جدول المحتويات[يخفي][يعرض]
هناك احتمال كبير أنك قمت ببث شيء ما إذا كنت تقضي أي وقت على الإنترنت.
يعد البث أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا لتطبيقات الإنترنت الأكثر شهرة ، سواء كان ذلك من خلال YouTube أو Spotify أو Netflix أو مئات التطبيقات الأخرى.
ومع ذلك ، بالنظر إلى مدى شيوع البث المباشر ، من السهل اعتباره أمرًا مفروغًا منه. على سبيل المثال: ما هو البث بالضبط؟
يُشار إلى أي مادة وسائط ، سواء كانت مباشرة أو مسجلة ، يتم إرسالها عبر الإنترنت إلى أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة وتشغيلها في الوقت الفعلي على أنها دفق.
تشمل الأنواع الشائعة من مواد البث البث الصوتي والبث عبر الإنترنت والصور المتحركة والبرامج التلفزيونية ومقاطع الفيديو الموسيقية.
يتم تخطيط عناصر الوسائط مثل الموسيقى والفيديو وأنواع أخرى ونقلها في حزم بيانات متتالية حتى يمكن دفقها على الفور.
كل ما تحتاجه هو جهاز مناسب ، والوصول إلى خدمة أو تطبيق دفق ، واتصال إنترنت عالي السرعة يمكن الاعتماد عليه وسريع.
ملاحظة: سنستخدم خدمة دفق الفيديو كمثال لدينا.
ستلقي هذه المشاركة نظرة عميقة على تصميم نظام خدمة البث والعوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها أثناء تطوير تطبيقات دفق الفيديو.
متطلبات النظام
من أشهر خدمات بث الفيديو في العالم يوتيوب ونتفليكس. لتحسين تجربة المستخدم ، تتضمن بنيتهم عددًا من العناصر.
تتضمن هذه الخدمة الأفلام الشائعة والفواتير وأنظمة التوصية القائمة على الذكاء الاصطناعي ومشاهدة الوظائف اللاحقة ، لكننا سنركز على العناصر الأساسية.
الصفات الأساسية
لقد قمنا بتضمين القدرات التالية في مفهومنا لـ الفيديو الخدمات:
- يمكن لمنشئي المحتوى نشر مقاطع الفيديو.
- يمكن للمشاهدين استخدام العديد من الأجهزة لمشاهدة مقاطع الفيديو (الجوال والتلفزيون وما إلى ذلك).
- على مقاطع الفيديو ، يمكن للمستخدمين التعليق أو الإعجاب أو عدم الإعجاب.
- يمكن استخدام عناوين مقاطع الفيديو للبحث عنها.
- لعرض هذه الإحصائيات للمستخدمين ، يمكن للنظام تخزين المشاهدات والإعجابات وعدم الإعجاب.
أهداف النظام
- يجب ألا يكون هناك أي تخزين مؤقت حتى يتمكن المشاهدون من مشاهدة مقاطع الفيديو في الوقت الفعلي.
- يجب أن يكون تخزين الفيديو موثوقًا به. يجب ألا تفقد مقاطع الفيديو التي قمت بتحميلها.
- مع زيادة عدد المستخدمين ، يجب أن يكون النظام قابلاً للتطوير.
- يجب أن يكون وقت الاستجابة المنخفض والتوافر العالي من ميزات النظام. في هذه الحالة ، لا يعد التناسق مهمًا لأنه لا بأس من أن ينتظر المستخدم بعض الوقت قبل مشاهدة فيلم تم إرساله حديثًا.
لا يمكن لخادم واحد التعامل مع حجم البيانات لأن النظام يجب أن يدير حركة مرور قوية على أساس منتظم. سيتم استخدام مجموعة من الخوادم لخدمة النظام.
يجب ألا يكون هناك أي تأثيرات ملحوظة على السرعة للعملاء حتى في حالة تعطل أحد الخوادم.
هندسة معمارية عالية المستوى
يمكن لبرنامج دفق الفيديو قبول واحد من ثلاثة أنواع مختلفة من الطلبات:
- تحميل (كتابة)
- بحث (قراءة)
- عرض (قراءة)
نظرًا لأن استعلامات القراءة (البحث والعرض) غالبًا ما تكون أكثر تكرارًا بعدة مرات من طلبات الكتابة (التحميل) ، يتم التعامل مع كل منها بواسطة مجموعة منفصلة من الخوادم.
نظرًا لأن البرنامج كثيف القراءة ، ستحتاج إلى إعداد المزيد من الخوادم للتعامل مع طلبات القراءة أكثر من التحميلات.
يتم توجيه كل طلب يقدمه العميل إلى الخدمة المصغرة المناسبة بواسطة موازن التحميل عندما يتم استلامها.
