長年にわたり、ストリーミング業界は妥協を強いられてきました。WebRTC などのテクノロジーでレイテンシをできるだけ低くするか、HLS と DASH でスケーラビリティと運用上のシンプルさを優先するかのどちらかを選ぶ必要がありました。両方を手に入れることは、現実的な選択肢ではありませんでした。
Media over QUIC (MoQ) は、このトレードオフの解消を目指しています。今回は、単なる理論やラボでの研究にとどまらず、実際に大きな推進力が働いています。
従来のストリーミングプロトコル : HLS、DASH、およびそれらのレイテンシのトレードオフ
Media over QUIC (MoQ) は、オンラインメディアの配信方法の近代化を中核的な取り組みとしています。これは、HTTP/3 を支えているものと同じトランスポートプロトコルである QUIC の上に構築されています。Fastly は、長年にわたり QUIC と HTTP/3 の両方をサポートしており、これら両方の標準の開発とインターネット規模でのスケーラビリティ展開に大きく貢献してきました。
従来のストリーミングプロトコルは、基本的にはファイル配信に根ざしています。動画は、約4秒から最短0.5秒までのセグメントに分割され、HTTP経由でリクエストされます。プレイヤーは、プレイバック中に次のセグメントを継続的に取得します。クライアントが最新のマニフェストを繰り返しリクエストして今後のメディアセグメントを特定することによっても、全体的なリクエスト量は大幅に増加します。スケーラビリティはありますが、遅延というコストが伴います。閲覧者は常に次のセグメントを待っており、セグメントが長いほどレイテンシは高くなります。
業界は、持続的なリアルタイム接続を維持することで超低レイテンシを実現できる WebRTC などの技術により、この問題の解決を試みました。しかし、これらは操作が非常に複雑であり、スケーラビリティが容易ではないという意見もあります。パブリッククラウドプロバイダーからのデータ送信コストも、WebRTC のデプロイを大規模に運用するコストに大きく加算されます。
Media over QUIC (MoQ) の仕組み
MoQ は、メディアを「ファイル」や「セグメント」として捉えるのではなく、リアルタイムで公開しサブスクライブできる連続したフレームのストリームとして扱います。QUIC 上で動作するため、ライブ配信に MoQ を使用する実用的なメリットもいくつかあります。
デフォルトで低レイテンシ : データを送信する前にセグメントの境界で待つ必要がありません。
プレイヤー、クライアント、ストリームレベルでの調整が可能 : ライブエッジにとどまるために先にジャンプしたり、リバッファ後に中断されたところからプレイバックを再開したりできます。
マルチプレクシングの改善 : ビデオ、オーディオ、およびメタデータは、互いにブロックせず独立して動作します。
アプリケーション対応のパケット損失・輻輳処理 : TCPとは異なり、実際のネットワーク上でより高いパフォーマンスを実現し、各ユーザーにとって最も重要なものをより適切に優先順位付けします。
サーバーまたはクライアント側の適応ビットレートスイッチングにより、パブリッシャーは、帯域幅と容量の割り当て方法や各エンドユーザーに合わせた視聴体験の調整をより細かくコントロールできます。
プルベースのサブスクリプションにより、エンコーディングやパッケージングといったコストのかかるプロセスが、ストリームが実際に閲覧されているときだけ実行されるようになります。バイトはオンデマンドで配信され、閲覧者が少ないストリームや地理的範囲が限られているストリームの総保有コストを大幅に削減します。
セグメントをオリジンにプッシュしてプレイヤーが取り込むのを待つ代わりに、オンラインブロードキャスターはライブストリーミングを一度公開し、分散エッジレイヤーに残りを処理させます。実用的な観点からは、これは、別の専用配信スタックを追加する必要なくガラス間のレイテンシを低下させ、ストリーミング条件が理想的ではない場合でもより安定したプレイバックを実現できることを意味します。また、代替フィードやカメラアングル、よりカスタマイズされた視聴体験を提供できるようになり、並行してインフラストラクチャを構築する必要がありません。
大規模なライブストリーミングにおいて QUIC よりもメディアが重要な理由
