第1回はCDNの仕組みとメリットについて触れました。
第2回はCDNを支える技術とCDNの適用例について解説しました。
第3回は動画配信技術であるストリーミングの種類とその特徴について触れました。
第4回となる本稿では、このストリーミングの中でもHTTPストリーミングについて詳しく紹介します。
HTTPストリーミングについて
従来のストリーミングは専用のプロトコルを利用した動画配信でしたが、現在は汎用性の高いHTTPプロトコルを利用したHTTPストリーミングが広く利用されています。
では、HTTPストリーミングが選ばれる理由を考えてみましょう。
HTTPストリーミングの特徴
HTTPストリーミングは、従来のストリーミングに比べて以下のような特徴があります。
– 汎用性の高いHTTPプロトコルを利用
従来のストリーミングは専用のプロトコルを利用し、通信ポートも専用のものでした。その性質からセキュリティの厳しい社内ネットワークなどではしばしば通信が遮断されることもありました。
HTTPはウェブサイトの閲覧、ファイルのダウンロードなどインターネットを利用するほぼ全ての端末で利用される汎用性の高いプロトコルです。そのため、HTTPストリーミングは通信遮断されることなく、より多くのネットワークに対して動画配信することが可能です。
– マルチビットレート配信(アダプティブストリーミング)
HTTPストリーミングはマルチビットレート配信に対応しています。端末の通信品質をもとにリアルタイムで最適なビットレートの映像データを送ります。今までのように高画質な映像のURL、画質を抑えた映像のURLのように分ける必要はなく、ひとつの動画配信URLで複数のビットレートの映像データを送ることができます。モバイル回線のように通信品質が変わる場合でも、その時の通信品質にあわせた画質の映像を送ることができるのです。
– マルチデバイス対応
インターネットに対応したテレビやスマートフォンの普及により、パソコン以外に対する動画配信の需要が増加しました。これらの機器はHTTPに対応しているため、その多くがHTTPストリーミングを利用することができます。
HTTPストリーミングの種類
HTTPストリーミングにはいくつかの種類があります。
ここではよく知られる4種類のHTTPストリーミングを紹介します。
– HLS(HTTP Live Streaming)
macOSやiPhoneで知られるAppleが開発したHTTPストリーミングです。同社のMac、iPhone(iPAD)に加えAndroid端末でも再生することができます。WindowsはEdgeブラウザを除き再生することはできませんが、FlashPlayerやJavaScriptを利用することで再生が可能です。そのため非常に高いシェアを持ち、HTTPストリーミングの代表格となっています。
– MPEG DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)
MPEG DASHは”DASH”という名前で知られる国際標準のHTTPストリーミングです。複数の企業で構成された組織で仕様の策定を行っており、その中には独自のHTTPストリーミングを開発しているAdobe SystemsやMicrosoftも含まれています。HTML5+Javascriptで再生できるため、FlashPlayerのようなプラグインが不要というメリットがあります。大手の動画共有サービスをはじめ、SNSや映像配信サービスに採用されており、今後もシェアを拡大するものと思われます。
– HDS(HTTP Dynamic Streaming)
Adobe Systemsが開発したHTTPストリーミングです。動画再生には同社が開発したWebプラグインであるFlashPlayer(またはAdobe AIR)を利用します。FlashPlayer はiOSやAndroidに提供されておらず、パソコンにおいても主要なWebブラウザで排除される流れとなっています。Webブラウザのプラグインが必要という点からHTTPストリーミングの特徴であるマルチデバイス対応では遅れをとっており、FlashPlayer自体も2020年末に開発および配布が終了される予定です。そのため、今後はプラグインが不要なHLSやMPEG DASHへの移行が進むものと思われます。
– Smooth Streaming
Microsoftが開発したHTTPストリーミングです。動画再生には同社が開発したWebプラグインであるSilverlightを利用します。Silverlightは事実上Internet Explorerしか利用できない状況にあり、同社の最新WebブラウザであるEdgeブラウザもサポート対象外です。PlayReadyと呼ばれる強力なコンテンツ保護機能との連携で期待されていましたが、HLSやMPEG DASHでも利用が可能なため、HDSと同じく他のHTTPストリーミングへ移行が進むものと思われます。
HTTPストリーミング対応状況
主要なOSとWebブラウザによるHTTPストリーミング対応状況は以下の通りです。
