YouTube视频为何总在缓冲：商业利益决定传输速度

　　　美国和欧洲皆有的速度问题

　　除了Verizon客户提出的有关Netflix的投诉以外，时代华纳有线客户最近也提出了有关YouTube服务质量低劣的投诉。社交新闻站点Reddit上的一个帖子显示，有些懂技术的时代华纳有线客户正在使用流量分析工具来探究YouTube问题的原因。通过屏蔽特定IP地址的方法，他们得以改进了自己的视频播放质量，这些IP地址很可能与速度缓慢的YouTube内容服务器有关。

　　时代华纳有线的通信主管杰夫·西莫尔蒙(Jeff Simmermon)在上个月发表的一篇博文中称：“我们的一小部分客户……看起来认为，我们正在有意降低其服务质量。如果我把这种投诉加到一起的话，他们的想法应该是：Hulu和YouTube不会有意降低服务质量和提供低于标准水平的用户体验;但出于某种理由，限制客户的流量对时代华纳有线是很有意义的一件事情。”

　　西莫尔蒙进一步指出：“有些(但并非全部)在线视频提供商拥有资源在服务器上存储自己视频的副本或高速缓存，这些服务器都是内容发布网络(Content Delivery Network)的组成部分。当用户点击一个链接来观看某个视频时，互联网服务提供商会迅速判定最近的视频高速缓存副本在内容发布网络的什么地方，并交付这个副本。越是流行的视频就有越多的高速缓存副本，其播放表现也就越好;而不够流行的视频的存储位置则比较少，也会更远一些。”

　　西莫尔蒙并未置评的是，时代华纳有线是否接受谷歌YouTube的高速缓存进入其网络。但正如此前所指出的那样，时代华纳有线已拒绝接受Netflix的高速缓存设备。Netflix可能仍在全美范围内托管自己的高速缓存;但如果不是在时代华纳有线的数据中心里，那么时代华纳有线的客户就只能获得糟糕的视频播放质量。

　　欧洲人正在经历类似的问题。“这是一个类似于寒热交替的问题。”电信行业观察人士、分析机构Diffraction Analysis首席执行官伯诺伊特·费尔顿(Benoit Felten)说道。费尔顿住在法国，是Free的用户，这家互联网服务提供商被指责控制YouTube的流量，或者至少是对将YouTube流量传输给终端用户的连接的投资不够。

　　“就目前而言，YouTube在Free网络上的运行表现不是太过糟糕。”费尔顿在本月早些时候说道。“三个星期以前，其运行表现曾糟糕得吓人。一段时长仅为30秒钟的视频，比如说《愤怒的小鸟》的攻略视频，都需要缓冲12分钟才能开始播放。现在也还会有些延迟，但却是在可以接受的程度之内。我怀疑无论他们(Free)正在做些什么，都会经常变来变去，这样一来视频播放质量就不会总是那么糟糕。”

　　还有一种可能则是，Free并非有意要排斥YouTube，而只是因为其网络容量不足。在费尔顿接收Ars Technica采访的几天以后，法国电子通信与邮政监管局宣布，该局并未找到有关Free排斥YouTube的确凿证据;但该局同时表示，高峰时段YouTube的流量确实十分拥塞。

　　与美国市场相比，欧洲市场上家庭互联网服务的竞争形势要严峻得多。费尔顿称，他将换一家互联网服务提供商，并希望其他Free客户也会作出同样的决定。费尔顿认为，虽然欧洲互联网服务提供商想要从谷歌和Netflix身上赚到钱，但它们应该把重点放在改善互联网服务质量的问题上。“客户已经在付钱了。”他说道。“你们向终端用户出售一种服务，让他们能接入互联网，并从中获取了庞大的利润。那么，为什么这些互联网服务提供商还应该从已经被付过钱的服务中获得额外的收入呢?”

