

Кстати, передача видео на большое расстояние — не единственный случаи, когда необходимо преобразовать мультикаст в юникаст. Например, крупные спортивные события, такие как чемпионат мира по футболу или Олимпийские игры, транслируются с места событий на глобальную аудиторию. Контент сперва распространяется с использованием мультикаста в локальной сети, чтобы минимизировать трафик в пресс-центре. Но для трансляции видео зрителям по всему миру, контент необходимо передавать через публичный интернет, который не поддерживает мультикаст.

Другой пример — IPTV-провайдер с большой аудиторией. Чтобы эффективно управлять сетевой нагрузкой, провайдеру понадобится спроектировать обширную разветвленную инфраструктуру, объединяющую как юникастовые, так и мультикастовые сервера. Такая настройка обеспечивает эффективное распределение контента и снижает риск перегрузки сети.

Бродкаст

Бродкаст предполагает отправку данных от одного источника ко всем устройствам в сети. Этот метод эффективен, когда один и тот же контент необходимо доставить на все устройства.

Бродкаст используют для доставки эфирных телевизионных сигналов ко всем зрителям в определенном районе. В рамках локальной IP-сети он эффективен для распространения прямых телевизионных трансляций или объявлений для всех подключенных устройств.

Передача одних и тех же данных всем устройствам может привести к перегрузке сети. Для эффективного управления бродкаст-трафиком можно использовать такие методы, как виртуальные локальные сети (VLAN) и ограничение широковещательных доменов. Они сегментируют сеть и снижают общую нагрузку.

Сравним юникаст, бродкаст и мультикаст

Интеграция с Flussonic Media Server

Flussonic Media Server предлагает комплексные решения для управления мультикастом, юникастом и бродкастом:

• Преобразование мультикаста в юникаст: преобразует мультикастовые потоки в юникаст для передачи через интернет, снижая затраты и более эффективно управляя пропускной способностью.

• Преобразование юникаста в мультикаст: перекодирует юникастовые потоки обратно в мультикаст для эффективного локального распределения, оптимизируя сетевые ресурсы.

• Управление бродкастом: эффективно управляет бродкаст-трафиком, идеален для доставки контента по локальным сетям.

Используя возможности Flussonic, медиапровайдеры могут оптимизировать управление трафиком, снизить затраты на пропускную способность и обеспечить высокое качество доставки контента. Каждый метод имеет свои уникальные преимущества и применения: от прямых ТВ-трансляций до контента по запросу. Для тех, кто стремится оптимизировать свои медиасервисы, Flussonic Media Server предлагает современные инструменты управления и преобразования потоков. Расскажите нам о ваших задачах: мы поможем вашему проекту достичь оптимальной производительности и экономической эффективности.