Streaming là gì?

Gần đây, các câu hỏi streaming là gì, thế nào là live streaming, treaming video như thế nào, hay thủ thuật streaming trên Youtube luôn được đặt ra với mọi người. Bài viết sau phần nào giải đáp các thắc mắc đó.

 

Streaming là gì?

đơn giản để bạn dễ hiểu -  Streaming là giống như bạn đang tải 1 video và đồng thời vừa xem video cùng lúc (có nghĩa bạn tải được đến đâu bạn xem được đến đó không phải đợi tải hết rồi mới xem được)

Streaming hoặc media streaming là một kỹ thuật để chuyển dữ liệu để nó có thể được xử lý như một dòng ổn định và liên tục. Công nghệ Streaming đang trở nên ngày càng quan trọng với sự phát triển của Internet bởi vì hầu hết người dùng không có quyền truy cập đủ nhanh để tải các tập tin đa phương tiện lớn một cách nhanh chóng. Với Streaming, trình duyệt hoặc plug-in của Client có thể bắt đầu hiển thị dữ liệu trước khi toàn bộ tập tin đã được truyền đi.

Thuật ngữ "Streaming" lần đầu tiên được sử dụng trong năm 1990 được mô tả là công cụ giúp cho video theo yêu cầu trên các mạng IP được thực hiện tốt hơn.

Live streaming, truyền trực tiếp qua Internet, bao gồm một camera ghi lại nội dung cần phát, bộ mã hóa để số hóa nội dung, một server streaming để truyền dữ liệu, và một mạng lưới phân phối nội dung để phân phối và cung cấp nội dung.

Các Client nhận được dữ liệu phải có khả năng tập hợp dữ liệu và gửi nó như một dòng ổn định cho các ứng dụng, sau đó là xử lý các dữ liệu và chuyển đổi nó thành âm thanh hoặc hình ảnh. Điều này có nghĩa rằng nếu các Streaming Client nhận được các dữ liệu nhanh hơn so với yêu cầu, nó cần phải lưu dữ liệu dư thừa trong một bộ đệm. Nếu luồng dữ liệu không đủ nhanh tải về, dữ liệu sẽ không được mịn màng khi hiển thị.

 

 

Quy trình Streaming Video

 

Lịch sử

Trong đầu những năm 1920, George O. Squier đã được cấp bằng sáng chế cho một hệ thống cho việc truyền tải và phân phối các tín hiệu qua đường dây điện, đó là cơ sở kỹ thuật cho những gì sau này trở thành Muzak, một công nghệ streaming âm nhạc liên tục cho các khách hàng thương mại mà không cần sử dụng đài thu thanh.

Đã có nhiều nỗ lực để hiển thị các tập tin media trên các máy tính từ những ngày đầu tiên khai của nền công nghiệp máy tính giữa thế kỷ 20. Tuy nhiên, có ít tiến bộ đã được thực hiện trong nhiều thập kỷ, chủ yếu do chi phí cao và khả năng hạn chế về phần cứng máy tính. Đến những năm 1990, máy tính cá nhân trở nên mạnh mẽ, đủ để hiển thị các tập tin media khác nhau. Và các vấn đề kỹ thuật chủ yếu liên quan đến Streaming là:

CPU và băng thông mainboard có đủ sức mạnh để hỗ trợ tốc độ các dữ liệu yêu cầu.

Tuy nhiên, các mạng máy tính vẫn hạn chế, cả về mạng lưới, đường truyền, băng thông, …Việc hiển thị các tập tin media được thực hiện bằng cách bằng cách tải về một tập tin kỹ thuật số từ một máy chủ từ xa và sau đó lưu nó vào một ổ đĩa cứng trên máy tính của người dùng cuối hoặc lưu trữ nó như là một tập tin kỹ thuật số và phát lại từ đĩa CD-ROM.

 

Flash - định dạng video được sử dụng rộng dãi trên Internet

 

Các công nghệ mới

Trong thời gian cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000, băng thông mạng network đã lớn hơn rất nhiều, đặc biệt là sự cải tiến ở đường truyền đầu cuối – kết nối từ các server tới người dùng truy cập. Hơn nữa, Internet sử dụng các giao thức và các định dạng tiêu chuẩn, chẳng hạn như TCP / IP, HTTP, và HTML.

"Severe Tire Damage" là ban nhạc đầu tiên đã thực hiện live trên Internet. Vào ngày 24 tháng 6 năm 1993, ban nhạc đã chơi một buổi biểu diễn tại Xerox PARC trong khi ở những nơi khác các nhà khoa học đã thảo luận về công nghệ mới (Mbone) phát sóng trên Internet bằng cách sử dụng Multicasting. Đây là bằng chứng về công nghệ của họ, ban nhạc đã được phát sóng trực tiếp và có thể được nhìn thấy trực tiếp tại Úc và các nơi khác thông qua Internet.

