Dai DVD ai CDN: la tecnologia che anima Netflix

pubblicato in Dietro la tecnologia
Pubblicato da Boolean
· 14/06/2021 · 10 minutes read

Proviamo a fare un veloce quiz: in che anno è nato Netflix? Un indizio: il lancio in Italia del noto servizio di streaming è avvenuto a ottobre del 2015, quindi provando a immaginare che fosse nato poco tempo prima negli Stati Uniti, la vostra risposta potrebbe essere che Netflix è nato più o meno dieci anni fa. La risposta giusta però è molto lontana dalla questa: Marc Randolph e Reed Hastings hanno fondato Netflix il 29 agosto del... 1997. Ma vent'anni fa Internet non era così diffuso: come faceva il servizio a fornire film e serie TV in streaming?

Il Netflix di oggi è molto diverso da quello degli anni novanta. Il core business rimane incentrato sulla distribuzione (e ora anche creazione) di contenuti multimediali, ma il modo di farlo è totalmente cambiato. Con questa evoluzione non solo Netflix è diventata una compagnia da miliardi di dollari ma anche un polo tecnologico importantissimo, attraverso alcune delle innovazioni che hanno trainato il settore e che hanno permesso la nascita di tantissimi competitor. Queste stesse tecnologie animano non solo i servizi di streaming, ma anche milioni di siti web che usiamo tutti i giorni.

Come nasce Netflix

L'aneddoto che i due fondatori di Netflix spesso raccontano per giustificare l'idea dietro la prima versione del servizio era legato a doppio filo con Blockbuster, il colosso del noleggio di film che a fine anni 90 dominava il mercato. A quanto pare, Hastings noleggiò una copia di Apollo 13 finendo però per dover pagare 40$ di "multa" per aver restituito il film in ritardo. Erano gli anni della nascita di Amazon e quindi del concetto di ricevere i prodotti a casa: perché quindi non ricevere anche i film a domicilio?

Fecero una prova: spedirono da un indirizzo all'altro una busta contenente un DVD, ai tempi un formato neonato e che non avrebbe poi preso davvero piede se non fino al 2002. Il disco arrivò intatto: l'idea di usare il servizio postale per inviare film a casa (per poi riceverli indietro, buttandoli in una qualsiasi cassetta della posta per strada) era quindi fattibile, e c'era margine per realizzare un servizio diverso da Blockbuster ma che ne avrebbe cannibalizzato il mercato. Nacque così un servizio di noleggio da casa: scegli il film, ti arriva nella cassetta della posta, hai qualche giorno per guardarlo e poi lo restituisci comodamente alla prima occasione utile. Netflix poteva andare dove Blockbuster non arrivava, essendo la catena legata alla presenza fisica dei negozi.

Passano gli anni, e le esigenze cambiano. Internet prende piede, il DVD inizia a passare di moda, lo streaming di video da piattaforme come YouTube comincia a essere una realtà. Nel 2007 Netflix annuncia quindi di voler lanciare una piattaforma per guardare film e serie TV direttamente tramite Internet, senza nemmeno più dover aspettare che il disco arrivasse a casa. Nel giro di pochi anni cambia totalmente il modello di business di Netflix, e per accompagnare tutto questo fu necessario sviluppare una piattaforma tecnologica capace di stare al passo dei cambiamenti.

Netflix si è sempre avvalsa della tecnologia per funzionare: per esempio, l'algoritmo Cinematch consigliava film agli utenti non solo per assecondare i loro gusti, ma anche per equilibrare il carico di dischi da distribuire, evitando che ci fosse interesse solo per i titoli di punta ma consigliando anche film meno richiesti. Tutta la logistica delle spedizioni - Netflix arrivava a consegnare un milione di DVD al giorno - richiedeva enormi sforzi sotto tutti i punti di vista, e c'erano poi da gestire il sito web, la fatturazione, gli utenti, il database dei film... insomma, pura tecnologia al servizio degli utenti. Con l'arrivo dello streaming però serviva tutt'altro: come si distribuisce un video di un'ora e mezzo, di alta qualità, con più lingue e sottotitoli, che deve girare su computer, smartphone e tablet, senza intasare le reti Internet di mezzo mondo?

Come funziona lo streaming Netflix

Inizialmente, non era decisamente tutto rose e fiori. Per motivi di compatibilità, il servizio streaming di Netflix - chiamato Watch Now - funzionava solo su computer Windows con Internet Explorer impostato come browser. Ogni contenuto video, per essere distribuito online, deve subire un processo chiamato encoding: in pratica deve essere trasformato in un formato compatibile che poi il dispositivo finale può interpretare. In questo caso, fu adottato il codec VC-1, realizzato principalmente da Microsoft che ne voleva spingere fortemente l'uso.

Nel giro di poco però si rese necessario utilizzare altri codec per poter raggiungere velocemente tanti altri dispositivi diversi fra di loro: questo processo ha rappresentato un primo scoglio tecnologico rilevante per Netflix, perché il film fornito dalla casa di produzione doveva essere convertito in oltre cento formati diversi - una cosa che richiede ancora oggi molta potenza di calcolo. Pensate che per ogni file video ne servono versioni per diverse risoluzioni, per dispositivi differenti, a volte con modifiche legate alle lingua in cui viene distribuito, e il calcolo è presto fatto.