خدمة الرفع
خدمة التحميل ، التي تعالج الفيديو وتحمّله على خوادم Open Connect وتجعله في متناول جميع المستخدمين ، تلبي طلب التحميل.
خدمة البحث
يرسل موازن التحميل طلب البحث إلى خدمة البحث المصغرة ، والتي ترسله بعد ذلك إلى بحث Netflix Elastic. يتلقى العميل إجابة البحث المرن.
تستخدم Netflix البحث المرن ، وهو محرك بحث مفتوح المصدر للنصوص الكاملة وقابل للتطوير بشكل لا يصدق ، للبحث في ملايين مقاطع الفيديو.
تستخدم Netflix البحث المرن لتحليل عمليات خدمة العملاء.
مشاهدة الخدمة
لن يتم إرسال غالبية طلبات العرض إلى موازن التحميل أو خوادم Netflix. بدلاً من ذلك ، سيتصل المستخدمون بمزودي خدمة الإنترنت المحليين ويتم إطعامهم مباشرة من أقرب خادم Open Connect.
ومع ذلك ، إذا تعذر الوصول إلى الفيديو المطلوب ، فسيتم إرساله إلى موازن التحميل والخدمة المصغرة للعرض.
يتم بعد ذلك البحث عن الفيديو في قاعدة بيانات البيانات الوصفية ، ويتم استرجاعه من المسار المحدد في البيانات الوصفية ، ثم يتم نقله إلى العميل.
بالطبع ، تتضمن هذه التقنية زمن الانتقال ، وهذا هو السبب في أنه يتم تقديم جميع طلبات العرض عمليًا عبر Open Connect.
تحميل أشرطة الفيديو
الغرض الرئيسي لموقع YouTube هو تحميل فيلم أو مقطع فيديو. يجب أن تتغلب خدمة دفق الفيديو على عدد من العقبات قبل إتاحة الوصول إلى مقطع فيديو للمستهلكين.
حفظ في القطع
سيتم تقسيم كل مقطع فيديو مقدم إلى العديد من الملفات الأصغر بدلاً من الاحتفاظ بها كملف واحد ضخم.
هذا ضروري لأن منتجي المحتوى قادرون على تقديم مقاطع فيديو ضخمة. قد تستغرق معالجة ملف كبير أو دفقه بعض الوقت.
لن يضطر المشاهد إلى تنزيل الفيديو كاملاً من أجل تشغيله إذا تم حفظه وإتاحته على شكل أجزاء.
من أجل ضمان وجود زمن انتقال ضئيل بين الأجزاء وأن المستخدم يتمتع بتجربة مشاهدة سلسة ، سيطلب العميل أولاً الجزء الأول من الخادم ثم يطلب القطعة التالية أثناء تشغيل هذا الجزء.
قائمة انتظار المعالجة
يحتوي كل مقطع فيديو على العديد من الأجزاء ، وستستخدم Netflix العديد من العاملين المتزامنين لتحليلها ، وبالتالي يلزم وجود قائمة انتظار للمعالجة. من خلال إضافتها إلى قائمة الانتظار ، يتم تسهيل ذلك.
سيتم جمع الوظائف من قبل العمال (أو برامج التشفير ، والتي سنغطيها بعد ذلك) ، وترميزها في تنسيقات مختلفة ، ثم تخزينها في تخزين الملفات الموزعة.
ترميز الفيديو
من الضروري تحويل مقاطع الفيديو وحفظها بتنسيقات متعددة حتى يتمكن المشاهدون من الوصول إليها باستخدام التكنولوجيا واتصال الإنترنت الذي يناسبهم بشكل أفضل.
يمكن للمشاهدين مشاهدة الفيديو على كمبيوتر محمول أو هاتف أو تلفزيون أو أي أدوات أخرى. تختلف التنسيقات المثلى للأجهزة المختلفة عن بعضها البعض.
على نفس المنوال ، يمكن لمشاهدين مختلفين الاستفادة من عرض نطاق ترددي مختلف للوصول إلى الإنترنت.
يمكن أن يكون بعض المشاهدين قادرين على بث أفلام عالية الدقة بسهولة اعتمادًا على سرعة اتصالهم بالإنترنت أو عرض النطاق الترددي ، في حين أن أولئك الذين لديهم نطاق ترددي أقل سيكونون قادرين على بث مقاطع فيديو منخفضة الجودة بسهولة أكبر.
افتح Connect
عندما تستخدم المستعرض الخاص بك لطلب Netflix.com ، يُطلب من ISP (موفر خدمة الإنترنت) حقًا إنشاء اتصال بين جهاز الكمبيوتر الخاص بك وخادم Netflix.
