Video trực tiếp và theo yêu cầu chiếm khoảng 66% lưu lượng Internet toàn cầu vào năm 2022. 10 ngày có lưu lượng Internet cao nhất năm 2024 trùng với các sự kiện livestream, ví dụ Giải bóng bầu dục nhà nghề Mỹ (NFL) hay trận boxing của Mike Tyson - Jake Paul. Netflix cho biết, trận đấu diễn ra tháng 11 năm ngoái này thu hút 108 triệu người xem, với 65 triệu lượt phát trực tiếp cùng lúc.
Ảnh: Canva
Phân mảnh video
Theo Chetan Jaiswal, phó giáo sư khoa học máy tính tại Đại học Quinnipiac, có hai thách thức lớn cần giải quyết liên quan đến nội dung video, kể cả phát trực tiếp hay ghi hình trước. Thứ nhất, video có dung lượng lớn, khiến việc truyền từ nguồn đến thiết bị như TV, máy tính, máy tính bảng và điện thoại tốn thời gian. Thứ hai, phát trực tiếp phải thích ứng với sự khác biệt về thiết bị và Internet của người xem, như màn hình độ phân giải thấp hay cao, tốc độ Internet chậm hay nhanh.
Để giải quyết, nhà cung cấp thực hiện hàng loạt thao tác. Bước đầu tiên là phân mảnh video thành nhiều phần nhỏ hơn, gọi là đoạn (chunk). Các đoạn này sau đó trải qua quá trình "mã hóa và nén", giúp tối ưu hóa video cho các độ phân giải và tốc độ bit khác nhau để phù hợp với nhiều loại thiết bị và điều kiện mạng.
Khi người xem bấm vào video, hệ thống tự động chọn chuỗi đoạn phù hợp với khả năng của thiết bị về độ phân giải màn hình và tốc độ Internet. Trình phát video trên máy sẽ lắp ráp và phát các đoạn theo trình tự để tạo ra trải nghiệm liền mạch.
Khi Internet chậm, hệ thống cung cấp các đoạn chất lượng thấp để đảm bảo phát mượt. Đây là lý do người xem thấy chất lượng video giảm khi tốc độ kết nối giảm. Nếu video dừng trong khi phát, nguyên nhân thường là trình phát đang chờ đệm thêm các đoạn từ nhà cung cấp.
Các đoạn video truyền đến người dùng ở mức chất lượng khác nhau tùy thiết bị và kết nối Internet. Ảnh: Chetan Jaiswal
Khoảng cách địa lý và sự tắc nghẽn
Việc cung cấp nội dung video trên quy mô lớn đặt ra thách thức khổng lồ. Các nền tảng như YouTube và Netflix có thư viện video đồ sộ, cũng như quản lý hàng loạt luồng phát trực tiếp khắp thế giới.
Phương pháp đơn giản là xây một trung tâm dữ liệu lớn và lưu mọi video, sau đó phát cho người xem qua Internet. Tuy nhiên, cách này không được ưa chuộng vì đi kèm với nhiều vấn đề. Đầu tiên là độ trễ địa lý - khoảng cách giữa người xem với trung tâm dữ liệu ảnh hưởng đến trải nghiệm. Ví dụ, nếu trung tâm dữ liệu đặt tại Arizona, người xem ở một bang khác của Mỹ sẽ gặp độ trễ tối thiểu, nhưng người ở Australia sẽ thấy độ trễ lớn hơn đáng kể do khoảng cách tăng và dữ liệu phải đi qua nhiều mạng liên kết.
Vấn đề khác là nghẽn mạng. Càng nhiều người kết nối với trung tâm dữ liệu, các mạng càng trở nên "đông đúc", gây nghẽn khiến video bị tạm dừng. Ngoài ra, khi một video được gửi đồng thời cho nhiều người, dữ liệu trùng lặp di chuyển qua cùng đường liên kết Internet sẽ gây lãng phí băng thông.
Việc dồn vào một trung tâm dữ liệu cũng tạo rủi ro lớn. Nếu trung tâm gặp sự cố, không ai có thể truy cập nội dung, dẫn đến gián đoạn dịch vụ hoàn toàn.
Mạng phân phối nội dung
Để vượt qua những thách thức này, đa số dựa vào mạng phân phối nội dung. Các mạng này cung cấp nội dung thông qua nhiều điểm hiện diện - cụm máy chủ lưu trữ bản sao nội dung nằm rải rác trên thế giới.
Các nhà cung cấp mạng phân phối nội dung, như Akamai, Amazon CloudFront và Fastly, thực hiện hai chiến lược chính để triển khai điểm hiện diện. Đầu tiên là "đi sâu" với hàng nghìn "nút" điểm hiện diện nhỏ đặt gần người dùng hơn, thường tại các mạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet. Điều này đảm bảo độ trễ tối thiểu vì đưa nội dung đến gần người dùng cuối nhất có thể.
Chiến lược thứ hai là "đưa về nhà", tức hàng trăm cụm điểm hiện diện lớn hơn tại những vị trí chiến lược. Dù cách xa người dùng hơn so với chiến lược "đi sâu", các cụm như vậy lại có dung lượng lớn hơn, cho phép xử lý hiệu quả lưu lượng cao hơn. Cả hai chiến lược đều nhằm tối ưu hóa phát trực tiếp video thông qua giảm độ trễ, giảm lãng phí băng thông và đảm bảo trải nghiệm xem liền mạch cho người dùng.
Sự phát triển thần tốc của Internet và sự bùng nổ video phát trực tiếp đã làm thay đổi cách cung cấp video cho người dùng trên toàn thế giới. Thách thức trong việc xử lý lượng dữ liệu video khổng lồ, giảm độ trễ địa lý, đáp ứng nhiều thiết bị và tốc độ Internet khác nhau đòi hỏi những giải pháp tinh vi.
Mạng phân phối nội dung xuất hiện như một giải pháp then chốt để cung cấp video hiệu quả. Cơ sở hạ tầng này hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về video chất lượng cao, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của các phương pháp sáng tạo nhằm đáp ứng kỳ vọng của một thế giới kết nối.
Thu Thảo (Theo Conversation)
