Momento Media Storage、AWS MediaLive、Amazon CloudFrontを使用したライブビデオオリジンの作成

ライブ・ビデオ・ストリーミングでは、世界中の視聴者の要求に対応するために、高いパフォーマンスとスケーラビリティを備えたオリジン・サーバーが必要です。従来のオリジン・サーバーは、最新のクラウド・ワークフローと統合した場合、レイテンシー、スケーラビリティ、または複雑さに苦労することがよくあります。Momento Media Storage は、ライブ・ビデオ・ストリーミング用に調整された、堅牢で低レイテンシー、コスト効率の高いオリジン・ソリューションを提供することで、シンプルで大規模なソリューションを提供します。

このチュートリアルでは、AWS Elemental MediaLive でエンコードされ、Amazon CloudFront 経由で配信されるライブ・ビデオ・ストリームのオリジン・サーバーとして、Momento Media Storage を設定する方法を学びます。このガイドの最後には、パフォーマンスと信頼性を最適化したライブHLSストリームを配信できるワークフローが完成します。

以下がその内容です：

オリジン・サーバーとして動作するストレージ・ネームスペースをMomento Media Storageに作成する。
ライブコンテンツをエンコードしてMomentoにプッシュするために、AWS Elemental MediaLiveを設定する。
低レイテンシーで視聴者にコンテンツを提供するためにAmazon CloudFrontを設定する。
スムーズな再生を保証するためのセットアップのテストとトラブルシューティング。

このチュートリアルでは、Momento コンソールを使用しますが、Momento SDK を使用して、すべてをプログラムで作成および設定することもできます。

ビデオでの学習がお好きですか？

このチュートリアルの簡単なウォークスルーを見て、実際に手順を確認してください。このビデオは、以下のガイドを補完するもので、視覚的に学習される方、または詳細に入る前にハイレベルな概要や追加コンテキストが必要な方に最適です。

準備

リソースを作成する前に、ライブ・ビデオ・チャンネルの基本的な特性を決定してください。

Channel bitrates: チャンネルのビットレートは解像度、フレームレート、エンコーディングに依存します。下の表は、このガイドで使用されているビットレートの例です。

Segment duration: グラス間のレイテンシを最小にするため、セグメントの継続時間は1秒から2.5秒の間であるべきである。このガイドでは2.5秒を使用しています。

TTL (Time-to-Live): TTLは、ストリームデータが再生可能な時間を決定する。このガイドでは、3600秒（1時間）を使用しています。お使いの製品にDVR再生のような機能が含まれている場合、日単位で測定されるもっと長いTTLが必要になる可能性があることに注意してください。

ヒント

Momento Media Storageの最大オブジェクトサイズは10MBです。セグメントサイズを見積もるには、ビットレート（Kbps）を8で割り、セグメント時間（秒）を掛け、ヘッダーを考慮して10%を加えます。例えば、1000Kbpsで2秒のセグメントは、およそ1000 / 8 * 2 * 1.1 = 275KBです。

このチュートリアルでは、3つのエンコーディングプロファイルと2.5秒のセグメントを持つadaptive bitrate ladder用に1つのライブビデオチャンネルを設定します：

resolution	framerate	bitrate	segment size
`720p`	`30`	`2,500 kbps`	`850 KiB`
`480p`	`30`	`1,500 kbps`	`500 KiB`
`240p`	`30`	`750 kbps`	`250 KiB`

1. Momentoアカウントでストレージ名前空間を作成する

現在、Momento Media Storageは、主要なデザイン・パートナーによるプライベート・プレビュー・アクセスに制限されています。ストレージ・ネームスペースを作成するには、Momento Consoleに一度ログインし、アカウントを初期化してください。その後、support@momentohq.com またはサポート担当者に以下の情報を連絡し、ストレージネームスペースを作成してください：

account id: コンソール](https://console.gomomento.com/)の右上にあるドロップダウンから、あなたのアカウントIDを探します(`a-xxxxxxxxxxx`)。
namespace id: 新しいストレージ名前空間に必要な ID。このガイドでは live-origin を使用する。
AWS region: 新しいストレージ名前空間の AWS リージョン。このガイドでは us-west-1 を使用する。AZ-alignmentが利用可能になったら、リージョン内の2つのAZも指定する必要がある。
hot storage capacity: これにより、低レイテンシのストレージにどれだけのストリームデータを保持するかが決まる。すべてのセグメントのサイズを合計し、ホットストレージに保持するセグメント数を乗じることで、必要な容量を見積もる。例えば、例のビットレートラダーの5分間をホットストレージに保持するには、(850+500+250)Kib * 300/2.5 ≈ 200 MiBが必要です。

