Крупные сайты и видеопорталы содержат множество файлов большого веса — изображения, видео и аудио. Это контент, который пользователю важно получать своевременно, без задержек и ошибок. Раньше для ускорения загрузки обходились сжатием, но сегодня проблему доступа к файлам высокого качества решают сети CDN. Они позволяют размещать содержимое сайтов на серверах ближе к конечному потребителю. Рассмотрим этот процесс подробнее в данной статье.
Кратко о CDN
CDN или Content Delivery Network — это географически распределенная структура из серверных сетей. Она позволяет оптимизировать доставку крупных данных (в основном это видео, аудио, изображения) пользователям сети интернет. Делается это за счет размещения контента на серверах, находящихся ближе к потребителям.
Глобальная сеть состоит из каналов передачи данных. Чтобы соединять их между собой и обеспечивать доступ к файлам на серверах, используется различное узловое оборудование: маршрутизаторы, хабы и т. п. Каждое такое устройство обрабатывает поток запросов, соответственно, чем дальше сервер находится от пользователя, тем медленнее и нестабильнее грузится видео.
Подключение к CDN позволяет владельцам контента автоматически распределять свои данные по хранилищам, до которых у основных групп потребителей путь будет короче. Причем не только в плане километража, но и с наименьшим числом шагов до цели.
Здесь вы видите, как работает доступ к данным с сервера без CDN. Прежде чем запрос достигнет конечной точки, он пройдет через целую сеть из устройств.
При использовании дистрибуции данных с помощью CDN-сетей каждый пользователь получает свой, более быстрый маршрут до цели. Проще говоря, зритель из Владивостока будет загружать видео с сервера, например, в Хабаровске, если оно изначально размещено в дата-центре Москвы, а сервис подключен к CDN.
При этом технология не только помогает конкретному пользователю, но и разгружает сети и каналы передачи данных, оптимизирует контент (видео, аудио, изображения) на сайтах, снижает нагрузку на серверы и узлы сети, увеличивает ее пропускную способность.
Услуги CDN предоставляются соответствующими провайдерами, сегодня в России их уже достаточно много. Чтобы подключить сайты к сети доставки контента, нужно заключить договор с провайдером, настроить доступ в панели управления сервисом и провести настройки своих доменов под работу в сети.
CDN для доставки видео и визуального контента
Исследование показало, что 40% зрителей прекращают просмотр видео из-за его частой подгрузки (буферизации). При этом большое количество вариантов того, где это видео можно посмотреть, влечет к оттоку пользователей с видеохостинга.
Речь не только о загруженных роликах, но и о стримах, вебинарах и других потоковых видео. При большой нагрузке на точку выдачи могут возникать следующие проблемы:
- «Падение» стримов от большого количества зрителей.
- Отставание видео по времени.
- Полный отказ в доступе к видео для отдаленных регионов.
Если представить, что сайт транслирует спортивные матчи, то негатив зрителей вполне может быть оправдан. Решить проблемы позволяет использование CDN.
Кроме уже отмеченных преимуществ быстрого доступа, CDN-сеть позволяет распределить нагрузку на потоковое вещание — вместо одного сервера выдачи используется целая сеть. Таким образом приходят на помощь облачные технологии.
Уже сегодня CDN позволяет:
- Делать трансляции видео более чем на миллион зрителей одновременно.
- Сокращать буферизацию и задержки до 3–5 с.
- Ускорять доставку контента в любую точку мира в разы.
- Повышать отказоустойчивость стримов и показов.
Крупные стриминговые сервисы сегодня в основном принадлежат иностранным компаниям. В современных условиях в России надежнее создать и поддерживать свой сервис, а для этого необходимо обеспечивать стабильный доступ к контенту. Здесь придут на помощь провайдеры CDN.
Как выбрать CDN для видео и стримов
Прежде чем оптимизировать показы видео через CDN, необходимо построить работу по вещанию с собственного сервера. А именно — определиться со способом доставки данных и протоколом трансляции.
Определите следующее:
- Какой именно видеоконтент вы используете? Ролик на хостинге, Live-стрим или VOD (видео по запросу, используется в цифровом ТВ для Smart-телевизоров).
- Максимальный объем аудитории, просматривающей видео.
- Платный или бесплатный ваш видеоконтент.
Чем критичнее вашим пользователям быстрый доступ к контенту (трансляции матчей/игр, интерактивные курсы, потоковое вещание и новости), тем стабильнее должна быть сеть, а «провисаний» в загрузке видео меньше и они короче.
«Золотым стандартом» на сегодня считается Low Latency Streaming — передача видео с задержкой не более четырех секунд. Постарайтесь, чтобы ваша CDN-сеть это обеспечивала.
Также надо убедиться, что система поддерживает ваш протокол передачи видео. Чаще всего для потокового вещания используются технологии HTTP Live Streaming (HLS) или MPEG-DASH. Если ваш ресурс работает на одном из этих протоколов, то и CDN нужно подбирать с соответствующей поддержкой.
