Асинхронна обработка на медии за излъчване

Резюме

• Описана е асинхронна архитектура за обработка, използваща рамката Matrox ORIGIN, за live медийни работни потоци, позиционирана спрямо ограниченията на синхронната, управлявана от часовник обработка в разпределени cloud внедрявания.
• Архитектурата е реализирана в AWS с набор от управлявани и инфраструктурни услуги и е представена като способна да мащабира натоварвания за live продукция чрез добавяне на compute възли към Kubernetes клъстер.
• Съобщава се, че тествано от Matrox разпределено приложение за live миксер мащабира от 10 едновременни 1080p50 live входа до над 110 едновременни некомпресирани видео входа чрез разширяване на клъстера.

Ключови индустриални развития

• Преход от синхронна към асинхронна обработка за разпределени live медии
• Синхронната, управлявана от часовник обработка е описана като имаща ограничения в разпределени cloud внедрявания, включително само вертикално мащабиране и тясно свързване между компонентите.
• Matrox ORIGIN е описан като реализиращ асинхронен модел на обработка, който отделя управлението от compute, с цел да намали свързаността в live медийни пайплайни.
• Трикомпонентен модел на рамката за live медийни работни потоци
• Matrox ORIGIN е описан като използващ три компонента: Media Services, Control Tracks и Media Fabric.
• Рамката е описана като следваща подход на stateless архитектура, използвайки control tracks за деклариране на характеристиките на потока и желаното състояние.
• Детерминистичен модел на времето за кадрово-точна координация
• Системата е описана като използваща детерминистичен модел на времето, базиран на grain интервали и поредни номера, съпоставени към абсолютна времева референция.
• Този подход за синхронизация е представен като механизъм за координиране на медийната обработка без разчитане на тясно свързано, синхронно изпълнение.
• Модел за внедряване в AWS за мащаб с качество за излъчване
• Описаната реализация използва Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS) и Amazon EC2 за compute и оркестрация.
• Тя включва също Elastic Fabric Adapter (EFA), Amazon Time Sync Service, Elastic Load Balancing, Amazon CloudWatch и Amazon Managed Grafana като част от стека за мрежова свързаност, синхронизация, разпределение на трафика и observability на системата.

Реални случаи на употреба

• Cloud-базирани live продукционни работни потоци
• Архитектурата е описана за live медийни работни потоци в медийната и развлекателната индустрия, използвайки асинхронния модел на рамката Matrox ORIGIN за структуриране на обработката върху разпределени ресурси.
• Мащабиране на разпределен live миксер с некомпресирани входове
• Съобщава се, че тествано от Matrox разпределено приложение за live миксер мащабира от 10 едновременни 1080p50 live входа до над 110 едновременни некомпресирани видео входа чрез добавяне на compute възли към Amazon EKS клъстер.
• Устойчивост между Availability Zone за публикуване и консумация на кадри
• Описани са механизми за устойчивост, включително резервирани producers през Availability Zones и слабо свързани жизнени цикли на компонентите, за да се поддържа непрекъсната работа при отказ на компоненти или при обновяването им.
• Некомпресирани работни потоци с висока пропускателна способност
• Некомпресираните 4K работни потоци са описани като изискващи до 100 Gbps пропускателна способност, което съответства на включването на високопроизводителни мрежови компоненти в реферираната AWS реализация.

Защо е важно

• Отделянето на управлението от compute променя мащабирането и операциите
• Асинхронният модел е описан като отделящ управлението от compute, което директно адресира заявените ограничения на синхронната, управлявана от часовник обработка в разпределени cloud внедрявания (ограничения за вертикално мащабиране и тясно свързване).
• Детерминистичното време поддържа координирана обработка без тясно свързване
• Детерминистичен модел на времето, базиран на grain интервали и поредни номера, съпоставени към абсолютна времева референция, предоставя конкретен механизъм за координиране на разпределена медийна обработка, като същевременно се запазва дефинирана темпорална структура.
• Stateless дизайн и декларирано желано състояние подпомагат работни потоци за устойчивост
• Подходът на stateless архитектура, използващ control tracks за деклариране на характеристиките на потока и желаното състояние, се съгласува с оперативни модели като rolling updates и възстановяване при отказ без прекъсване на цялата система, както е описано в use cases.
• Референтната реализация свързва архитектурата с внедряеми AWS услуги
• Описаната система съпоставя рамката към конкретни AWS услуги (EKS, EC2, EFA, Amazon Time Sync Service, Elastic Load Balancing, CloudWatch и Managed Grafana), предоставяйки пример как се сглобяват синхронизация, мрежова свързаност, мащабиране и observability за натоварвания, ориентирани към излъчване.

Източници

• https://aws.amazon.com/blogs/media/asynchronous-media-processing-on-aws-achieving-broadcast-quality-at-scale/