Momento Media Storageがプライベートプレビューである間、ストレージ名前空間はコンソールでキャッシュとして表示されます。このガイドでは、namespace を cache と同じ意味で使用します。Momento Media Storageが一般公開に近づくにつれて、コンソールの更新により、ネームスペースの作成がセルフサービスプロセスになります。

次に、エンコーダーがセグメントファイルとマニフェストファイルを live-origin ネームスペースに安全に書き込むために使用する API キーを生成します。Momento コンソールの API Key セクションで、live-origin ネームスペースへの 読み書き アクセス権を持つ、30 日で有効期限が切れる Fine-Grained Access Key を作成します。APIキーを生成する前に、「Add Permission 」をクリックし、権限を付与することを忘れずに。

Momentoコンソールに表示されるlive-originネームスペースの読み書き権限

APIキーの情報は、このページから移動すると利用できなくなるので、APIキーをJSONファイルとしてダウンロードしてください。本ガイドでは、このAPIキーを encoder_api_key として参照します。

動画プレーヤは、エンコーダによってプッシュされたコンテンツを、**コンテンツ配信ネットワーク（CDN）**を介して Momento Media Storage に読み込みます。セキュリティのベストプラクティスとして、live-origin 名前空間への 読み取り専用 アクセス権を持つ 2 つ目の API キーを作成してください。この新しいAPIキーを作成するには、前回と同じAPI key pageを使用する。本ガイドではこのAPIキーを player_api_key と呼ぶ。

Checking in

一つはlive-originネームスペースへのreadwriteアクセスを許可するもの、もう一つはreadonlyアクセスを許可するものである。これらは今後のステップで使用するために手元に置いておく。

2. ライブビデオエンコーディングのためのAWS MediaLiveのセットアップ

AWS Elemental MediaLiveはAWSのライブビデオエンコーディングサービスであり、ライブストリームを処理し、スケーラブルに配信する。MediaLiveはライブビデオをHLSのようなストリーミング形式に変換する。これは、ライブ・スポーツ、主要なライブ・イベント、および24時間365日のチャンネルによく使用されます。

MediaLive は、このライブ動画ワークフローで エンコーダー として機能します。エンコードされたビデオは、オリジンサーバーとして機能する Momento Media Storage に直接送信されます。

ヒント

最高のパフォーマンスを得るには、MediaLive サービスと live-origin ネームスペースが同じ AWS リージョンにあるか、可能な限り近いことを確認してください。MediaLiveを初めて使用する場合は、AWSドキュメントに詳細なセットアップ手順が記載されているので参照してください。

Channel settings

最初にAWS MediaLiveのcreate channelページに移動します。チャンネルに意味のある名前を付け、初めてサービスを利用する場合は、Create role from templateの指示に従って、エンコードに必要な権限を持つIAMロールを作成します。セットアップが完了したら、MediaLiveAccessRoleロールを選択します。

チャンネル・テンプレートを使ったり、入力仕様を変更したりすることはありません。しかし、Channel class を SINGLE_PIPELINE に変更します。他のすべての設定フィールドはそのままで、デフォルト値が今回のユースケースに適しています。設定が完了したら、以下のスクリーンショットのようなものができるはずです。

MediaLive channel settings page fully configured

Input attachments

次に、チャンネルの入力を設定します。入力はチャンネルがアクティブなときにストリーミングされるメディアです。入力アタッチメントラベルの横にある追加ボタンをクリックするか、入力リストに直接移動することができます。

すでに使用したい入力がある場合は、今すぐ選択してください。そうでない場合は、Create inputボタンをクリックして新しい入力を作成します。この例では、S3バケットで公開されているMP4形式のBig Buck Bunnyをストリーミングします。適切な名前を付け、入力タイプを MP4 とし、入力クラス を SINGLE_INPUT とします。

入力ソースAフィールドにMP4への一般にアクセス可能なURLを入力し、他のフィールドはすべてそのままにしておきます。以下のようになります：

MediaLive completed input page

設定が完了したら、Create inputボタンを押し、チャンネル設定ページに戻り、先ほど作成した入力を選択します。

Output groups

さて、いよいよ重要な部分です。入力をどの出力に変換するかを設定します。このチュートリアルの最初に述べたように、異なる解像度で3つのバリエーションを生成します： 720p、480p、240p です。これを行うには、チャンネルに出力グループを設定します。