なお、LinuxにおけるChrome/Firefoxの対応状況ついては今のところWindowsと同じです。
（画像クリックで拡大）
※OSおよびWebブラウザは最新のアップデートを適用した状態を想定しています
※Silverlightの対応状況を踏まえSmooth Streamingは除いています
HTTPストリーミングの仕組み
前述の通りHTTPストリーミングは複数ありますが、いずれも基本的な仕組みは同じです。
以下はVODサービスでストリーミングサーバとCDNを利用した場合の動作です。
まずはストリーミングサーバへ動画ファイルをアップロードします。対応している動画ファイルはストリーミングサーバによって異なりますが、mp4(H.264/AAC)の動画ファイルは多くのストリーミングサーバに対応しています。
– マニフェストファイルのリクエスト
アップロードされた動画ファイルは単一の映像データですが、視聴端末からHTTPストリーミングのコンテンツがリクエストされると、ストリーミングサーバは動画ファイルをHTTPストリーミングのコンテンツに変換して視聴端末へ配信します。
HTTPストリーミングのコンテンツはリストファイルと細かく分割された映像データで構成されます。リストファイルはマニフェストファイルと呼ばれ、視聴端末はまずこのファイルを取得します。マニフェストファイルにはこの後に取得すべき映像データのリストの他、コンテンツ全体に関する情報や暗号化に関する情報などが記載されています。
– フラグメントファイルのリクエスト
視聴端末は取得したマニフェストファイルをもとに映像データを取得します。この映像データはフラグメントファイルと呼ばれ、アップロードした動画ファイルの映像が数秒ごとに細かく分割された映像データファイルです。視聴端末は、いま再生するフラグメントファイルだけでなく、バッファとしてその後に再生するフラグメントファイルをいくつか先行して取得します。この機能により、通信に一時的な問題が発生しても映像再生を継続することが可能です。どの程度先行して取得するかについてはプレイヤーの設定に依存します。
またマルチビットレート配信を行っていた場合は、視聴端末は通信品質にあわせて次に取得するフラグメントファイルを判断します。たとえばストリーミングサーバにビットレートが1Mbpsと500Kbpsの動画ファイルがアップロードされていた場合、通信品質が良い時は1Mbpsのフラグメントファイルを、通信品質が悪い時は500Kbpsのフラグメントファイルを視聴端末はリクエストします。
HTTPストリーミングの今後
Webブラウザによるプラグイン排除の流れからMPEG DASHのシェアが拡大し、HLSとMPEG DASHのどちらか、または両方を利用した運用が主流になると思われます。HLSはWindows環境で標準再生ができず、MPEG DASHはiPhoneやiPadなどのiOSデバイスで再生することができません。
しかし両者は歩み寄りをみせており、将来的にはどちらのHTTPストリーミングを選んでも、あらゆる端末で再生が可能となるかもしれません。それが実現した時、真の意味でマルチデバイス対応となり、動画配信は視聴者やコンテンツ制作者にとってより近い存在となるでしょう。
CDNetworksのHTTPストリーミング配信サービス
CDNetworksの動画配信CDN「メディア・アクセラレーション」は1つのコンテンツでHLS、MPEG DASH、HDSのHTTPストリーミングを配信することができます。
VODサービスであれば1つの動画ファイルをアップロードするだけでHLS、MPEG DASH、HDSのHTTPストリーミング配信が可能となります。同じようにライブストリーミングサービスも1つのライブ映像ソースをCDNetworksのストリーミングサーバへ送るだけで、それらの映像をHLS、MPEG DASH、HDSで配信することができます。
これらはCDNプラットフォームと連携して配信されるため、あらゆる視聴端末に対して、より快適な視聴環境を提供することができるようになります。
CDNetworksのCDNサービス
CDNetworksは日本国内はもとより、グローバルにCDNの配信プラットフォームを展開しており、お客様はそれらをいつでも手軽に利用して、世界中のユーザへ動画を高速かつ安定して配信することができます。
また、CDNetworksでは、動画コンテンツを管理するためのオンライン・ビデオ・プラットフォーム（OVP）「シンフォニー」も併せて提供しており、お客様の動画活用をワンストップでサポートしています。技術的なことに明るくない方も安心してCDNをご利用いただけるよう十分なヒアリングを行い、最適なサービスを提案いたします。
CDNetwokrsの動画配信サービスをご検討の際にはぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
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