DASHのしくみ

タブレットを手に、お気に入りの椅子に腰を下ろして興奮しています。見たくてたまらなかった映画の予告編がついに公開され、待ちきれません。映画のWebサイトからクリップを開始し、...待機...バッファリング...ああ、あります。うーん。少しどろどろです。これはあなたが考えていたものではありません。誰かがオンラインビデオストリーミングとダウンロードをよりスムーズで効率的にする方法を見つけたら素晴らしいと思いませんか？

モバイルブロードバンドを備えたスマートフォンやタブレットは、毎日ますます一般的になっています。2012年2月に公開されたレポートによると、2010年から2011年の間に、これらのデバイスの背後にあるモバイルデータネットワークは133％増加し、平均的なスマートフォンのデータ使用量は1か月あたり55MBから150MBにほぼ3倍になりました。より強力なデバイスとより高速なネットワーク速度により、ストリーミングビデオは消費しやすくなり、トラフィックの半分以上を占めるようになりました[出典：Cisco ]。

このような成長は、特に障壁を克服するときにイノベーションを刺激します。モバイルデータサービスプロバイダーとの限られたデータプランをお持ちの場合は、制限を超えてペナルティを支払わないように、毎月消費するデータ量に注意する必要があります。無制限のプランがある場合でも、ダウンロードするデータを実際に使用するデータのみに制限して、携帯電話やタブレットが可能な限り効率的に動作するようにすることをお勧めします。

そこでDASHが登場します。DASHはDynamicAdaptiveStreamingoverHTTPの略です。この記事で説明するように、DASHはインターネット経由でビデオをストリーミングするための標準です。表示されていないコンテンツの帯域幅の浪費や、データ接続の利用可能なビットレートへの適応性の欠如など、他のストリーミング標準の問題を克服します。

DASHの背後にいる開発者には、クリストファーミュラー、ステファンレデラー、クリスチャンティマーラーが含まれ、これらはすべてオーストリアのクラーゲンフルト大学に所属しています。彼らの取り組みは、モバイルブロードバンドのグローバルスタンダードを作成するための第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）と呼ばれるより大きなプロジェクトの一部です。3人の研究者はブログ形式でDASH開発を記録し、世界中の業界の同僚にDASHを提示して宣伝しました[出典：ITEC-DASH、Timmerer、TimmererおよびMüller、 Ledereretal 。、3GPP ]。

新しいテクノロジーは、Moving Picture Experts Group（MPEG）の下で新しい標準をもたらしました。MPEGがおなじみのように聞こえるなら、それは当然のことです。MPEGは、MPEGビデオやMP3オーディオなど、世界で最も広く採用されているデジタルメディア標準の背後にある組織です。標準として、DASHはMPEG-DASHと呼ばれます。この記事の執筆時点で、MPEG-DASHは調査に合格し、ISO /IEC23009-1として知られている国際標準化機構で承認段階にあります。

DASHを詳しく見る前に、DASHを採用する前のビデオストリーミングテクノロジーの状態を見てみましょう。

コンテンツ

1. DASH前のビデオストリーミングの状態
2. DASHテクノロジー
3. DASHの採用
4. 著者のメモ

DASHがビデオストリーミングをどのように改善するかを理解するために、その前のテクノロジーを見てみましょう。

HTTPは、インターネット上のWebコンテンツに使用される主要なプロトコルです。HTTPもステートレスです。つまり、コンピューターまたはモバイルデバイスからデータを要求すると、必要なデータを取得するのに十分な時間だけインターネット上のWebサーバーに接続し、その接続を終了します。これは、Webブラウザーを使用してページを表示しているときに、インターネット接続が失われた場合に発生する可能性があります。Webページは、元のサーバーにアクティブに接続していなくても、ブラウザーにロードされたままになります。

この記事の執筆時点で、インターネットビデオストリーミングの最先端はReal-Time Streaming Protocol（RTSP）でした。HTTPとは異なり、RTSPはステートフルです。つまり、コンピュータまたはモバイルデバイスと、ビデオを送信しているWebサーバーとの間の永続的な接続に依存しているということです。つまり、接続が確立されると、サーバーは、すべてのビデオを送信するか、ビデオを停止するまでのいずれか早い方まで、データの一定のストリームをデバイスに送信します。

ステートフルであるため、RTSPはHTTPよりも効率が低くなります。これは、実際に必要な数よりも多くのデータをダウンロードできる可能性があるためです。たとえば、途中で視聴を停止した場合でも、デバイスがビデオ全体をダウンロードする場合があります。

RTSPがビットレートの違いを調整できれば、これは問題にはなりません。ビットレートは、デバイスが1秒間にダウンロードできるデータのビット数です。これは、現在のインターネット接続の速度とトラフィック量の影響を受けます。ビットレートが高い場合、RTSPは、実際にすべてのコンテンツを視聴しているかどうかに関係なく、同じ時間内により多くのビデオコンテンツをダウンロードするだけです。

特にモバイルネットワークでは、インターネットの速度が速くなっています。ダウンロード速度が速いほど、ビデオの視聴が増え、その結果、帯域幅の使用量が予想外の高さになりました。これは、ブロードバンドプロバイダーにお金とリソースを節約するよう圧力をかけます。その結果、プロバイダーは引き続き価格を引き上げ、ユーザーの帯域幅を抑制または制限します。