　　费尔顿还认为，以固定价格来支付对等互连合约的费用也是没有意义的，因为IP transit“的价格经常都会下降……有些时候你为对等互连支付的费用会高于为transit支付的费用，这是件很荒唐的事情”。

　　为了阐明互联网服务提供商想要向视频服务提供商收取费用的计划有多么荒唐，费尔顿进一步指出：“当Orange收购(视频服务提供商)Dailymotion当周，管理咨询公司科尔尼(A.T. Kearney)发布了一份白皮书报告，指出Orange认为‘这就是在线服务提供商应为通过我们网络交付的每GB流量所该支付的费用。’我用这种计算方法对Dailymotion流量进行计算后得出的结论是，Dailymotion所需支付的费用相当于其年度营收(将近4200万美元，约合5550万美元)的两倍，这简直是太荒谬了。如果互联网服务提供商真要这样做的话，那么整个经济模型都将崩溃。”

　　改进后的流量测量新方法

　　由于对互联网服务提供商要求其他网络付费的问题感到担心的缘故，Level 3已经推出了一种新的方法来测量各大互联网服务提供商对彼此网络的影响。从传统上来说，如果每个网络都向其他网络输送与接收流量相当的流量，那么流量负载应该会是“平衡的”。但Level 3极力主张，流量的流动方向对运载流量的费用多少并无影响。由于视频流播放流量在网络中占据了主导地位的缘故，所谓的“眼球”(eyeball)网络(也就是在“最后一英里”中交付流量的互联网服务提供商)从来都无法与那些按照原来的测量方法交付视频的网络达成平衡。

　　Level 3想要采取另一种测量方法，也就是不管流量的流动方向如何，而是通过所谓的“比特里程”(bit miles)来进行测量，也就是流量运载的距离长短以及运载的字节数。到目前为止，TW Telecom和XO通信已经与Level 3达成了使用“比特里程”测量方法的长期免费对等互连协议。

　　“这是一种新的想法。我认为，还需要做一些事情才能让更多人参与进来。”福斯特说道。“这种方法还需要简化。就目前而言，我们和Level 3都在设法找到能让其更好运作的办法。”

　　即使是在使用“比特里程”这种方法的情况下，两个网络之间的流量仍有可能是不平衡的，但修复起来则更加容易一些。“如果你在10、15、20或30个位置进行连接，那么很容易就能添加连接点;随着时间的推移，添加和减少这些连接点也会变得比较容易，能确保网络处于平衡状态，能令两个网络承担对等的传输费用。”泰勒说道。

　　Level 3反对各个网络之间有关彼此付费的大多数要求，哪怕金额其实并不大。对Level 3来说，这种费用“并不高”，泰勒说道。“但这是一个由谁来决定的原则问题，因为这是一个非竞争市场，而我们别无选择。有一方会设定费用;而我们无法施加什么竞争压力来就费用的问题展开谈判，或是利用这种压力来获得另外一条进入网络的道路。”

　　也正是出于这个原因，家庭互联网市场上缺少竞争的形势就此成型。当一名消费者可以选择的第二个网络速度缓慢或是并不存在第二种选择时，占据主导地位的互联网服务提供商就能保持垄断的地位，哪怕其所提供的服务很糟糕。据美国联邦通信委员会公布的数据显示，86%的美国家庭至少能选择两家有线互联网服务提供商，这些提供商可以向用户提供3Mbps的下载速度和768Kbps的上传速度，但这一速度不够快，还够不上宽带网络的资格。仅以34%的美国家庭可以选择一家能提供至少6Mbps下载速度和1.5Mbps上传速度的互联网服务提供商。联邦通信委员会对宽带网络的定义是下载速度达到4Mbps，上传速度达到1Mbps。

　　Netflix建议，用户用于播放高清流播放视频的网速应该达到5Mbps——有一点需要记住的是，家庭互联网连接经常都是在多个设备和多名家庭成员之间共享的。此外，互联网服务提供商所承诺的速度或许能保证用户与互联网服务提供商的网络之间拥有特定水平的宽带连接，但用户与互联网其他地方之间的宽带连接则无法得到保证，这是因为受到对等互连争论及未充分提供的连接等因素的影响。

　　摘自FCC今年2月发布的“互联网接入服务”报告(腾讯科技配图)

　　有关视频流播放服务会令流量负载失去平衡，因而网络运营商之间需要付费的说法“完全是无稽之谈”，克劳福德说道。她对此作出解释称：

　　“当商业互联网诞生时，电信公司彼此之间会使用对等互连协议来交换流量，这一过程中采用的付费模式是‘基于比率’的方式。由于拨号上网的流量基本上或经常都是1:1的缘故，大型网络彼此之间的对等互连可以说是免费的。