RealNetworks cũng đi tiên phong trong thị trường streaming media, khi phát sóng một trận bóng chày giữa New York Yankees và Seattle Mariners qua Internet vào năm 1995.

Cùng năm này, buổi hòa nhạc Concert đầu tiên của dàn nhạc giao hưởng trên Internet đã diễn ra tại nhà hát Paramount ở Seattle, Washington vào ngày 10 tháng 11 năm 1995. Buổi hòa nhạc là một sự hợp tác giữa nhạc giao hưởng Seattle và các nghệ sĩ khách mời khác nhau như Slash (Guns 'n Roses, Velvet Revolver), Matt Cameron (Soundgarden, Pearl Jam), và Barrett Martin (Screaming Trees).

Âm nhạc trực tuyến cũng lần đầu được streaming lên Internet, bản nhạc đầu tiên được streaming là "Big Wheel" bởi Karthik Swaminathan và tiếp theo là " When We Were Poor " với Marc Ribot và Christine Bard.

 

Phát triển kinh doanh

Microsoft đã phát triển một ứng dụng nghe nhạc được biết đến với cái tên ActiveMovie vào năm 1995, cho phép streaming media và bao gồm một định dạng độc quyền cho streaming, đó là tiền thân của các tính năng streaming sau này trong Windows Media Player 6.4 vào năm 1999.

Vào tháng 6 năm 1999, Apple cũng giới thiệu một định dạng streaming media trong ứng dụng QuickTime 4. Nó đã được sau này cũng được áp dụng rộng rãi trên các trang web cùng với RealPlayer và Windows Media streaming. Các định dạng cạnh tranh trên các trang web yêu cầu mỗi người sử dụng phải tải về các ứng dụng tương ứng và kết quả là nhiều người sử dụng phải có tất cả ba ứng dụng trên máy tính của họ để tương thích chung.

Khoảng năm 2002, sự quan tâm đến chỉ một định dạng streaming thống nhất, và áp dụng rộng rãi của Adobe Flash thúc đẩy sự phát triển của một định dạng streaming video thông qua Flash, đó là định dạng được sử dụng ứng dụng đọc Flash trên nhiều trang web video phổ biến lưu trữ hiện nay như YouTube. Nhu cầu người dùng tăng lên cho việc truyền hình trực tiếp đã khiến YouTube để thực hiện một dịch vụ mới “Live Streaming” cho người sử dụng. Hiện nay nhiều công ty cũng cung cấp dịch vụ Live Streaming này để đảm bảo đường truyền và tốc độ dựa đáp ứng truyền hình trực tiếp theo kết nối có sẵn của người sử dụng.

 

 

VLC - Phần mềm Streaming miễn phí được sử dụng phổ biến

Tính phổ biến của Streaming

Những tiến bộ trong mạng máy tính, kết hợp với sự mạnh mẽ của máy tính gia đình và hệ điều hành hiện đại, các thiết bị điện tử hiện đại, phương tiện truyền thông thực tế và giá cả phải chăng cho người tiêu dùng thông thường. Internet Radio, Internet TV xuất hiện để cung cấp cho người nghe một lựa chọn mới, xem phim nghe nhạc trên Internet mà không cần máy tính. Nhìn chung, nội dung media chiếm một khối lượng băng thông và lưu trữ lớn, do đó, phương tiện lưu trữ và chi phí truyền vẫn còn đáng kể. Để bù đắp điều này phần nào, các nội media thường được nén lại để đáp ứng cả hai yêu cầu lưu trữ và streaming.

Nhu cầu sử dụng các nội dung độ nét cao (HD) đã dẫn đầu ngành công nghiệp để phát triển một số công nghệ mới như WirelessHD hay ITU-T G.hn, được tối ưu hóa cho việc streaming nội dung HD đẫ giúp cho người sử dụng không phải lắp đặt lại đường truyền mạng mới.

Hiện nay, các tập tin media có thể được stream trực tiếp hoặc theo yêu cầu. Live streams thường được cung cấp bằng một phương tiện được gọi là "true streaming". True streaming sẽ gửi thông tin thẳng vào máy tính hoặc thiết bị mà không lưu các tập tin vào một đĩa cứng. Streaming yêu cầu được cung cấp bởi một phương tiện được gọi là streaming tuần tự hoặc tải về tuần tự. Streaming tuần tự lưu các tập tin vào ổ đĩa cứng và sau đó được phát từ ổ đĩa đó. Streaming theo yêu cầu thường được lưu vào ổ đĩa cứng và máy chủ trong một lượng thời gian dài, trong khi các Live stream chỉ lưu tại một thời điểm nhất định(ví dụ như trong các game bóng đá.)

