互联网内容流传输已成为我们日常生活的一部分，各种在线服务如 Netflix 和 YouTube 几乎已成为互联网的代名词。但究竟什么是流媒体？它的工作原理又是怎样的呢？
流媒体的工作原理
当我们需要在电脑上观看视频或收听歌曲时，通常的第一步是下载它。这是不可避免的。然而，像 Netflix 或 Spotify 这样的平台似乎能让我们即时访问视频和音乐，这让人好奇它们是如何做到这一点的。答案是，当您使用流媒体时，内容并非一次性下载到您的设备，而是以实时的方式进行传输。
“流媒体”这个词本身就具有描述性。信息以连续不断的数据流的形式到达您的设备。如果下载一部电影可以比作购买一瓶水，那么流式传输电影就像用一个水龙头逐渐将水灌满一个空瓶子。
您可以将流媒体播放电影的过程与观看 VHS 录像带进行类比。在播放 VHS 录像带时，视频和音频的每一秒都是逐帧扫描的。由于这是实时发生的，任何中断都会导致播放暂停或结束。
在流媒体传输电影或歌曲时，您的设备会实时下载并解码媒体文件的小片段。如果您的互联网连接速度非常快，那么文件可能会在您完成观看或收听之前完全下载。这也是为什么即使网络连接中断，流媒体有时仍然可以继续播放一段时间的原因。尽管如此，您通过流媒体访问的任何内容都不会永久存储在您的设备上（尽管某些服务，如 Spotify，会在您的设备上存储一些小型缓存文件，以加快未来的播放速度）。
流媒体速度的幕后推手
通过互联网传输视频和音频并非新鲜事物。它之所以感觉很新，是因为它现在变得非常方便。过去，从网站上观看视频或收听歌曲是一件令人沮丧且耗时的事情。流媒体播放常常会中断，我们需要等待几分钟来缓冲媒体，有时甚至根本无法缓冲。
但流媒体的基本工作原理基本上没有改变。文件仍然是在您观看或收听时逐步下载的。真正改变的是基础设施。像 YouTube 和 Netflix 这样的公司一直在努力（并投入大量资金）来构建这个基础设施。
最初，YouTube 和 Netflix 只使用一两台服务器来托管其内容，但这种方法效果不佳。远离服务器的用户会遇到明显的延迟，而高流量时段（如周六晚上）会导致服务器速度变慢。为了解决这个问题，这些公司构建了内容分发网络（CDN），这是一个密集的全球服务器网络，所有服务器都存储相同的内容。这不仅减少了延迟，而且防止了人口稠密地区的服务器过载。
当然，如果所有用户的互联网连接都很差，那么强大的 CDN 也无济于事。在某种程度上，这个问题会随着时间的推移自行解决。互联网服务提供商 (ISP) 一直在为更快、更强大的互联网连接而竞争，并且全球范围内的进步，例如谷歌光纤和 5G 家庭互联网连接即将到来，也将带来改善。
然而，一些流媒体服务和 ISP 已经意识到，即使家庭互联网连接速度快且 CDN 密集，高全球互联网流量仍可能导致流媒体延迟。更何况，像 Netflix 这样的服务使用了超过 15%的全球互联网带宽。当很多人同时观看最新一季的《怪奇物语》时，整个互联网的速度都可能会变慢。
因此，流媒体服务倾向于向 ISP 提供开放连接设备 (OCA)。这些 OCA 本质上是装满了热门电影、歌曲和其他流媒体内容的硬盘驱动器，它们减少了 ISP 将您的互联网流量重定向到 Netflix 或 Hulu 服务器的需求。这不仅可以加快流媒体速度，还可以防止整个互联网被 Netflix 所左右而变慢。
直播的挑战
通过 Facebook Live 或 Twitch 等平台进行直播时，您在设备上接收到的信息是实时发生的（或尽可能接近实时）。因此，可以想象，直播者需要能够像下载内容一样快地上传内容。
当直播者录制视频时，视频（及其附带的音频）的每一毫秒都会被分解成很小的文件。这些小文件通过编码器进行压缩和组织，然后在互联网上传输，您的设备会逐步下载它们。由于这些文件经过编码，您的设备可以将它们组合成一个可理解的视频，并且您与流媒体源之间不应有太多延迟。
Twitch 和 YouTube 等热门的直播服务利用全球服务器网络来减少延迟并提高视频流的质量。但是，所有直播视频都受到直播者互联网连接的限制。可以想象，直播者无法使用 OCA。幸运的是，诸如谷歌光纤等快速家庭互联网连接的发展使得直播成为可能，而 5G 家庭互联网连接的实施将进一步提高直播的质量。
流媒体的未来：视频游戏
在浏览器中玩视频游戏的想法并不新鲜。互联网上有很多专门用于小型游戏，并且有很多人专门在 Facebook 上关注 Farmville 和 Candy Crush。但一些公司正试图通过为资源密集型主机游戏创建流媒体服务来让浏览器游戏更进一步。
需要明确的是，我们不是在谈论在 Twitch 上直播 Farm Simulator，而是谈论远程玩视频游戏，而无需专用的游戏主机或昂贵的电脑。借助游戏流媒体，远离您家的服务器可以处理运行这些资源密集型游戏所需的所有计算。像谷歌的Project Stream和英伟达的GeForce Now这样的服务承诺，即使是您普通的低配笔记本电脑也能够玩最复杂、最精美的游戏。这可以为人们节省大量的资金，并可以消除硬件限制对视频游戏设置的阻碍。
当然，将视频游戏流式传输到用户的设备比流式传输电影要困难得多。您不仅仅是逐步下载静态文件，而是要实时处理并与之交互。如果控制器输入和屏幕活动之间有任何滞后，那么游戏就无法玩。您可以将 Skype 和 FaceTime 等服务视为游戏流媒体的先驱，因为它们需要快速的双向连接。但游戏流媒体需要更加无缝。
资源密集型游戏流媒体服务尚未成为主流或超级可靠，因此公司对它们的商业秘密保持沉默。但我们知道，它们基本上是在追随 Netflix 的脚步。像英伟达这样的公司正在构建装有强大显卡的 CDN，而谷歌正在努力弄清楚如何将装满游戏的 Open Connect 设备与高速谷歌光纤家庭互联网服务配对。无论怎样，游戏流媒体都是流媒体故事的下一步。