4 Gründe, warum P2P CDN dieses Jahr so gefragt ist wie nie

StriveCast Blog

4 Gründe, warum P2P CDN im Jahr 2020 stark wachsen wird

Mit OTT als dem am aktivsten wachsenden Broadcasting-Vertriebskanal und täglich neu auftauchenden Diensten werden Videostreaming und Fernsehen einen unglaublichen und disruptiven Wandel erleben. Unternehmen müssen sich an das Verhalten und die Erwartungen ihrer Zielgruppe anpassen. Diese Adaption beinhaltet nicht nur Full HD- oder sogar Ultra HD-Inhalte auf Abruf, die von jedem Gerät aus zugänglich sind, sondern auch ein TV-ähnliches Erlebnis für lineare Inhalte. Vor allem für Gaming und Sport wird in den nächsten Jahren die größte Verbrauchernachfrage mit erheblichen Wachstumsraten vorhergesagt.

Um dem enormen Nachfragewachstum gerecht zu werden, müssen OVPs über neue Strategien nachdenken, wie sie ihre Infrastruktur skalieren und ihren Abonnenten die bestmögliche Erlebnisqualität bieten können. Schon ein geringer Nachteil im Streaming-Erlebnis der Nutzer kann zu massiven Umsatz- & Nutzer Verlusten durch unzufriedene Kunden führen, die dann zu einem anderen (leistungsfähigeren) Content-Anbieter wechseln.

Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, ist der Einsatz eines P2P CDN (Peer-to-Peer Content Delivery Network) zur Skalierung, Kostensenkung und Qualitätsverbesserung. Klassische CDNs können in der Regel nur die eigene Infrastruktur verbessern und sich darauf verlassen, dass die ISPs ihr Netzwerk auch stark genug ausbauen. Dies ist jedoch eine sehr gewagte Annahme. Zwar können Sie mehrere CDNs nutzen, um so viel Macht wie möglich innerhalb des Netzwerks zu gewinnen, aber die Auslieferung auf der letzten Meile wird immer eine Frage der Kapazität und der verfügbaren Bandbreite des ISPs sein. Peer-To-Peer CDNs können dabei helfen, die potenziellen Auswirkungen dieses unkontrollierbaren Engpasses aus der Gleichung der linearen Infrastruktur eines Content-Anbieters zu reduzieren.

In diesem Artikel stellen wir 4 Gründe vor, warum Peer-To-Peer CDNs in Zukunft eine viel größere Bedeutung haben werden als in den letzten Jahren. Die von uns vorgebrachten Argumente spiegeln sowohl unsere Erfahrungen mit Kunden und Partnern als auch aktuelle Trends und Bewegungen innerhalb der Broadcasting-Branche wider. Daher wissen wir, wieso P2P-Live-Streaming einen massiven Einfluss darauf haben wird, wie Broadcaster in Zukunft Live-Video-Content an ein breites Publikum liefern werden.

Aber lassen Sie uns zunächst einen kurzen Blick darauf werfen, wie ein P2P CDN eigentlich funktioniert.

Wie funktionieren P2P CDNs?

Der Hauptzweck eines CDN besteht darin, Content schneller zu liefern und die Latenz zu reduzieren. Ein traditionelles HTTP-basiertes Content Delivery Network besteht daher aus einer Vielzahl von Servern, die geografisch so verteilt sind, dass sie zwischen dem Empfangsserver und dem Server, der die Inhalte sendet, positioniert sind. Wenn ein User einen Inhalt anfordert, werden diese Daten in kleinere Pakete aufgeteilt und durch alle eingebundenen Server geschickt. Das Gleiche gilt für den nächsten Benutzer, der den gleichen Content anfordert – und so weiter und so fort.

Ein P2P CDN hingegen benötigt überhaupt keine HTTP-Server. Stattdessen nutzen sie die Benutzer für die Verteilung der Daten. Peer-to-Peer CDNs funktionieren, indem sie die User über WebRTC verbinden, ohne dass ein Plugin auf dem Gerät des Users installiert werden muss.

Wenn ein User Inhalte anfordert, prüft das System zunächst, ob es verfügbare Peers gibt, die den Content ausliefern können, anstatt ihn direkt vom Ursprungsserver zu senden. Ist dies der Fall, wird der Inhalt von dieser Quelle (d. h. dem User) geliefert, ohne eine Verbindung zum Ursprungsserver herzustellen. Zur Minimierung der Latenzzeit werden die Peers in “Meshs” gruppiert, basierend auf dem Content, den die Benutzer konsumieren.

Grund 1: Multi-CDN wird mehr und mehr angenommen

Vor einigen Jahren waren Multi-CDN-Lösungen noch nicht massentauglich, das hat sich aber in den letzten Jahren geändert. Moderne CDN-Switcher können für jeden Zuschauer aus einer Vielzahl von CDNs auswählen und dynamisch die beste Route durch das Netzwerk auf Basis von Endgeräte-Informationen bestimmen.

