Was ist Streaming? | Wie Streaming von Videos funktioniert

Streaming ist eine Methode, mit der Videos betrachtet oder Audioinhalte gehört werden können, ohne dass die Mediendateien heruntergeladen werden müssen. Die Streaming-Performance kann verbessert und die Pufferungszeit verkürzt werden, wenn der Besitzer der Dateien ein CDN verwendet.

Lernziele

Nach Lektüre dieses Artikels können Sie Folgendes:

  • Verstehen, wie Streaming funktioniert
  • Verstehen, durch welche Faktoren Streaming verlangsamt wird
  • Erklären, wie Streaming schneller gemacht werden kann

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Was ist Streaming?

Streaming von Medien

The first websites were simple pages of text with maybe an image or two. Today, however, anyone with a fast enough Internet connection can watch high-definition movies or make a video call over the Internet. This is possible because of a technology called streaming.

Streaming ist die kontinuierliche Übertragung von Audio- oder Videodateien von einem Server zu einem Client. Einfacher ausgedrückt handelt es sich beim Streaming um das, was passiert, wenn Verbraucher auf Geräten mit Internetverbindung fernsehen oder sich Podcasts anhören. Beim Streaming wird die auf dem Clientgerät abgespielte Mediendatei remote gespeichert und in Abschnitten von jeweils einigen Sekunden über das Internet übertragen.

Was ist der Unterschied zwischen Streaming und Herunterladen?

Streaming erfolgt in Echtzeit und ist effizienter als das Herunterladen von Mediendateien. Beim Herunterladen einer Videodatei wird eine Kopie der ganzen Datei auf der Festplatte eines Geräts gespeichert, und das Video kann erst abgespielt werden, wenn die ganze Datei heruntergeladen worden ist. Wenn die Datei statt dessen gestreamt wird, spielt der Browser das Video ab, ohne es zu kopieren und zu speichern. Das Video wird jeweils nur in kleinen Abschnitten geladen, anstatt die ganze Datei auf einmal laden zu müssen, und die Informationen, die der Browser lädt, werden nicht lokal gespeichert.

Denken Sie an den Unterschied zwischen einem See und einem Fluss: Beide enthalten Wasser, und ein Fluss kann genauso viel Wasser enthalten wie ein See. Der Unterschied liegt darin, dass das ganze Wasser in einem Fluss nicht gleichzeitig an derselben Stelle ist. Eine heruntergeladene Videodatei ähnelt einem See, weil sie viel Festplatten-Speicherplatz einnimmt (und es lange dauert, einen See zu bewegen). Video-Streaming ähnelt eher einem Fluss, weil die Videodaten kontinuierlich und schnell zum Browser des Benutzers fließen.

Wie funktioniert Streaming?

Genauso wie andere, über das Internet gesendete Daten werden Audio- und Videodaten in Datenpakete unterteilt. Jedes Paket enthält einen kleinen Teil der Datei, und ein Audio- oder Video-Player im Browser des Clientgeräts empfängt den Fluss der Datenpakete und interpretiert sie als Video oder Audio.

Does streaming use the User Datagram Protocol (UDP) or the Transmission Control Protocol (TCP)?

Some streaming methods use UDP, and some use TCP. UDP and TCP are transport protocols, meaning they are used for moving packets of data across networks. Both are used with the Internet Protocol (IP). TCP opens a dedicated connection before transmitting data, and it ensures all data packets arrive in order. Unlike TCP, UDP does neither of these things. As a result, TCP is more reliable, but transmitting data via UDP does not take as long as it does via TCP, although some packets are lost along the way.

If TCP is like a package delivery service that requires the recipient to sign for the package, then UDP is like a delivery service that leaves packages on the front porch without knocking on the door to get a signature. The TCP delivery service loses fewer packages, but the UDP delivery service is faster, because packages can get dropped off even if no one is home to sign for them.

For streaming, in some cases speed is far more important than reliability. For instance, if someone is in a video conference, they would prefer to interact with the other conference attendees in real time than to sit and wait for every bit of data to be delivered. Therefore, a few lost data packets is not a huge concern, and UDP should be used.

In other cases, reliability is more important for streaming. For instance, both HTTP live streaming (HLS) and MPEG-DASH are streaming protocols that use TCP for transport. Many video-on-demand services use TCP.

Was ist Pufferung?

Streaming und Puffern

Streaming media players load a few seconds of the stream ahead of time so that the video or audio can continue playing if the connection is briefly interrupted. This is known as buffering. Buffering ensures that videos can play smoothly and continuously. However, over slow connections, or if a network has a great deal of latency, a video can take a long time to buffer.

Durch welche Faktoren wird Streaming verlangsamt?

Auf der Netzwerkseite:

  • Netzwerklatenz: Die Latenz wird durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst, z. B. durch den Speicherort des Inhalts, auf den Benutzer zuzugreifen versuchen.
  • Netzwerküberlastung: Wenn zu viele Daten über das Netzwerk gesendet werden, kann sich die Streaming-Performance verschlechtern.

Auf der Benutzerseite:

  • WLAN-Probleme: Durch Neustart des LAN-Routers oder Wechsel zu Ethernet anstelle von WLAN kann die Streaming-Performance verbessert werden.
  • Langsam arbeitende Clientgeräte: Zum Abspielen von Videos ist eine Menge Rechenleistung erforderlich. Wenn auf dem Gerät, das das Video streamt, viele andere Prozesse laufen oder es einfach allgemein langsam ist, kann die Streaming-Performance beeinträchtigt werden.
  • Nicht genug Bandbreite: Zum Streaming von Videos benötigen Heimnetzwerke ungefähr 4 Mbit/s Bandbreite, für hochauflösende Videos wahrscheinlich mehr.

Wie kann Streaming schneller gemacht werden?

Beim Streaming können die gleichen Verzögerungen und Performance-Probleme auftreten wie bei anderen Webinhalten. Da der gestreamte Inhalt anderswo gespeichert wird, macht der Hosting-Standort einen großen Unterschied aus, genauso wie bei allen anderen Inhalten, auf die über das Internet zugegriffen wird. Wenn ein Nutzer in New York versucht, einen Stream von einem Netflix-Server in Los Gatos zu empfangen, müssen die Daten fast 5.000 km zurücklegen. Das Puffern der Inhalte nimmt dementsprechend viel Zeit in Anspruch und möglicherweise startet das Video gar nicht erst. Aus diesem Grund machen Netflix und andere Streaming-Provider ausgiebig Gebrauch von verteilten Content Delivery Networks (CDN), die Inhalte an Standorten auf der ganzen Welt speichern, die viel näher an den Benutzern sind.

CDNs wirken sich sehr positiv auf die Streaming-Performance aus. Cloudflare Stream Delivery speichert mithilfe des Cloudflare-CDN Videoinhalte verteilt auf allen Cloudflare-Rechenzentren weltweit. Das Ergebnis sind weniger Latenz und damit kurze Videostartzeiten und weniger Pufferung.

To learn more about using Cloudflare Stream, see our Developer documentation.