想打造出色的串流影音產品?掌握這幾項網路設置重點,優化 LIVE 影片播送!

疫情席捲全球、重創各大行業,就連媒體娛樂產業也不例外。疫情期間,媒體娛樂業者被迫迅速建構出臨時的解決方案,以維持節目順利播出、服務正常運行。而雲端運算與網路的普及,更讓媒體加速向虛擬化邁進。

影音時代新媒體挑戰
想了解更多?歡迎報名11/23的線上研討會!

但是,網際網路也面臨著前所未有的需求;在 2020 年第一季度,網際網路交換中心(IXPs)記錄,每個國家處理的總頻寬的淨增長高達 60%。Google 獨有的全球光纖網路和雲端運算方法為媒體供應鏈提供了更高的水準,讓業者突破過去的瓶頸。

除了網路和雲端運算的投資,Google 正積極與眾多媒體技術公司建立合作夥伴生態系,期待能讓媒體娛樂業者更簡單地使用 Google 的服務、打造更優異的使用者體驗。本文教您如何善用 Google Cloud 打造高品質的 LIVE 影片,做好網路設置。

免費線上資源:媒體暨娛樂產業雲端應用實務 ⇀

一、了解並校準你的網路和虛擬機器 (VM)

實況影片的放送分發需要高度一致的網路效能。在製作和分發影片流時,特別需要考慮以下因素

  • 延遲 (latency)(從 A 點到 B 點傳輸一個封包所需的時間)
  • 時基誤差 (jitter)(延遲隨時間的變化)
  • 封包遺失 (packet drops)(從 A 點到 B 點丟失的封包數量)

下面是如何了解並校準你的網路和虛擬機器的方法﹕

  • 網路基準﹕了解你當前網路的延遲、時基誤差和封包遺失的效能水平。
  • 校準﹕調整你的雲端傳輸端點,通過以下方式彌補那些有問題的狀況﹕
    • 用正確的糾錯和冗餘量來調整你的無損覆疊協議,以管理封包遺失,特別是在特別遠的距離上。選擇合適的媒體覆疊傳輸協議,如安全可靠傳輸(SRT)、Zixi或可靠的網際網路串流傳輸(RIST)/SMPTE 2022-7。
    • 延遲和時基誤差會因應距離和中間處理和傳輸步驟的數量而變化,因此,要測量這兩個參數並根據需求,去調整接收應用程式或虛擬機器的網路緩衝區。
  • 測試虛擬機器﹕優化虛擬機器大小和調整作業系統變化(在 Linux 環境下)都對影片傳輸效能有直接影響。這些包括:
    • 改變 Guest OS「接收」緩衝區的大小。
    • 如果你用於媒體傳輸的虛擬機器(負責入口/出口流量)在持續的 CPU 利用率超過 50% 的情況下運行,那麼就改用更高效能(CPU/RAM)的機器類型。考慮到任何網路中固有的工作量或網路時基誤差,導致不可避免地面臨臨時高峰的 CPU 利用率,最好保留額外的空間。

在傳輸協議中,全面且高級別的糾錯、緩衝和冗餘機制是沒有必要的,它會大大增加網路流量和 CPU 的開銷。Google Cloud 的網路允許你透過 2 種方式建立具有較低延遲和時基誤差的系統﹕

  • Google 的全球光纖網路,由專用骨幹網路直接連接不同的大陸和地區。因此,所有地區都在彼此的單個網路躍點內,不受無關的網路躍點或第三方跨境協議的約束。
  • Google 發佈 PerfKit Benchmarker,這能幫助您進一步了解,並提供您對架構中的延遲和時基誤差的可見性。

讀者也可以參考這邊部落格,它是有關於 Google Cloud 的一般網路的測量和儀器使用。

二、提取到 Google Cloud

你可以透過公開的網際網路或互連網路,將你的原始媒體串流 (media stream) 提取到 Google Cloud 上,你的業務需求,會決定了最合適的提取方法。在任何一種情況下,都建議使用像 SRT 這樣的無損協議。

1. 公開網際網路﹕

當使用網際網路時,你可能會使用 TCP 或 UDP 與無損協議相覆疊。一般來說,建議使用帶有無損覆疊的 UDP(如 SRT);另外,你也可以通過 VPN 將訊號從企業內部傳輸到 Google Cloud。如果使用像 SRT 這樣的安全傳輸協議,對 VPN 的需求就會減少,但使用其他沒有安全性的協議可能仍然需要 VPN。

Google Cloud VPN 不是一個 VM-based 的單點故障服務。相反地,它是一個區域性的擴展服務,每個 tunnel 提供高達 3gbps 的頻寬,也可以設定更多的 tunnel 以獲得更大的頻寬,而且該 VPN有 HA設定,可以提供 99.99% 的服務可用性。Google Cloud VPN 使用 Google Premium Network 層級,你還可以在 VPN tunnel 成為瓶頸之前先主動得到過度使用的通知,藉此防止資料封包的丟失,提高系統的彈性。

當不使用 VPN 時,我們建議使用 Google Premium Network 的層級進行公開網際網路提取,這樣來自你來源的流量,就會從距離該來源最近的 Pop 點 (PoP, point of presence),進到 Google 的網路。

