视频流、缓冲、DASH与CDN

视频流（Video Streaming）

视频是由一系列的图像，以一种恒定的速率（如每秒24张或30张图像）来展现的。一幅未压缩、数字编码的图像由像素阵列（array of pixels）组成，其中每个像素都是由一些比特编码来表示亮度和颜色。

视频的一个重要特征就是能够被压缩，因而可用比特率（bit rate）来权衡视频质量。视频有各种各样的压缩算法，对应不同的比特率。视频信息之所以存在大量可以被压缩的空间，是因为其中本身就存在大量的数据冗余。

如果分析一个视频里的每一帧，我们会看到有许多区域是相互关联的。因此在传输比特时，可以传输颜色值及其重复次数，而不是传输多个相同的颜色值。

另一种是时间冗余，对于连续的两帧，尝试花费较少的数据量进行编码，只传输两帧之间发生改变的地方，而不用全部传输。

DASH（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）

在HTTP流中，视频只是存储在HTTP服务器中的一个普通文件，每个文件都有一个特定的URL。但是因为如此，所有客户接收到的视频编码版本也相同，显然这并没有考虑用户的带宽问题。

DASH，即经HTTP的动态适应流，解决了这个问题。在DASH流中，将视频编码成几个不同的版本，每个版本都具有不同的比特率，每个版本都有属于自己的URL。DASH在初始时能够根据用户的带宽选择一个合适的版本，同时也允许用户自定义更换版本。

实际自适应流把内容划分为片段，客户端从描述可用版本与片段的清单中选择下一片段表示。播放缓冲存放已经到达、尚未播放的内容；下载太慢会耗尽缓冲并产生停顿。选择不能只看瞬时带宽，还要考虑缓冲和后续变化。

这是给定持续交付速率下的简化计算，忽略协议开销。视频比特率、网络吞吐量与缓冲可播放秒数是三个不同量。

CDN（Content Distribution Network）

服务器一定都是有物理位置的，因此离服务器越远的地方访问服务器就会越慢。况且很多中小型网站的服务器本身使用的带宽就小，一旦同时访问的人一多，访问网站依然会很慢。另一个问题就是服务器都会有一定几率遇到宕机的问题，服务器出了问题就导致无法打开网站。

内容分发网CDN的出现就可以解决这个问题。它与电商的仓库管理方式非常类似，电商刚开始的时候，买家购买一样物品后，商家都只能从仓库所在地发货，所以物流时间需要3～10天不等。后来电商和物流公司想了个招，在全国各个区域都建设仓储中心，先把货物放到这些仓储中心，这样买家不管在哪个地方，直接从最近的仓库发货，这样就能减少物流时间。

CDN管理分布在多个地理位置上的服务器，在它的服务器上存储视频（包括其它Web内容）的副本，并且将每个用户请求定向到一个能提供最好用户体验的CDN位置。

选择位置还要考虑内容可用性、负载、故障与实际网络路径，而不只是地图上最近的距离。CDN不保证任何情况下都不宕机，缓存副本也必须遵守内容更新与访问权限要求。