　　时至今日，我们已经拥有了极其庞大的‘眼球’网络运营商，而这些运营商仍在使用这种对等互连的付费模式。因此它们会说：‘我们的用户正在要求获得的流量多于他们向上游传输的流量。’基于这种原理，电信公司已经从不得不付费来让其用户的流量进入互联网变成了要求免费的对等互连，再变成了今天的为互联收费。

　　但是，当今网络的使用和架构都已经变得完全不同。有线互联网服务是不对称的，其设计目的是被动下载，而不是支持上传。另外，用户也正在下载大量的内容。这是一个以用户为驱动力的互联网，因此下载流量当然会多于上传流量，这就是有线网络正在出售的服务。有线网络应该想要出售更多东西，比如说想要扩大容量以及免费与transit网络进行连接等;如果市场上存在任何竞争的话，那么它们应该会这样去做，但事实是并没有什么竞争。因此，电信公司可以恣意收费而不受惩罚，或是拒绝为那些将互联网服务提供商互相连接到一起的服务提高容量，除非它们能从中获得收入。”

　　倡导组织Public Knowledge的高级职员律师约翰·伯格梅耶(John Bergmayer)指出，Verizon等互联网服务提供商有关其网络流量因Netflix而超载的说法是不可信的。

　　“我们已经看到，所有电信行业倡导组织和美国有线电视和通信协会(NCTA)都并不支持一种说法，即数据限制对于管理流量堵塞问题来说是必不可少的。”伯格梅耶说道。“在过去多年时间里，互联网服务提供商一直都尝试宣称‘最后一英里’的网络流量已经饱和，但实情并非如此——尤其对Verizon来说更是如此，这家拥有光纤服务的互联网服务提供商拥有庞大的容量。Verizon已再三表示，该公司能将其流量升级至GB级别，只是不认为消费者真的想要这种级别的流量。Verizon一直都在吹嘘其光纤网络有多好，而这家公司也不能‘鱼与熊掌都想兼得’。一方面，Verizon并不真正面临容量问题;另一方面，只有在其与互联网内容公司磋商这些协议时才除外。”

　　欧洲当局一直都在要求互联网公司提供有关对等互连协议的数据，伯格梅耶认为美国联邦通信委员会也应该采取同样的措施。“反垄断官员应该跟美国联邦通信委员会一样了解可能出现的问题，后者则应该采取措施来确保其拥有自己所需要的数据，以判定自己是否需要开始做任何事情。”伯格梅耶说道。

　　莱维则更希望政府置身事外。“任何时候有监管机构参与其中，事情几乎就一定会走下坡路。”他说道，带着半玩笑的口吻。“监管机构不了解的事情是，有些时候(互联网服务提供商之间发生争端)其实没什么问题。基本上来说，人们需要有争论，这是一种关系。实际上，没人无法负担这种事情。相信我。”

　　但莱维也承认，IP网络之间的争论要多于其他公司。在Hurricane Electric，“我们拥有一项开放的对等互连政策，这意味着如果有人要求我们进行对等互连，那么我们向他们提出的要求是非常有限的。”到目前为止，Hurricane Electric一直都意图明显地避免卷入最近的任何公共争端。“我们对这种事情感到厌烦。”莱维说道。“当然，我们(避开争端)是有意而为之的，因为我们跟卷入这种争端的人是不一样的。”

　　费尔顿抱有一种希望，即互联网服务提供商彼此之间展开“战争”的可能性将会变小，原因是它们会“拥抱”那些所谓的“OTT内容”(over-the-top content，指互联网企业越过运营商，发展基于开放互联网的各种视频和数据服务业务)——也就是向任何客户交付流播放视频内容，哪怕是那些并未订阅互联网服务提供商的网络服务的客户。网络公司有关这种内容的主张是，在自身网络以外出售视频的互联网服务提供商只会变得跟Netflix一样，需要其他互联网公司来接受其流量。费尔顿表示，如果互联网服务提供商担心第三方会限制其流量，那么自然也就不能限制第三方的流量。“如果你做(OTT内容)，那么就不再只是为自己网络上的客户提供服务，而是为所有人网络上的客户提供服务。”费尔顿说道。“如果其他所有公司的网络都限制你的流量，那么生意就做不下去了。这样是不行的。”