يتصل موفر خدمة الإنترنت بعنوان Netflix IP نيابة عنك ويعيد النتيجة إليك. سيواجه الجمهور في دولة نائية مثل طوكيو تأخيرات كبيرة في إرسال واستقبال الإشارات بسبب تركيز هذه الخوادم في الولايات المتحدة.
مع مقاطع الفيديو ، تعتبر التأخيرات مصدر قلق أكبر نظرًا لأنه يجب إرسال الكثير من البيانات إلى المشاهد ، وإذا كان الأمر كذلك ، فسيتم تأخير البث وستعاني تجربة المستخدم.
تستخدم Netflix تقنية ذكية لإصلاح المشكلة. يُعرف باسم Open Connect (OC). Open Connect هو CDN الذي تستخدمه Netflix (شبكة توصيل المحتوى).
من أجل تخزين المعلومات عبر الإنترنت مؤقتًا وتقديمها بسرعة للمستهلكين عن طريق تقليل المسافة المادية بين المستخدم والمواد ، فإن CDN عبارة عن شبكة من الخوادم المنتشرة ومراكز البيانات المرتبطة بها.
تحميل موازنة
A تطبيق واحد الخادم غير قادر على التعامل مع حجم الطلبات (بما في ذلك طلبات التحميل والبحث والعرض) التي تصل كل ثانية.
يجب أن يكون هناك موازن تحميل في مكانه لتوزيع عبء العمل بشكل فعال عبر الخوادم العديدة حيث يوجد العديد من الخوادم المعنية.
يستخدم Netflix تجزئة ثابتة لتوزيع الأحمال بين الخوادم لأنه يمكنه التعامل مع حالات فشل الخادم واستيعاب تثبيت خوادم إضافية بسهولة.
نظرًا لاختلاف شعبية كل مقطع فيديو ، فقد تواجه الخوادم الفعلية التي تستضيف هذه الأفلام حملاً غير متساوٍ. باستخدام عمليات إعادة توجيه HTTP الديناميكية ، والتي تسمح لخادم مشغول بتحويل طلب جديد إلى خادم مفتوح ، يمكننا إصلاح هذه المشكلة.
اعتبارات عند تطوير تطبيق دفق الفيديو
ابحث عن مكانك وطوره
مع توفر العديد من أنواع المواد المختلفة ، من الترفيه إلى التعليم إلى اللياقة البدنية ، من الأهمية بمكان بناء أداة تمييز ذات تخصص متخصص. يمكنك إنشاء منصة للأفلام الوثائقية أو الأفلام المستقلة.
تسييل التطبيق
يمكن أن يؤدي تعطيل أنماط التسييل التقليدية إلى الابتكار والنمو. يجب أن تكون الخطط دائمًا مصممة للجمهور المستهدف.
نظرًا لأن شاغلي الوظائف احتكروا السوق بالفعل ، يمكنك محاولة تحقيق الدخل من العضويات المجانية من خلال الإعلانات أو وضع المنتجات.
إلى جانب ذلك ، إذا كنت ترغب في إنشاء منصة خدمة بث عالمية ، فيجب عليك مراعاة احتياجات العملات المتعددة.
تجربة أفضل
يجب تحسين أداء البرنامج لظروف متطرفة مثل الإنترنت البطيء أو المستخدمين ذوي الوصول المقيد.
مقاطع الفيديو المتدفقة
لا تقوم Netflix ببث المحتوى فحسب ، بل تستخدم أيضًا تقنيات هندسة المستخدم والاقتراحات المخصصة لإبقاء المستخدمين على اتصال بالخدمة.
خطط لإنشاء خدمة دفق مماثلة لخدمة Netflix مع التركيز على تحليلات البيانات وتخصيص المستخدم.
إدارة أدوار التطبيق المتعددة
في تطبيق Netflix ، تعد طريقة عرض المستخدم واحدة من عدة أدوار للمستخدم. التخطيط مطلوب لمجموعة متنوعة من المستخدمين ووصولهم ، بما في ذلك المسؤول ومالك الفيديو والشركاء والمشرفون وما إلى ذلك.
وفي الختام
في الختام ، هذه هي الطريقة التي تتبعها خدمات بث الفيديو مثل Netflix و YouTube ومقاطع الفيديو الأخرى على متن الطائرة وتعرضها لملايين المستهلكين.
على الرغم من أن كل تطبيق من هذه التطبيقات قد يحتوي على بعض الميزات الإضافية التي تميزها عن بعضها البعض ، إلا أن الوظيفة الأساسية تعتمد على نفس الخوارزميات.
لقد بذلت قصارى جهدي لإعطائك لمحة عامة عن بنية نظام خدمة البث ، ولكن هناك الكثير مما يحدث في الخلفية.
آمل حقًا أن تجد هذه المعرفة ذات قيمة وأن تستفيد منها.
اترك تعليق