Diese Technologien sorgen derzeit für einen Paradigmenwechsel in der Broadcasting-Branche. Heutzutage ist es eine Selbstverständlichkeit, dass jeder große Broadcaster auf eine Multi-CDN-Infrastruktur setzen muss (oder innerhalb der nächsten 3 Jahre setzen wird). Ähnlich wie Client-seitige CDN-Switcher nutzt auch ein P2P-CDN die Informationen der Endgeräte, um das beste Verhältnis zwischen dem Content-Konsum von den Edge-Servern eines CDN und anderen Endgeräten, die den gleichen Content bereitstellen, zu bestimmen. Die Idee, mit Endgeräten die Bereitstellung von Inhalten zu optimieren, war eine Zeit lang recht unpopulär, bis Peer-To-Peer-CDNs diese Methode nicht mehr als einzige Anbieter vorschlugen. Multi-CDN-Lösungen erfordern den gleichen Ansatz. Dies öffnet Konzepten wie einem P2P CDN die Tür, das nun einfach als Teil einer Multi-CDN-Strategie gesehen werden kann. Während bei einer Multi-CDN-Strategie das Ziel ist, immer den besten CDN-Anbieter zu wählen, der auf kundenspezifischen Geschäftsregeln und den Netzwerkinformationen eines einzelnen Nutzers basiert, können Peer-To-Peer CDNs helfen, das gleiche Ziel auf der letzten Meile zu erreichen.

Grund 2: WebRTC hat sich zu einem ausgereiften und weit verbreiteten Technologie-Stack entwickelt

WebRTC wurde erstmals im Jahr 2011 veröffentlicht. Allerdings war die Technologie noch lange nicht reif für eine groß angelegte Produktionsumgebung. Die führenden Webbrowser konnten erst 2014 zum ersten Mal korrekt miteinander kommunizieren. Doch selbst zu diesem Zeitpunkt war die Technologie noch anfällig für Fehler und Probleme mit der nutzbaren Bandbreite zwischen den Endgeräten. Zusätzlich brachen einige Verbindungen ab, was zum Absturz des gesamten Browsers führte.

Dies wurde erst Ende 2015 deutlich verbessert. Zu dieser Zeit waren auch die ersten Programmierbibliotheken zuverlässig für den Einsatz in der Produktion. Später folgten auch native Zweitimplementierungen von WebRTC für andere Sprachen, wie Python und Golang. 2017 veröffentlichte Google Meet, eine HD-fokussierte Version von Google Hangouts, die von Anfang an auf WebRTC basierte.

Heute ist WebRTC eine sehr stabile und zuverlässige Kommunikationsplattform, die von allen führenden Browserherstellern unterstützt und aktiv weiterentwickelt wird. Anbieter wie Limelight, Nanocosmos und Wowza nutzen WebRTC bereits als Basistechnologie für Streaming mit extrem niedriger Latenz. Man könnte sagen, dass es der perfekte Zeitpunkt ist, um diese unglaublich leistungsfähige Technologie endlich zu nutzen, um eine Menge der aktuellen Probleme innerhalb der Branche ein für alle Mal zu lösen.

Seit Anfang 2021 ist WebRTC zudem offizieller Standard bei W3C und IETF.

Künftig sollen neben anderen Aspekten auch Server-vermittelte Videokonferenzen auf Ende-zu-Ende-Verschlüsselung setzen. Einer der wesentlichen Anwendungsbereiche sind Videokonferenzen. Weitere Anwendungsbereiche außerhalb von Videokonferenzen sind Datentransfer, Desktop-Sharing und Chat. Schon 2010 hatte google die Videoconferencing ausgerichtete Firma Global IP Solutions (GIPS) übernommen, welche wesentliche RTC Komponente entwickelt hat.

Ein Jahr nach Übernahme von GIPS, veröffentlichte Google WebRTC als Open Source Project was erste Veröffentlichungen von Ericsson Labs und W3C brachte.

Ein wesentlicher Vorteil hier ist dass der einheitliche, offene Standard Anwendungen ohne zusätzliche Plug-ins und damit verbundene Sicherheitslücken ermöglicht. Außerdem sind so gut wie alle major Browser mit im Boot. Auch aus Entwicklersicht ermöglicht WebRTC einen einfacheren Weg Anwendungen mit Echtzeitkommunikation zu bauen.

Grund 3: OTT erobert weiter den globalen TV-Markt

Mit einer derzeitigen Bewertung von 59.14 Bn. USD an Gesamtmarktwert wächst die OTT-Branche weiter auf eine erstaunliche Summe von 87 Bn. USD im Jahr 2023 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 14 %. Dieses Wachstum steht selbstverständlich in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Abonnenten von OTT-Plattformen.

Da der Weltrekord an gleichzeitigen Zuschauern während eines OTT-Livestreams im Jahr 2018 viermal gebrochen wurde, ist das starke Wachstum von OTT als führender Videovertriebskanal der Zukunft nicht zu leugnen. Nachdem Akamai und Hotstar während der Fußball-WM über 5 Millionen gleichzeitige User und 7,7 Millionen gleichzeitige Zuschauer erreichten, wird die Bedeutung von OTT noch deutlicher.