DASHは、ビデオストリーミングをより効率的にするため、RTSPの魅力的な代替手段です。次に、DASHがこれをどのように実現するかを見ていきます。

DASH標準は、ビデオストリーミングをより効率的にするため、RTSPの魅力的な代替手段です。DASHは、HTTPのステートレス性を利用してこれを行います。これは、DASH標準ソフトウェアが複数のHTTP接続間のギャップを埋めるのに十分なビデオデータを取得するだけでビデオをストリーミングできることを意味します。

DASH標準では、ビデオコンテンツはサーバー上に次の2つの部分で存在します。

MP3音楽ファイルを再生するには、MP3標準ファイルタイプを読み取るソフトウェアまたはデバイスが必要であることをすでにご存知でしょう。DASHについても同じことが言えます。DASH標準ビデオを再生するには、DASHクライアントが必要です。そのクライアントは、DASH標準に準拠したビデオを再生するようにプログラムされたソフトウェアの形式です。この標準がより広く採用されるようになると、人気のあるWebブラウザやモバイルアプリがソフトウェアにDASH互換性を追加するようになります。

DASHクライアントは、次の手順を使用してビデオコンテンツを取得し、再生します。

その構造により、DASHは単一のビデオソースをより適切に消費するためのフレームワークとして機能します。たとえば、DASHエンコーダーは、MP4ビデオファイルを、高速ネットワーク上のMicrosoftSilverlightクライアント用にエンコードされた2秒のセグメントに分割できます。次に、同じMP4ソースを使用して、低速のネットワーク上のゲームコンソール用に15秒のセグメントを作成できます。さらに帯域幅を最適化するために、MPDは、ソースファイルごとに選択する複数の場所を示すことができます。

2012年の初めの時点で、特に誰がDASHに参加しているかを考えると、DASHがどれだけ早く離陸するかについて多くの話題がありました。その話題は次のページでチェックします。

DASH標準以前は、HTTPストリーミングの一部のプラットフォームにはAppleのHTTPライブストリーミングとAdobeHTTPダイナミックストリーミングが含まれていました。これらはHTTPの効率を利用することに成功していますが、独自仕様でもあります。つまり、それぞれが異なるプロトコルで実行され、相互に互換性がありません。

インターネットビデオストリーミングの主要ブランドがDASH標準を採用している場合、独自のソフトウェアの必要性を排除しながら、効率の低いRTSP標準に取って代わる可能性があります。NetflixやMicrosoftなどの一部の企業は、すでにDASHに参加しています。これらは、新しい標準をサポートするストリーミングビデオサービスプロバイダーの組織であるMPEG-DASHPromotersGroupの一部です。このグループは、ビデオをエンコードし、MPEG-DASHに準拠するクライアントを作成することで、業界全体での標準の採用を加速したいと考えています。

NetflixのシニアエンジニアであるMarkWatsonは、ストレージ効率のためのDASHにも興奮しています。Netflixのようなストリーミングサービスプロバイダーは、コンテンツ配信ネットワーク（CDN）を使用してビデオを保存および配信します。さまざまなタイプのデバイスに対応するために、プロバイダーはさまざまなビデオ形式を提供する必要があります。つまり、CDNに同じコンテンツの複数のコピーがあります。2011年12月のStreamingMedia.comとのインタビューで、ワトソンはDASH標準の下で、「すべてを一方向にエンコードして一方向にカプセル化し、CDNサーバーに一度だけ保存できる」と述べました。これにより、ストリーミングパフォーマンスの向上に加えて、ストレージスペースのコスト削減につながります[出典：Dreier ]。

DASHにはライブストリーミング標準も含まれています。DASHエンコーダーは、クライアントのオンデマンドでビデオセグメントを作成するため、クライアントは、現在のビットレートに適したセグメントサイズで、そのライブストリームをより高速に消費できる場合があります。これは、ビデオ再生中のスキップが少なくなり、リアルタイムに近いライブストリームが得られることを意味します。まだ多くの話題はありませんが、これにより、スポーツイベントやライブTV番組のライブストリーミングの可用性が向上し、インターネット経由でライブTVを視聴する人が増える可能性があります。

DASHの将来は明るいように見えますが、プロバイダーがDASHをどれだけ早く採用し、ソフトウェア会社がDASH準拠のクライアントをどれだけ早く作成するかは時が経てばわかります。標準に注目しているので、DASHの詳細については、次のページに進んでください。

この記事の前は、ストリーミングビデオの標準についてほとんど知りませんでした。これで、RTSPの問題、特に帯域幅の浪費について理解できました。DASHは既存のビデオ形式を使用するためのフレームワークであるため、ビデオ制作自体を中断することはありません。これは、Flashのような独自のフォーマットをDASHの効率性を利用して提供できることも意味します。スマートフォンでYouTubeを使用するのが大好きな人として、DASH標準が提供できるエクスペリエンスの向上と帯域幅の削減を楽しみにしています。また、同じクライアントからのHTTPリクエストを制限するセキュリティメカニズムが、ビデオセグメントに対する繰り返しのリクエストの受信に適応できることを願っています。サービス拒否攻撃に抵抗しながら、ストリーミングサービスがそれをどのように処理するかを知りたいと思います。

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