Uma transmissão de vídeo, seja sob demanda ou de difusão, pode ser organizada de duas formas: Centralizada e Descentralizada.

     

Todos os usuários conectam-se em um servidor que centraliza toda a transmissão de vídeo.

As principais vantagens desse sistema são a praticidade de implementação e controle. Contudo, esse modelo torna-se muito pouco escalável, pois este servidor deve transmitir para todos os usuários do sistema.

Alguns recursos têm sido estudados para reduzir a demanda de banda no servidor. A principal dela é a comunicação multidestinatária (multicast).

A comunicação multidestinatária (multicast) consiste no envio de um mesmo pedaço de informação para múltiplos usuários ao mesmo tempo.

O objetivo desse mecanismo é evitar a redundância de informação transmitida na rede. Assim, a fonte envia apenas uma cópia de informação e esta cópia é replicada no interior da rede quando for necessário e envia cada uma das cópias para os enlaces que compõe o caminho até cada destinatário.

Esse processo deveria ser realizado na camada 3, rede, do TCP/IP, porém, devido a dificuldades de implementação e alteração dos roteadores já existentes no núcleo da rede, esse mecanismo é desenvolvido na camada de aplicação e é conhecido como multicast aplicativo.

No multicast aplicativo, o conceito é que os sistemas finais que participam da comunicação repliquem as mensagens e encaminhem para os destinatários mais próximos.

     

No modelo descentralizado, existem diversos servidores na rede para transmitir o vídeo para os usuários. Com isso, aumenta-se a escalabilidade da rede, pois a demanda é distribuída.

Esse modelo possui duas sub-divisões principais. A primeira consiste em colocar diversos servidores em diversas regiões, a fim de aproximar o cliente do servidor, reduzindo atrasos. Além disso, esse modelo divide as requisições entre os servidores. Chamamos essa rede de servidores criada de Rede de Distribuição de Conteúdo.

Na segunda sub-divisão, todos os clientes também são servidores, caracterizando uma crescente escalabilidade da rede. A essa rede, damos o nome de Rede Par a Par.

Apesar do modelo de transmissão de vídeo descentralizado apresentar maior capacidade, sua implementação e controle são consideravelmente mais complexos.

As redes de distribuição de conteúdo (CDNs) foram criadas visando o aumento da escalabilidade e eficiência do modelo cliente-servidor.

Essas redes consistem em nós interconectados pela Internet. Cada nó deve ficar em um backbone diferente, a fim de aproximar o servidor do cliente, aumentando a taxa de transferência e diminuindo a latência da conexão. Assim, quanto mais servidores existirem na rede, maior será a sua eficiência e escalabilidade, porém o aumento do número de nós e a capacidade desses nós representa um aumento significativo nos custos.

As CDNs funcionam basicamente com um servidor principal e outros servidores de réplica. O servidor principal é responsável por armazenar, catalogar e divulgar o conteúdo da rede. Já os servidores de réplica apenas encaminham o conteúdo para os clientes.

Nas redes par a par, cada cliente é também um servidor da rede. Por contribuírem para o funcionamento e manutenção da rede, os clientes participam ativamente no processo de distribuição. Dessa forma, quanto maior o número de clientes utilizando a rede, maior será a capacidade desta. Assim, a escalabilidade é a principal característica dessas redes.

Além dessas características, uma rede par a par torna-se robusta a falhas, pois não existe um ponto central de falha. Se um nó falhar, os nós que estão recebendo deste podem transferir as suas requisições para outros nós da rede.