Aber auch diese Weltrekorde wurden 2020-2021 in Verbundenheit zu der erhöhten Nachfragen für Streaming gebrochen. So erzielten Creator und Artists in verschiedenen Bereichen neue Rekorde:

  • Die meisten Zuschauer für einen Musikkonzert-Livestream: BTS mit 756.000 Zuschauer
  • 2,5 Millionen gleichzeitige Zuschauer in der Spitze und 25 Millionen Videoabrufe innerhalb eines Tages alleine auf Twitch: TheGrefg
  • Im April 2020 trat Rapper Travis Scott an drei Tagen hintereinander in Fortnite auf und soll so insgesamt 45,8 Millionen Views alleine innerhalb des Spiels verbucht haben – die Abrufe von Video-Aufzeichnungen auf Plattformen wie Youtube noch nicht mitgezählt.
  • Übertragung des Superbowls 2020 und 2021: 102,1 Millionen Zuschauer (2020) und 96,4 Millionen (2021).

 

Dieser Anstieg der Abonnentenzahlen und der Nachfrage nach OTT-Inhalten bedeutet auch einen enormen Anstieg der Netzwerkanforderungen. Stotternde Streams, niedrige Auflösungen und hohe Latenzzeiten sind fast schon sichere Gründe für Nutzer, den Anbieter zu wechseln oder auf sozialen Medien Dampf abzulassen.

Traditionell war die Bereitstellung einer ausreichenden Content-Delivery-Infrastruktur bereits teuer – aber nicht abhängig von der Anzahl der Zuschauer. Mit OTT ändert sich das. Content-Provider zahlen nun für jeden Zuschauer (Unicast). Bei anderen Branchentrends wie 360-Grad-Video, 4K und sogar 8K gibt es große Hürden, wenn es um die Kosteneffizienz geht.

Die Anwendung eines P2P-Content-Delivery-Netzwerks rückt die Broadcaster viel näher an die traditionelle Situation der nicht skalierenden Bereitstellungskosten heran.

Grund 4: Erste Einführungen von Chunked Streaming (CMAF) & Low-Latency Streaming

Es existiert eine Idee, wie das Latenzproblem des OTT-Streamings mit Hilfe eines Standards namens CMAF gelöst werden kann. Bitmovin hat großartige Arbeit geleistet, indem es sehr gut erklärt hat, wie dieses Streaming-Format funktioniert und warum es wichtige Vorteile hat. Vereinfacht gesagt, splittet CMAF Videosegmente (z. B. eine ts-Datei bei Verwendung von HLS) in kleinere Teile, sogenannte Chunks. Diese Chunks können fast augenblicklich an ein Gerät gestreamt werden, noch ehe das eigentliche Segment von der Codierungssoftware fertiggestellt ist. Die Folge dieses Prozesses ist eine geringere Latenzzeit auf der Seite des Encoders.

Am anderen Ende einer OTT-Bereitstellung Infrastruktur funktioniert ein P2P-CDN auf die gleiche Weise! Peers tauschen untereinander Videodaten aus. Aber anstatt ganze Videosegmente freizugeben (das würde zu viel Uplink-Überlastung verursachen), werden nur kleine Teile eines Videosegments von einem einzelnen Peer freigegeben. Allgemein betrachet arbeiten CMAF und P2P-Technologie von unterschiedlichen Ausgangspunkten innerhalb des OTT-Ökosystems auf das gleiche Ziel hin.

P2P CDN Datenblatt erhalten:

Fazit

Peer-To-Peer-Delivery muss sich in der Branche erst noch durchsetzen. Während immer mehr Unternehmen sich für die allgemeine Idee interessieren, gibt es innerhalb der Branche auch andere Trends, die sich in Richtung der gleichen Ideen und Konzepte bewegen. Bei StriveCast waren wir von Anfang an der Meinung, dass P2P-Streaming eine der effizientesten Möglichkeiten ist, um Live-Video-Content zu liefern. Wir sind sehr gespannt darauf, was die Zukunftbringen wird und wie die weltweit größten OTT-Anbieter die harten Herausforderungen meistern werden, die mit dem unaufhörlichen Wachstum der Nachfrage und der Größe des Publikums einhergehen.

Über StriveCast

StriveCast ist einer der führenden Anbieter für eCDN Lösungen. Unser WebRTC-basiertes P2P Mesh Network hilft bereits großen Kunden wie Swisscom, Siemens, Gazprom oder der NEP group dabei, das Problem von Netzwerküberlastungen während der Übertragung von Live Events zu verhindern. Als deutsches Unternehmen arbeiten wir stetig daran, unsere innovative P2P Technologie zu verbessern, damit die nächste Generation von Videoübertragungen für jeden zugänglich wird. Heute verbindet StriveCast täglich über 150,000 User auf der ganzen Welt und spart mit seinem einzigartigen, serverseitig-verwalteten Peer-to-Peer Network seinen Kunden so bis zu 95% des Datenverkehrs. 

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