 

 

Streaming với băng thông và lưu trữ

Băng thông rộng tốc độ từ 2,5 Mbit /s trở lên được khuyến khích cho việc streaming phim điện ảnh, ví dụ như AppleTV, GoogleTV hoặc SonyTV Blu-ray Disc Player, vào khoảng 10 Mbit/s cho các nội dung độ nét cao HD.

Kết nối Unicast đòi hỏi nhiều kết nối từ cùng streaming server, ngay cả khi truyền cùng một nội dung.

Kích thước lưu trữ Streaming media được tính bằng băng thông để Streaming và chiều dài của các tập tin Media, bằng cách sử dụng công thức sau đây (cho một người dùng duy nhất và tập tin):

      Kích thước lưu trữ (MB) = chiều dài (tính bằng giây) × tỷ lệ bit (bit / s) / (8 × 1024 × 1024)

 

Ví dụ thực tế:

Một giờ video được mã hóa ở 300 kbit /s (đây là băng thông video điển hình năm 2005 và nó thường được mã hóa 320 x 240 điểm ảnh) sẽ là:

(3.600 s × 300.000 bit / s) / (8 × 1024 × 1024) yêu cầu dung lượng lưu trữ khoảng 128 MB.

Nếu tập tin được lưu trữ trên một máy chủ cho việc streaming theo yêu cầu và được xem bởi 1.000 người cùng một lúc bằng cách sử dụng một giao thức Unicast, yêu cầu là:

300 kbit/s × 1000 = 300.000 kbit/s = 300 Mbit/s của băng thông.

Điều này tương đương với khoảng 135 GB cho mỗi giờ. Sử dụng giao thức Multicast server sẽ gửi ra chỉ một luồng đơn(thông thường) cho tất cả người dùng. Do đó, việc Stream như vậy sẽ chỉ sử dụng 300 kbit/s băng thông.

Việc tính toán để live streaming là tương tự.

Giả định: tốc độ mã hóa là 500 kbit/s.

Nếu chương trình kéo dài 3 giờ với 3.000 người xem, sau đó tính toán là:

      Số MBs chuyển = tốc độ mã hóa(bit/s) x số giây x số lượng người xem / (8 * 1024 * 1024)

      Số MBs chuyển = 500 x 1024 (bit/s) × 3 × 3600 (= 3 giờ) × 3.000 (nbr người xem) / (8 * 1024 * 1024) = 1.977.539 MB.

 

Âm thanh stream được nén bằng cách sử dụng định dạng âm thanh như MP3, Vorbis hoặc AAC.

Hình ảnh video stream được nén bằng cách sử dụng codec video như H.264 hoặc VP8.

Mã hóa âm thanh và video stream được nhúng trong một gói bitstream như FLV, WebM, ASF hoặc ISMA.

Bitstream được phân phối từ một streaming server tới một streaming client bằng cách sử dụng một giao thức truyền tải, ví dụ như là MMS hoặc RTP.

Các streaming client có thể tương tác với streaming server bằng cách sử dụng một giao thức kiểm soát, chẳng hạn như MMS hoặc RTSP.

 

Giải pháp Streaming của SenViet System sử dụng phần mềm VLC

 

Các vấn đề về Giao thức

Thiết kế một giao thức mạng để hỗ trợ streaming media đặt ra nhiều vấn đề, chẳng hạn như:

Giao thức Datagram, chẳng hạn như Giao thức User Datagram (UDP), gửi media stream như là một loạt các gói tin nhỏ. Điều này dường như là đơn giản và hiệu quả, tuy nhiên, không có cơ chế nào trong giao thức để đảm bảo việc giao tập tin media đi . Nếu dữ liệu bị mất, việc stream có thể khiến cho chất lượng bị sụt giảm.

Giao thức Real-time Streaming Protocol (RTSP), Real-time Transport Protocol (RTP) và Real-time Transport Control Protocol (RTCP) được thiết kế đặc biệt để stream media qua mạng. RTSP chạy trên một loạt các giao thức vận chuyển, là giao tức tiên tiến nhất.

Một cách tiếp cận khác để kết hợp ưu điểm của việc sử dụng một giao thức web tiêu chuẩn và khả năng sử dụng cho việc streaming nội dung trực tiếp là phải thích nghi với bitrate streaming. HTTP thích nghi bitrate streaming được dựa trên HTTP tải về tuần tự, nhưng trái với cách tiếp cận trước, ở đây các tập tin là rất nhỏ, để họ nó thể so sánh với các góơistreaming, giống như trường hợp sử dụng RTSP và RTP.