MoQ の魅力は単純明快です。ストリーミングアーキテクチャにおける長年の制約を回避するのではなく、その制約そのものを取り除くことができるという点です。長年にわたり、業界は、セグメントの縮小やチャンク転送、その他の修正によってレイテンシを少しずつ抑えてきましたが、根本的なモデルは変わっていません。
MoQ は、メディアがパッケージ化された後ではなく、制作された時点で移動できるように、輸送レベルで問題に対処するという別のアプローチを取ります。結果として、通常リアルタイムシステムに伴う運用上の複雑さを継承することなく、一貫して低レイテンシを実現するパスが得られます。放送局やプラットフォームにとって、これはトレードオフが減ることを意味します。リーチと応答性、またはシンプルさとパフォーマンスのどちらかを選択する必要がなくなります。
同様に重要なのは、ウェブと配信インフラストラクチャがすでに向かっている方向に、MoQ が一致しているということです。MoQ は、既存のワークフローの上に特殊なシステムを重ねるのではなく、ライブメディアを大規模に配信するためのより統一された基盤を提供します。MoQ が期待通りの配信を実現すれば、単にレイテンシが改善されるだけでなく、ストリーミングシステムのビルド方法が簡素化され、オープンインターネット上で確実に配信できるリアルタイム体験の種類も拡大するでしょう。この技術は、オンラインストリーミングの配信イベントにおいて次のレベルのスケーラビリティを実現する上で極めて重要なものです。
MoQ の課題 : 標準、ツール、デバイスサポート
MoQ は、HLS や DASH の代わりに使えるものではありません。ツールはまだ初期段階にあり、標準はまだ確立されておらず、運用上のプレイブックもまだ定義中です。しかし、レイテンシとスケーラビリティのトレードオフが何年も繰り返されてきた中、これは現実的に両方を実現できる最初のアプローチの1つと言えます。
まだいくつかの課題があります。MoQ に関しては、デバイスサポート、メディア形式 (MSF、LOC)、セキュリティと暗号化、認証、指標、およびログ記録などが、これらの課題に含まれます。
MoQ Transport に焦点を当てたインターネット技術タスクフォース (IETF) ワーキンググループについても言及しておく価値があります。このグループの目標は、QUIC をベースにした新しいトランスポートアプローチを定義することです。これは、プル型の行動を、より応答性の高いパブリッシュ/サブスクライブ方式に置き換え、メディアをパッケージ化後ではなく生成時に配信できるシステムです。従来のストリーミングのスケーラビリティと WebRTC のようなリアルタイムシステムの応答性との間のギャップを埋め、統一された低レイテンシのメディアアーキテクチャの基礎を築くことが、その目的です。
ストリーミングの未来 : MoQ と共にある今後の展望
長年にわたりトレードオフのバランスに苦慮してきた業界にとって、これは長く付きまとってきた制約を根本から克服しようとする、初めての現実的かつ有望な試みの一つと言えます。標準規格はまだ成熟する必要があり、エコシステムも追いつく必要があります。現実世界でのデプロイを通して、最終的にどのようなことが実現可能かは証明されるはずですが、現時点で築かれている基盤は以前とは根本的に異なります。
Fastly の場合、最新のトランスポートテクノロジーに基づいて構築されたリアルタイムのインターネットネイティブなメディア配信への幅広い移行を MoQ は反映しています。私たちはその発展を注視しており、エコシステムの進化に伴い積極的な役割を果たしていくことを期待しています。MoQ には、ストリーミングを大幅に改善し、大規模に可能性を再定義する力があると、私たちは考えます。
Fastly は、来週開催される NAB Show にて、Media over QUIC への私たちの対応がどのようにお客様のストリーミングパフォーマンスを向上させるかについて詳しくご説明する予定です。ミーティングを設定するには、アカウントチームにご連絡いただくか、展示会場のキャバナエリアまでお越しください。 その間、moq.dev などのリソースを活用して、Media over QUIC がオンライン放送の未来をどのように形作っているかについてさらに学ぶことができます。