2. 互連 (Interconnect)﹕

對於高吞吐量 (throughput) 的串流媒體,特別是基於 UDP/RTP 的提取方法,使用專線(專用互連或合作夥伴互連)是比較常見的。在選擇互連類型時,要考慮你的連線需求,如連線位置和所需容量。這兩種類型的互連都可以設定冗餘機制,以達到 99.99% 的 SLA。你可以瀏覽 Google 的對等互連網站資訊並閱讀更多關於 Google Cloud的 推薦的互連網路上的實作

三、分送 (Distribution)

現今的廣播公司或媒體公司有兩個主要的分發需求:一是向其他傳統 MVPD、合作夥伴和營運商發送線性頻道或串流媒體;二是將 VOD 或直播的串流,直接發送給終端消費者,透過應用程式和智能電視來觀看。我們將分別說明。

1. 分發給傳統的 MVPD、合作夥伴和營運商

Google 的全球網路與雲端,能為媒體業者的傳輸能力帶來飛躍性的成長。這當中就涉及 3 個關鍵領域:覆蓋範圍、可靠性和效能

  • 覆蓋範圍

Google 擁有全球覆蓋的單一網路,91 個全球直接互連點使得來自世界任何地區的訪,在經過適當的雲端內部處理和轉換後,可以傳輸到其他任何地區,向你的經銷夥伴提供所需要的媒體,使你能夠滿足業務上的需求。

  • 可靠性

Google 全球網路的設計是在各種故障或擁塞的情況下,透過巧妙地為你的資料尋找最佳的替代路徑,以最小的成本代價來進行自我修復。這些操作是自動處理的,Google 設計了一些機制來抵禦進階的攻擊,其中當然也包括 DDoS 威脅

Google 的基礎架構能抵擋在 2017 年 9 月的 2.5 Tbps DDoS攻 擊,這是迄今為止被記錄過的最高頻寬攻擊。藉由部署 Google Cloud Armor,您可以擴展到吸收大規模的 DDoS 攻擊,保護部署在 Google Cloud、其他雲端上或者公司內部的服務。(順帶一提,Cloud Armor 已被整合進 Cloud Load Balancing 服務中讓用戶使用更方便!)

  • 效能

Google 在其網路技術中的創新給你帶來了區域內和區域間極高的網路效能,這意味著你可以以高吞吐量、低延遲、減少資料包丟失、降低時基誤差的情形下,向合作夥伴傳輸媒體。

2. OTT 和 DTC(Direct-to-Customer)的分發

串流媒體的大規模發展,讓全球媒體市場逐漸朝向「直接提供內容給觀眾」,將 PB 等級的影音遞送到世界各地。終端用戶在各方面,包括其位置、網路連接、設備和網路服務提供商 (ISP) 都有著很大差異。

Google Cloud CDN 就是專門為向世界各個角落快速、高效、可靠地提供內容而所建立的。Cloud CDN 在全球 100多個地方暫存你的內容,並將其移交給 144 個網路邊緣位置(數字持續增加中),將你的內容放在你的用戶附近,通常都只需在透過用戶所在的 ISP 在一個網路跳轉以內就能提供內容,讓觀眾擁有最佳的體驗。

此外,借助 Cloud CDN,你可以透過 QUIC 的快速 SSL握手、BBR 先進的擁塞控制、全球 anycast IP 的 DNS 簡化管理,或者大規模 DDoS 吸收,來獲得超越其他同業十年的創新優勢。

Cloud CDN 可以為任何來源的內容提供服務,而 Google Cloud Storage (GCS) 則是具有多區域 bucket 等進階功能,使你能夠進一步利用 Google 的服務來滿足您的觀眾。

四、測量、監控與優化

PerfKit Benchmarker 是一個在 Google 建立的開源工具,讓您測量並了解橫跨多個雲端以及混合部署的效能。使用 PerfKit Benchmarker 可以獲得延遲、吞吐量和時基誤差等效能指標並對其進行基準測試,你可以在這裡找到這個工具的教學。

Google Cloud 還提供 Network Intelligence Center 網路監控工具,以便主動監控、做故障排除並優化您的混合網路部署。目前,Network Intelligence Center 有 4 種產品可供選擇﹕Connectivity TestsNetwork TopologyPerformance DashboardFirewall Insights。你可以從這裡了解更多關於如何使用這些產品,以解決你的首要網路問題。

總結

正確的網路設定對於在雲端實現高品質的影片放送是至關重要的。Google 的全球網路為客戶提供了一個能力很強的系統,通過對媒體的使用情境作適當調整,客戶可以在其廣播系統中實現高可靠性和優秀效能。

沒有哪個網路系統是靜態不變的,而 Google Cloud 網路提供了開箱即用的監測和洞察力工具,這能幫助你在一個不斷變化的環境中,不斷衡量和改善你的整體效能。如果想了解更多,歡迎聯繫 iKala Cloud,我們將有雲端專業技術顧問為您服務。

了解 iKala Cloud 媒體娛樂產業成功案例 ⇀

(本文翻譯改編自 Google Cloud。)