チャンネル設定ページの 出力グループ の隣にある追加ボタンをクリックし、出力グループタイプとして HLS を選択し、確認ボタンを押します。

保存先のURLは、先ほど設定した encoder_api_key を使って、Momento HTTP API に直接書き込む。以下のような形式にしてください：

https://<momento_rest_endpoint>/cache/<namespace_id>/playlist.m3u8?ttl_seconds=<ttl>

変数のプレースホルダーは以下のとおりです：

momento_rest_endpoint - Momento HTTP API 地域別エンドポイント (一覧を参照)
namespace_id - アップロードされたセグメントを受け取る名前空間の ID
ttl - 削除前にプレイリストとセグメントを保持する秒数

注意 - 最後の role=origin クエリーパラメーターに注目してください。これはMediaLiveがセグメントを公開するために必要です。

例として、目的地のURLは次のようになります：

https://api.cache.cell-4-us-west-2-1.prod.a.momentohq.com/cache/live-origin/playlist.m3u8?ttl_seconds=3600&role=origin

次に、Credentialsセクションを展開します。ユーザー名を momento に設定します。Passwordの下にあるCreate parameterを選択し、指示に従って/medialive/momento_api_keyという新しいパラメータを作成します。

CDN設定で、HLS Akamaiを選択します。私たちはHLS Akamaiを使用して、MediaLiveが各リクエストで認証情報を適切に送信するようにしています。HLS basic putを使用すると、認証情報を省略するサービスに小さな癖があります。

AWS MediaLive console with channel configuration filled out

Manifest and Segments**セクションで、以下のフィールドを設定する：

Output Selection - MANIFESTS_AND_SEGMENTS
Mode - LIVE
TS File Mode - SEGMENTED_FILES
Segment Length - 2

残りの設定は、以下の設定と一致させます：

AWS MediaLive console with output configuration complete

最後に、AWS Elemental MediaLive がバリアントプレイリストを更新する方法を設定します。バリアントプレイリストは、マスタープレイリストの選択名の末尾に Name 修飾子 を追加することで、マスターマニフェストから派生します。各バリアントプレイリスト/出力には、どのプレイリストを見ているのか一目でわかるように、説明的な修飾子を追加します。たとえば、例のビットレート・ラダーの各バリアント・プレイリストには、_480p30、_240p30、_720p30 が Name Modifier として付きます。マスターマニフェストを playlist.m3u8と命名したため、結果のバリアントマニフェストはそれぞれ playlist_480p30.m3u8、playlist_240p30.m3u8、playlist_720p30.m3u8 と命名されます。この命名規則は、以下のCloudFront設定で指定する必要があります。

AWS MediaLive console with the name modifier configured for all outputs

すべての設定が完了したら、Create channelボタンを押してエンコーダーを作成します！

3. Amazon CloudFrontによるコンテンツ配信の最適化

Amazon CloudFront は、ライブ・ビデオ・ストリームを世界中の視聴者に迅速かつ確実に配信するコンテンツ・デリバリー・ネットワーク（CDN）です。このステップでは、CloudFrontをMomento Media Storageで動作するように設定し、待ち時間の最適化、コストの管理、アクセスの確保を行います。

CloudFrontは、このワークフローで2つの重要な役割を果たします：

PoP（Point of Presence）全体でビデオセグメントをキャッシュすることで、レイテンシーとコストを削減する。
リクエストに適切な認証トークンを追加することで、Momentoオリジンへのアクセスを保護する。

メディアセグメントは、頻繁に変更されないアセットです。1～5秒のビデオ、オーディオ、またはメタデータを表し、エンコーダーによって生成された後は変更されません。これらのメディアアセットは通常、liveとVODの両方のビデオワークフローにおいて、エンド視聴者の近くにある複数のPoPにまたがるAmazon CloudFrontのようなCDNサービスによってキャッシュされるのが最適である。

VOD ワークフローでは、一度作成された HLS マニフェストは変更されませんが、ライブビデオワークフローの HLS マニフェストは、最新のメディアセグメントを提示するために、エンコーダによって常に「ライブポイント」で再作成されます。その結果、ライブ HLS マニフェストは、CDN によってメディアセグメントのサイズよりも長くキャッシュされるべきではありません。そのため、私たちはマニフェストをキャッシュせず、代わりに頻繁に変更されるオブジェクトを管理するために設計された Momento オリジンに渡します。

ヒント

適切なCloudFrontビヘイビアで短いTTLを指定することで、マニフェストファイルの取得を最適化できます。

Amazon CloudFrontコンソールで、カスタムCloudFrontビヘイビアによってこれらのルールを有効にするCloudFrontディストリビューションを作成します。