Другие важные критерии для выбора CDN-сети для видео:
1. Число точек присутствия. Чем их больше, тем большая аудитория сможет ощутить преимущества вашего вещания. Особенно это касается стриминга, поскольку отдельные типы видеоконтента крайне чувствительны к задержкам (как и зритель, собственно).
2. Географическое распределение серверов. Изучите карту присутствия CDN-сети и сравните ее с локацией нужной вам аудитории. Они должны максимально совпадать.
3. Количество кэширующих серверов. Кэш позволяет обеспечить надежность передачи и сохранения данных, чем больше таких серверов в сети, тем равномернее распределяется трафик.
4. Число пиринг-партнеров сети. Это те сети, с которыми заключены соглашения по обмену и совместному хранению информации. Чем больше таких партнеров, тем быстрее и стабильнее доступ к видео.
5. Низкая задержка и технологии, ее обеспечивающие. Как уже было сказано, лучше всего добиваться задержки доступа к видео не более четырех секунд. Кроме основных протоколов передачи для обеспечения используются дополнительные, такие как:
- CTE (Chunked transfer encoding для LLS). От Chunk — «кусочек». Позволяет передавать пользователю только новые части загружаемого видео, сразу по мере их поступления.
- Chunked CMAF (Chunked Common Media Application Format для MPEG-DASH). Делит видео на небольшие сегменты длиной до 200 мс и связывает их в единое целое.
- Другие (собственные) средства балансировки. Часто провайдеры используют свои разработки для достижения связности и ускорения стриминга. Особенно если вопрос касается крупных медиахолдингов, таких как CloudMTS.
6. Наличие шилдинга. Это технология, которая позволяет добиться большей устойчивости CDN-сети к нагрузкам за счет использования промежуточных кэш-серверов. Они собирают на себя все запросы к источнику данных, чтобы оптимизировать их передачу и распределить оптимальным образом, снижая нагрузку на конечный сервер.
7. Настройка кэширования. Провайдер CDN может предоставлять доступ к отдельным настройкам кэша для стримов и потоковых трансляций видео, обеспечивающим большую устойчивость потока без ошибок и прерываний.
8. Безопасность данных. Если для вас важна защита видео от нелегального просмотра и копирования, то важно озаботиться дополнительными возможностями обеспечения безопасности. Кроме традиционных уже SSL-сертификатов могут использоваться разграничения доступа и другие инструменты:
- Доступ по странам позволяет ограничить контент географически.
- Доступ по доменам ограничивает размещение видео и изображений на других сайтах.
- Доступ по IP-адресам закрывает возможность просмотра из определенных сетей.
- Доступ по клиентским приложениям ограничивает использование контента в определенных системах, браузерах или на устройствах.
- Токены безопасности обеспечивают доступ только с использованием специального хеш-ключа, то есть контент будет доступен лишь выбранным вами пользователям.
- Разрешение доступа по HTTP-методам. Наиболее используемые — GET, HEAD, POST, PUT, PATCH, DELETE, OPTIONS. Можно ограничить некоторые из них.
9. Ограничение скорости загрузки видео. Приятная возможность для снижения нагрузки на всю CDN-сеть за счет лимитов на скорость выдачи видеопотока.
Подключение к CDN и анализ статистики
Чтобы сделать работу через CDN еще более удобной, стоит всегда держать руку на пульсе статистики ее работы. Запуская трансляции или используя сеть какое-то время, обязательно обращайтесь к средствам аналитики, чтобы оптимизировать взаимодействие или даже сменить провайдера в том случае, если результаты вас не устраивают.
Обычно статистика доступна в личном кабинете (панели управления) с доступом к CDN на сайте провайдера. До этого необходимо подключиться к сети:
- Проще всего связаться с менеджером, который изучит ваши требования по контенту и его распространению и предложит оптимальное решение или пакет.
- После оформления договора и получения доступа к панели управления настройте авторизацию CDN-серверов через http-заголовки или IP-адреса.
- Далее необходимо заменить домен ресурса на выданный провайдером через запись CNAME. Для коробочных CMS (систем управления сайтами) используются плагины для подключения.
- Настроить гео-балансировку выдачи контента, отключив ненужные вам регионы показа, чтобы оптимизировать выдачу в нужной географии.
- Можно создать отдельные CDN-ресурсы для размещения статичного контента (например, видео или изображений с файлового сервера), чтобы ускорить доступ к этим данным.
- Также стоит уделить время настройке протоколов безопасности, если вам необходим повышенный уровень защиты данных.
У всех провайдеров даны подробные инструкции по подключению, поэтому проблем в этом плане возникнуть не должно.
Гораздо более важным моментом является постоянное отслеживание статистики работы сети и распределения контента. На ее основе можно производить дополнительные настройки дистрибуции, чтобы еще активнее оптимизировать видео, аудиоконтент и изображения.