Một giao thức đáng tin cậy, chẳng hạn như Transmission Control Protocol (TCP), sẽ đảm bảo chuyển đúng mỗi bit trong media stream. Khi xảy ra hiện tượng mất dữ liệu trên mạng, các gói media stream, Trong khi giao thức xử lý, phát hiện những dữ liệu bị mất và truyền lại, thì Clients có thể giảm thiểu hiệu ứng này bằng cách sử dụng dữ liệu đệm để hiển thị. Trong khi việc trễ dữ liệu này là chấp nhận được trong đoạn video về các kịch bản yêu cầu, người sử dụng các ứng dụng tương tác như hội nghị truyền hình sẽ cảm nhận được nếu sự chậm trễ vượt quá 200ms.

Giao thức Unicast gửi một bản sao riêng media stream từ máy chủ đến mỗi người nhận. Unicast là tiêu chuẩn cho hầu hết các kết nối Internet, nhưng quy mô khong lớn khi mà nhiều người muốn xem cùng một chương trình truyền hình tại một thời điểm.

Multicasting cũng tương tự như vậy khi mà copy cùng một bản sao trên toàn bộ mạng cho một nhóm khách hàng.

Giao thức Multicast được phát triển để giảm tải máy chủ / network từ những luồng data trùng lặp xảy ra khi nhiều người nhận được nhiều luồng độc lập. Các giao thức này gửi một luồng duy nhất từ nguồn đến một nhóm người nhận. Tùy thuộc vào loại hình và cơ sở hạ tầng mạng, Multicast có thể hoặc không thể có thực thi. Thêm một sự bất lợi của multicasting đó là sự mất mát dữ liệu khi sử dụng tính năng Video theo yêu cầu. Tính streaming liên tục của luồng video – âm thanh của Radio/TV thường ngăn cản khả năng điều khiển việc phát lại của người nhận. Tuy nhiên, vấn đề này có thể được giảm nhẹ bởi các yếu tố chẳng hạn như bộ nhớ đệm của máy chủ, hộp set-top kỹ thuật số, và bộ đệm của thiết bị phát.

Multicast IP cung cấp một phương tiện để gửi một luồng media duy nhất cho một nhóm người nhận trên một mạng máy tính. Một giao thức multicast, thường là Internet Group Management Protocol, được sử dụng để quản lý việc cung cấp các dòng multicast cho các nhóm người nhận trên một mạng LAN. Một trong những thách thức trong việc triển khai IP multicast là các bộ định tuyến và tường lửa giữa mạng LAN phải cho phép thông qua để các gói tin đến nhóm multicast.

Giao thức Peer-to-peer (P2P) sắp xếp để mỗi máy tính đều là máy chủ, có thể streaming luồng dữ liệu. Hoạt động của giao thức chủ yếu dựa vào khả năng tính toán và băng thông của các máy tham gia chứ không tập trung vào một số nhỏ các máy chủ trung tâm như các mạng thông thường, tất cả các máy tham gia đều đóng vai trò đồng thời là máy khách và máy chủ đối với các máy khác trong mạng. Các máy tham gia đều đóng góp tài nguyên, bao gồm băng thông, lưu trữ, và khả năng tính toán.. Tuy nhiên, Một nhược điểm khác của hệ thống này là do không có định hướng, một yêu cầu tìm kiếm thường được chuyển cho một số lượng lớn máy trong mạng làm tiêu tốn một lượng lớn băng thông của mạng, nó làm tăng các vấn đề kỹ thuật, hiệu suất, chất lượng.

 

 

Youtube - Trang web video luôn có số lượng người truy cập kỷ lục

 

Các ứng dụng điển hình và khái niệm tiếp thị mới

Có nhiều ứng dụng hữu ích của việc streaming media, ví dụ điển hình như bài giảng video dài thực hiện "online" trên Internet. Một lợi thế là những bài giảng có thể là rất dài, mặc dù có thể luôn luôn bị gián đoạn hoặc lặp đi lặp lại tại các địa điểm bất kỳ.

Ngoài ra với các khái niệm tiếp thị mới. Ví dụ như Dàn nhạc Giao hưởng Berlin sẽ thực hiện live treaming toàn bộ các buổi hòa nhạc và bán trên Internet, thay vì cho ra đĩa CD hoặc các phương tiện truyền thông cố định tương tự. Những "buổi hòa nhạc trực tuyến" được lan truyền nhanh chóng ở rất nhiều địa điểm khác nhau trên toàn cầu. Đặc biệt với các ứng dụng mới live streaming của Youtube mở rộng cho người dùng làm cho khả năng marketing trực tuyến càng nhanh chóng và hiệu quả hơn bao giờ hết.