CloudFront console with the create distribution fields completed

CloudFrontディストリビューションのオリジンドメインは、MediaLiveチャネルを設定するために使用したmomento_rest_endpoint urlとして設定する必要があります。このワークフローではオリジンパスフィールドが必須であることに注意してください。

CloudFront は、API キーやセッショントークンを取得するための認証フローを経由しない動画プレーヤからアクセスされるため、デフォルトのポリシーで、受信リクエストに対して player_api_key を含む Authorization ヘッダーを追加するように設定する必要があります。これにより、CloudFrontはAPIキーを自動的にMomentoに転送し、生成されたセグメントへの読み取り専用アクセスを許可する。

CloudFrontのOrigin Shield機能を有効にする必要はありません。

**Web Application Firewall (WAF)**設定では、デモではDo not enable security protectsを選択する。

次に、Momentoオリジン・サーバーから読み込む3種類のオブジェクトに対するCloudFrontの動作を定義する必要がある：

デフォルトの動作
メディアセグメントに対する動作
バリアントプレイリストの動作

CloudFront console listing the caching behaviors and their policies

Default behavior: この「動作」は、動画起源のワークフローの一部ではない項目に対するものです。これらのオブジェクトは頻繁に変更されるため、CloudFront にキャッシュしないことを想定し、「CachingDisabled」ポリシーを使用します。以下のようにポリシーを設定します。

CloudFront behavior for the default behavior

4. Starting the stream

さて、ビデオプレーヤーがプレイリストとセグメントにアクセスできるようにCDNを設定したので、動作するか確認してみましょう！作成したチャンネルに戻り、開始ボタンを押してください。しばらくすると、チャンネルがビデオを放送します！

MediaLive channel in a playing status

これでストリームがアクティブになり、セグメントを作成して live-origin キャッシュにアップロードするようになった。では、実際に動かしてみよう。

5. Watching the stream

VLC media playerのような、HLSプレイリストを受け入れる互換性のあるメディアプレーヤーをすでにお持ちなら、素晴らしいことです！オンラインプレーヤーを使いたい場合は、Livepush.io に移動してテストすることができます。

ライブストリームのURLを取得するには、CloudFrontディストリビューションのディストリビューションIDを取得する必要があります。CloudFrontディストリビューションページに移動して見つけてください。これを取得すると、プレイリストのURLは以下の形式になります：

https://<cloudfront_id>.CloudFront.net/playlist.m3u8

このURLをプレーヤーに入力すると、ストリームを視聴できます！

HLS player streaming our content

Media segments behavior: これらのファイルはエンコーダーがオリジンに送信した後に変更されることはないので、CloudFrontとその「CachingOptimized 」ポリシーによってキャッシュされるのに適した候補となる。AWS MediaLiveの設定から、オーディオ/ビデオを含むセグメントは常にファイル拡張子.tsを持ちます：

CloudFront behavior for caching segments

Variant playlists behavior: これらの playlist_*.m3u8 ファイルは、AWS Elemental MediaLive から新しいメディアセグメントが利用可能になるたびに更新される。MediaLive がプレイリストを再作成するとき、URI に encoder_api_key トークンのクエリパラメータが自動的に追加される。デフォルトのルールでは、これらのセグメントをリクエストするときに Authorization ヘッダーに異なる競合する値（player_api_key）を適用するので、これらのリクエストに対して Authorization ヘッダーを削除する動作を定義する必要がある。これを実現するには、Origin request policy を None に設定する。

CloudFront behavior for variant playlists

6. Troubleshooting

うまくいかず、ストリームが再生されない場合、トラブルシューティングの最善の方法は、HLS ビデオプレーヤーによって実行される各ステップを手動で確認することです。

MediaLive and Momento

マスターマニフェストが player_api_key でアクセス可能で、バリアントプレイリストを正しく返すことを確認します。以下の curl コマンドを使用してテストするか、Momento コンソールを使用してネームスペースのデータを表示します。

$ curl "https://<momento_rest_endpoint>/cache/live-origin/playlist.m3u8?token=<player_api_key>"

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-INDEPENDENT-SEGMENTS
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=2648800,AVERAGE-BANDWIDTH=1790800,CODECS="avc1.77.30,mp4a.40.2",RESOLUTION=640x480,FRAME-RATE=30.000
playlist_480p30.m3u8?ttl_seconds=3600
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=1394800,AVERAGE-BANDWIDTH=965800,CODECS="avc1.4d400d,mp4a.40.2",RESOLUTION=320x240,FRAME-RATE=30.000
playlist_240p30.m3u8?ttl_seconds=3600
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=4391200,AVERAGE-BANDWIDTH=2961200,CODECS="avc1.4d401f,mp4a.40.2",RESOLUTION=960x720,FRAME-RATE=30.000
playlist_720p30.m3u8?ttl_seconds=3600

