Qu'est-ce que le streaming ? | Fonctionnement du streaming vidéo

Qu'est-ce que le streaming ?

Les premiers sites web n'étaient que de simples pages de texte, parfois agrémentées d'une ou deux images. Aujourd'hui, toutefois, quiconque dispose d'une connexion Internet suffisamment rapide peut regarder des films en haute définition ou passer un appel vidéo par Internet. Ces applications sont possibles grâce à une technologie appelée « streaming ».

Le terme « streaming » désigne la transmission en continu de fichiers audio ou vidéo d'un serveur à un client. En termes simples, le streaming désigne, pour les consommateurs, le fait de regarder la télévision ou d'écouter des podcasts sur des appareils connectés à Internet. Pendant le streaming, le fichier multimédia lu sur l'appareil client est stocké dans un emplacement distant, puis transmis par Internet, quelques secondes à la fois.

Quelle est la différence entre le streaming et le téléchargement ?

Le streaming se déroule en temps réel ; il est plus efficace que le téléchargement de fichiers multimédia. Lorsque vous téléchargez un fichier vidéo, une copie du fichier entier est enregistrée sur le disque dur de l'appareil, et la vidéo ne peut pas être lue tant que le téléchargement du fichier n'est pas terminé. Si ce même fichier est diffusé en streaming, en revanche, le navigateur peut lire la vidéo sans la copier ni l'enregistrer. La vidéo se charge petit à petit (il n'est donc pas nécessaire d'attendre le chargement du fichier complet), et les données chargées par le navigateur ne sont pas enregistrées localement.

Pensez à la différence entre un lac et un ruisseau. Les deux contiennent de l'eau et un ruisseau peut contenir autant d'eau qu'un lac ; dans le cas du ruisseau, toutefois, l'eau n'est pas toute au même endroit au même moment. Un fichier vidéo téléchargé ressemble davantage à un lac, dans la mesure où il occupe beaucoup d'espace sur le disque dur (et qu'il faut beaucoup de temps pour déplacer la quantité d'eau constituant un lac). Le streaming vidéo se comporte davantage comme un ruisseau ou une rivière, dans la mesure où les données de la vidéo sont transmises rapidement et en continu au navigateur de l'utilisateur.

Comment fonctionne le streaming ?

À l'image des autres données envoyées par Internet, les données audio et vidéo sont divisées en paquets. Chaque paquet contient un fragment du fichier ; un lecteur audio ou vidéo intégré au navigateur de l'appareil client récupère le flux de paquets de données et interprète ces derniers comme de la vidéo ou de l'audio.

Le streaming utilise-t-il le protocole UDP (User Datagram Protocol) ou le TCP (Transmission Control Protocol) ?

Certaines méthodes de streaming utilisent le protocole UDP, et d'autres utilisent TCP. UDP et TCP sont des protocoles de transport, qui servent à déplacer des paquets de données sur les réseaux. Ils sont tous deux utilisés en conjonction avec le protocole IP (Internet Protocol). TCP ouvre une connexion dédiée avant de transmettre les données et s'assure que tous les paquets de données arrivent dans l'ordre, tandis qu'UDP n'accomplit aucune de ces opérations. TCP est donc plus fiable, mais la transmission de données via UDP ne demande pas autant de temps que par TCP, même si certains paquets sont perdus en cours de route.

Si TCP est comparable à un service de livraison de colis nécessitant une signature du destinataire pour assurer la livraison, UDP se comporte, quant à lui, comme un service de livraison qui laisserait les colis sur le palier, sans frapper à la porte pour obtenir une signature. Le service de livraison TCP perd moins de colis, mais le service de livraison UDP est plus rapide, car les colis peuvent être livrés, même si personne n'est là pour signer le bordereau de livraison.

Pour le streaming, la vitesse est parfois bien plus importante que la fiabilité. Un utilisateur qui assiste à une vidéoconférence, par exemple, préférera interagir en temps réel avec les autres participants plutôt que d'attendre la transmission de chaque bit de données. Par conséquent, la perte de quelques paquets de données n'est pas un problème majeur, et il est préférable d'utiliser le protocole UDP.

Dans d'autres cas, la fiabilité est le facteur le plus important pour le streaming. Les protocoles de streaming HLS (HTTP Live Streaming) et MPEG-DASH, par exemple, utilisent TCP pour le transport, à l'instar de nombreux services de vidéo à la demande.

Qu'est-ce que la mise en mémoire tampon ?

Les lecteurs multimédia en streaming chargent quelques secondes du flux à l'avance, afin de pouvoir poursuivre la lecture de la piste audio ou vidéo si la connexion est brièvement interrompue. C'est ce qu'on appelle la mise en mémoire tampon. La mise en mémoire tampon permet de garantir une lecture fluide et continue des vidéos. Cependant, si la connexion est lente ou le réseau présente une forte latence, la mise en mémoire tampon d'une vidéo peut demander beaucoup de temps.

Quels facteurs ralentissent le streaming ?

Du côté du réseau :

• Latence du réseau : différents facteurs affectent la latence, notamment l'endroit où est stocké le contenu auquel les utilisateurs tentent d'accéder.
• Congestion du réseau : l'acheminement d'une trop grande quantité de données sur le réseau peut entraîner une dégradation des performances du streaming.

Du côté de l'utilisateur :

• Problèmes liés à la connexion WiFi : le redémarrage du routeur du réseau local ou l'utilisation d'une connexion Ethernet, plutôt qu'une connexion WiFi, peuvent contribuer à améliorer les performances du streaming.
• Appareils clients trop lents : la lecture de vidéos nécessite une puissance de traitement importante. Si de nombreux processus sont en cours d'exécution sur l'appareil lisant la vidéo, ou s'il est généralement lent, les performances du streaming peuvent être altérées.
• Bande passante insuffisante : les réseaux domestiques nécessitent une bande passante d'environ 4 Mb/s pour le streaming vidéo et probablement plus pour la vidéo haute définition.

Comment accélérer le streaming ?

Le streaming est sujet aux mêmes types de retard et de dégradation des performances que les autres types de contenu web. Le contenu diffusé en continu étant stocké ailleurs, l'endroit où sont hébergés les contenus joue un rôle important, comme c'est le cas pour tous les types de contenu accessible sur Internet. Si un utilisateur à New York essaie de lire une vidéo depuis un serveur Netflix situé à Los Gatos, en Californie, le contenu vidéo doit parcourir plus de 4 800 km pour atteindre l'utilisateur. La mise en mémoire tampon de la vidéo sera donc longue, et il est même possible que la vidéo ne puisse pas être lue. C'est pour cette raison que Netflix et d'autres plateformes de streaming ont largement recours aux réseaux de diffusion de contenu (CDN), qui stockent le contenu dans des emplacements présents dans le monde entier, beaucoup plus proches des utilisateurs.

Les réseaux CDN ont un impact positif considérable sur les performances du streaming. Cloudflare Stream utilise le réseau CDN de Cloudflare pour mettre en cache et diffuser des contenus vidéo dans tous les datacenters de Cloudflare, partout dans le monde. Cette distribution permet de réduire la latence et de lancer plus rapidement la lecture des vidéos, ainsi que d'accélérer la mise en mémoire tampon.

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