　　虽然Verizon正在通过其Redbox合资企业提供OTT视频，但这并非大多数公司正在采取的作法(而且这种作法也没能阻止Verizon与Cogent就Netflix的问题开战)。

　　伯格梅耶怀疑，费尔顿的理论难以在美国被证明是正确的。“在过去一段时间里，我一直都希望这些人能认识到，他们能进入OTT市场。”伯格梅耶说道。“但我们只看到‘电视无所不在’(TV Everywhere)这样的东西——基本上来说，也就是每家互联网服务提供商只为自己的客户运作服务。”

　　复杂规则统治网络

　　对视频流播放服务来说，并非所有问题都能追溯到有关对等互连协议或高速缓存的争端。一名视频专家告诉Ars Technica说，视频播放的许多组件都会导致视频质量下降，包括广告服务等。

　　想要加载一个前插播广告，“你需要有一个第三方程序库，这个程序库有可能动态加载，也可能不会。可能会有第三方通话，有打给多个广告网络的电话，然后还有广告内容的检索，以及视频的实际播放等。只是播放一个简单的前插播广告就需要很多的步骤，其数量多得令人惊讶。”内容交付公司Akamai的高级服务经理弗兰克·保利诺(Frank Paolino)说道，这家公司的业务包括商业视频服务技术等。

　　YouTube和Netflix投入了大量资源，用来升级流播放和商品播放器技术，从而减少视频播放延迟的现象。去年，谷歌对YouTube播放器进行了全面修改;据当时的报道称，这种修改利用适应性的比特率(指每秒传送的比特数)流播放将缓冲平均减少了20%，这种流播放方法能基于观众的连接有多强大来对视频质量作出改变。但是，YouTube同时还会在视频暂停播放时阻止其缓冲，这让某些用户感到不胜其烦;在网络连接速度缓慢的情况下，这意味着在后台加载一个视频变得很困难。哪怕只是很细微的性能改观，对于视频流播放来说也是非常重要的。

　　“如果你登陆一个零售商的网站，那么其网页需要半秒钟时间来加载，时间短得很可能让人眼察觉不到。”IT基础设施服务提供商Internap的IP架构和运营负责人迈克·帕拉迪诺(Mike Palladino)向Ars Technica说道。“如果底部的图像需要一段时间来加载的话，那么你很可能不会注意到，因为你的注意力会集中在没有加载的顶部内容上。视频和VoIP(互联网协议电话)确实加剧了我们正在看到的征兆，即需求超过了供应。”

　　互联网是一只“合成怪兽”，每个数据包都试图通过最直接的路线到达终点;而在出现问题时，数据包会在必要时重选路由。

　　互联网的形象化

　　在收看YouTube视频时，“我的电脑会打开通向一个YouTube服务器的数据流传输连接，这个服务器将为我提供视频内容”，帕兰迪诺说道。“这是收看YouTube视频的*步：建立连接。第二步则是，确保视频能持续不断地流播放，让我从头到尾都能拥有良好的连接。就是在这一步，我们会看到事情出现问题。如果你想要观看时长为一个半小时的视频，那么从电脑开始连接到YouTube服务器到看完为止的这段时间里，不出现连接问题的可能性几乎为零，网络状况每秒钟都会有所波动。如果在此期间有人关闭网站进行维护，那么某个连接就会出现容量问题”，从而导致视频停止播放或是播放速度放缓。

　　谷歌全球缓存服务器

　　之所以会出现这样的问题，是因为谷歌和Netflix提出要在互联网服务提供商的数据中心内部部署自己的设备。如果康卡斯特、Verizon和AT&T等运营商在自己的数据中心内部存有YouTube和Netflix视频，那么流播放视频就只需跳转少得多的节点即可被用户看到。

　　除了与网络运营商进行对等互连以外，谷歌还拥有被其称为“谷歌全球缓存”(Google Global Cache)的服务器。这“代表着谷歌内容交付平台的最后一层，与用户之间的距离更近”，谷歌在对其服务作出的描述中说道。“通过‘谷歌全球缓存’服务器，网络运营商和互联网服务提供商会在其网络内部部署少量的谷歌服务器，为包括YouTube在内的流行谷歌内容提供服务。谷歌的流量管理系统会将用户引领到一个节点，这个节点将为用户提供*的视频播放表现。在一家运营商的网络中，‘谷歌全球缓存’可以处在任何位置上，以便在*程度上节省骨干网和transit带宽的成本。有针对性的部署能缩短谷歌流量在运营商网络上传输的里程，从而进一步帮助运营商节省成本。”