各バリアントプレイリストにアクセスできるかどうか、バリアントプレイリストにリストされている最後のメディアセグメント（別名 ライブポイント）をダウンロードできるかどうかを確認します。以下は、480p マニフェストとライブポイントを表示するための curl コマンドです。

$ curl "https://<momento_rest_endpoint>/cache/live-origin/playlist_480p30.m3u8?token=<player_api_key>"

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-TARGETDURATION:2
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:891
#EXTINF:2.00000,
playlist_480p30_00891.ts
#EXTINF:2.00000,
playlist_480p30_00892.ts
#EXTINF:2.00000,
[...]
#EXTINF:2.00000,
playlist_480p30_00939.ts
#EXTINF:2.00000,
playlist_480p30_00940.ts

$ curl -o test.ts  "https://<momento_rest_endpoint>/cache/live-origin/playlist_480p30_00940.ts?token=<player_api_key>"

ライブポイントを見るときは、test.tsファイルが正しくダウンロードされ、お気に入りのテストツール（ffprobe、mediainfoなど）で問題ないことを確認する。

これらのステップのいずれかに失敗した場合、通常次のようなことが考えられます：

encoder_api_keyまたはplayer_api_keyは、名前空間への適切なアクセス・レベルを持っていない可能性があります。
AWS Elemental MediaLiveが正しく設定されていないか、実行されていません。
HLS 出力グループレベルの Destination URL フィールドで指定された URI をダブルチェックし、クエリパラメータ &ttl_seconds=<ttl>&role=origin を追加することを忘れないでください。

CloudFront

MediaLiveとMomentoですべてが正しく見えるなら、CloudFrontからのリクエストを検証する。配信ルールにはすでに認可ヘッダーが埋め込まれているので、URIにplayer_api_keyを追加する必要はありません。CloudFrontが適切に挿入していることを確認してください。

以下の3つのコマンドは、プレーヤーからCloudFrontを通じてMomento Media Storageに送信されるリクエストと同じ結果を生成します。最後のコマンドの <id> は、取得したプレイリストの有効な値に置き換えてください：

$ curl "https://<cloudfront_id>.CloudFront.net/playlist.m3u8"

$ curl "https://<cloudfront_id>.CloudFront.net/playlist_480p30.m3u8"

$ curl -o test.ts "https://<cloudfront_id>.CloudFront.net/playlist_480p30_<id>.ts"

これらのステップのいずれかに失敗した場合、通常考えられるのは次のようなことです：

CloudFrontディストリビューションの作成時に、Authorizationヘッダーに player_api_key が正しく設定されていません。
CloudFrontの動作が正しく設定されていない可能性があります。ファイルパターンと関連するキャッシュポリシーを再度確認してください。

That's it!

おめでとうございます！Momento Media Storage、AWS MediaLive、Amazon CloudFrontを使用したライブ動画ストリーミングワークフローのセットアップに成功しました。このモダンでスケーラブルなソリューションは、ライブ HLS ストリームを配信するための低レイテンシー、信頼性、最適なパフォーマンスを保証します。

*ここで学んだこと:

パフォーマンスとコスト効率の高いオリジン・サーバーとしてMomento Media Storageを設定。
AWS MediaLiveを設定し、アダプティブ・ビットレート・ストリームをエンコードしてMomentoに直接プッシュ。
CloudFrontを使用したコンテンツ配信の最適化により、レイテンシーを削減し、コストを管理し、再生アクセスを保護。
オリジンから視聴者へのシームレスなストリーミングを保証するためのセットアップのテストとトラブルシューティング。

Next Steps

ライブ・ストリーミングのワークフローが稼働し始めたら、さらなる機能や最適化を検討してください：

ワークフローへのエンタイトルメントの追加について学びます。
MomentoにストリーミングするためのffmpegとRTMPストリームの使い方を学びます。
リアルタイムリアクション](/media-storage/enhancements/live-reactions)をストリームに追加します。

私たちは、あなたが作るものを見るのが待ちきれない。ハッピー・コーディング！

準備​

1. Momentoアカウントでストレージ名前空間を作成する​

2. ライブビデオエンコーディングのためのAWS MediaLiveのセットアップ​

Channel settings​

Input attachments​

Output groups​

3. Amazon CloudFrontによるコンテンツ配信の最適化​

4. Starting the stream​

5. Watching the stream​

6. Troubleshooting​

MediaLive and Momento​

CloudFront​

That's it!​

準備