　　谷歌并未披露哪些互联网服务提供商接受这种设备进入了其数据中心。但很明显的，许多互联网服务提供商都并未接受这种设备，原因是它们认为谷歌和Netflix应该向其付钱，尽管高速缓存是免费提供的。

　　Netflix也提供类似的对等互连和高速缓存服务，这种服务名为“Open Connect”。互联网服务提供商能在最多八个交换点与Netflix进行免费的对等互连，“或是能在其网络或接近其网络的地方放置我们的免费存储设备，从而节省更多的transit费用”，Netflix说道。

　　Frontier、英国电信、TDC、Clearwire、GVT、Telus、加拿大贝尔公司、Virgin、Cablevision、谷歌光纤(Google Fiber)、Telmex和RCN等公司都已经这样做了。

　　“对我们来说，这就是由Netflix运营的一个‘黑盒子’。”RCN的网络服务副总裁皮特·雅各比(Peter Jacoby)向Ars Technica说道。“除了向其提供IP地址以外，我们几乎不会做其他任何事情。我们将(Netflix的视频内容)放在自己的数据中心里，这些内容能更加接近我们的客户，因此当客户想要观看一部电影时，通常情况下那些流行的电影将从最接近的高速缓存进行流播放，消除它们与Netflix之间可能出现的许多问题。”

　　虽然这种作法给RCN带来了额外的电力、冷却和主机代管费用，但同时也减少了RCN不得不从自身网络外部接收的流量。此外，这种作法还能给用户带来更加可靠的流播放服务，让他们能观看“超高清”和3D内容;对Netflix用户来说，只有使用Netflix Open Connect服务的互联网服务提供商客户才能收看这些内容。“对我们来说，那就是一种胜利。”雅各比说道。

　　当时代华纳有线拒绝与Netflix结成合作关系时，该公司指责Netflix“向部分内容关闭了入口，同时却从互联网服务提供商那里寻求获得史无前例的最惠待遇。”虽然时代华纳有线并未公开要求Netflix向其付钱，但如果该公司同意免费的对等互连和高速缓存协议，那么就将阻碍时代华纳有线要求Netflix付费以便向时代华纳有线用户传输流量。

　　费尔顿警告称，强迫Netflix等公司向所有“最后一英里”互联网服务提供商付费以便向其用户提供内容，这将导致未来难以出现更多的视频流播放服务提供商。“如果在默认情况下，一种对等互连关系必须由在线服务提供商付费，那么下一个Facebook永远都不会存在，下一个YouTube也永远都不会存在，因为从*天开始，它们就将背负上无力承担的成本。”费尔顿说道。

　　就今天而言，至少有一件事情是很明显的。如果你想要这样的一家互联网服务提供商：不会由于跟竞争对手进行对等互连而感到良心不安，而且会接受由第三方视频服务提供商提供的高速缓存服务，那么*的互联网服务提供商就不是你*的选择。

　　RCN在芝加哥、波士顿、华盛顿特区和宾夕法尼亚州的部分地区从事业务，其竞争对手包括Verizon和康卡斯特等。RCN知道，要求Netflix付费并非可行之举。RCN是一家规模较小的互联网服务提供商，必须提供更好的服务才能让自己脱颖而出，雅各比说道。尽管RCN提供自己的点播视频内容，同时还出租优质视频内容来获取收入，但这家公司同时也在确保其客户能获得良好的YouTube和Netflix视频播放质量。

　　“如果康卡斯特能(从Netflix那里)获得收入，时代华纳有线也是如此，那么我们也会采取同样的措施。”雅各比说道。“但我们需要尊重网络中立原则，有许多问题是我想要得到答案的。我们面临什么样的威胁?我们将要为客户提供糟糕的服务吗?我们不会那样做。其他一些电信公司正想要那样做，但我们不会。我们在这个行业中是规模较小的公司，这就是我们所处的竞争地位，就是我们与其他电信公司之间的区别。”

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