Un'altra importante tecnologia in uso è quella che permette di far partire un contenuto su Netflix senza dover aspettare troppo per il suo caricamento: fino a qualche tempo prima era piuttosto comune dover aspettare per poter guardare un video, una cosa conosciuta come buffering. In pratica il dispositivo aspettava di avere un sufficiente numero di secondi di video prima di far partire la riproduzione, per evitare delle fastidiose pause di caricamento. Adesso il buffering dura letteralmente pochissimi secondi, ma il film che abbiamo scelto viene avviato a una qualità dell'immagine più bassa e che migliora via via nel giro del primo minuto. Ha senso, no? Il film parte subito, l'utente si scoccia di meno e quello che vedremo per qualche secondo con una qualità inferiore probabilmente è solo la sigla o il titolo di inizio.

La tecnologia che ha permesso questo si chiama adaptive bitrate: il bitrate (letteralmente: velocità di trasmissione) incide nella qualità di ogni singolo fotogramma del video. Se è "pixelloso" significa che il bitrate è basso, se invece è ben definito abbiamo un bitrate alto e la massima risoluzione possibile. Ovviamente, più è alto il bitrate e più il video "pesa" sulla rete. Rendendo il bitrate adattivo, è possibile far andare di pari passo la velocità della rete dell'utente alla qualità dell'immagine: significa in soldoni che se Internet inizia a rallentare, non si interrompe la visione del film ma per qualche istante cala la qualità visiva. Vi sarà capitato di notare che ogni tanto l'immagine perde di definizione: da qualche parte tra voi e Netflix la rete era forse un po' congestionata (o il Wi-Fi di casa ha perso qualche colpo), e per evitare di dover fermare la visione è stato scelto di ridurre la definizione del video per ridurne l'impatto sulla rete. È per questo che la schermata qui sotto ormai si vede poco, se non subito dopo aver fatto partire la riproduzione di qualcosa.

Tutte queste tecnologie hanno permesso nel giro di pochissimo di trasformare lo streaming in una soluzione conveniente: nel giro di poco, il concetto di spedire un DVD per guardare un film sembrava qualcosa da medioevo. Senza i vari sistemi di encoding e la possibilità di adattare il bitrate, i film su Netflix sarebbero stati fruibili solo a chi aveva reti molto veloci, mentre oggi praticamente tutti riescono a guardare le loro serie TV preferite anche se connessi dallo smartphone mentre ci si trova in metropolitana. Mancava però da risolvere un aspetto: dove si possono tenere tutti questi milioni di file video da distribuire ad altrettanti milioni di utenti?

La rivoluzione CDN

Se ogni giorno riuscite a guardare qualcosa su Netflix, dovete ringraziare Amazon. No, non è un errore: la stessa Amazon che vi consegna i pacchi a casa e che ha un suo competitor - Prime Video - mette "a disposizione" una delle più grandi reti per la distribuzione di contenuti che sia presente al mondo, Amazon Web Services (o AWS). Facciamo un passo indietro: Netflix alla fine funziona come un qualsiasi sito Internet. Voi da casa digitate un indirizzo, e un server remoto risponde trasmettendo del contenuto. Finché si tratta di un sito con poco traffico, nessun problema: ma quando ci sono milioni di utenti che vogliono guardare l'ultima puntata de "La casa di carta", ci vuole un attimo a congestionare il tutto.

Netflix iniziò come tanti altri hanno fatto: costruendo enormi data center pieni di server e contenenti puntate e film da distribuire sulla rete. Il problema è che questo creava enormi problemi ai provider di Internet, che vedevano il traffico "mangiato" soltanto da Netflix, e non era una soluzione scalabile all'infinito. Lanciare Netflix in un nuovo paese significava avere a disposizione un intero data center geograficamente vicino, per evitare che il servizio risultasse anche scadente da un punto di vista di reattività. Serviva una soluzione tecnologicamente più sviluppata, capace di essere pronta all'enorme crescita che Netflix stava avendo qualche anno fa.

La risposta era una: usare un CDN. Acronimo di Content Distribution Network, i CDN sono effettivamente dei sistemi per distribuire contenuto in maniera intelligente. Invece di centralizzare tutto il contenuto in un data center, esso viene distribuito in vari server sparsi per il mondo - anzi, nel caso di Netflix, in un posto ancora più furbo. Vi siete mai chiesti come fanno i vari provider di Internet a comunicare tra di loro? Ci deve essere un posto che funge da "ponte", un nodo di interscambio: si chiamano IXP, Internet Exhange Point, e sono delle infrastrutture fisiche che svolgono esattamente questo compito.

Netflix va a installare in questi punti dei suoi server che hanno lo scopo di immagazzinare più contenuto possibile. Questo permette a ogni utente che vuole guardare un film di richiedere il file video da un punto fisicamente più vicino a lui, riducendo enormemente il carico di rete. Quando qualcuno fa play per guardare un film, ne sta vedendo una copia tenuta all'interno di uno di questi server, invece di risalire "alla fonte". Moltiplicatelo per i milioni di utenti Netflix in giro per il mondo e potrete immaginare l'effetto che fa. Ma cosa c'entra Amazon in tutto questo? La rete AWS è quella a monte di tutto, ed essendo questo cloud disponibile in tutto il mondo è possibile evitare di dover costruire delle proprie infrastrutture per stoccare film e puntate.

L'impiego dei CDN ha permesso a Netflix di scalare realmente e raggiungere tutto il mondo: l'esempio che più fa capire la differenza che questa scelta ha fatto lo troviamo in Australia. Internet arriva nel paese dei canguri grazie a enormi cavi sottomarini che distribuiscono la connessione: pensate che "stress" sulla rete se milioni di cittadini australiani decidessero di guardarsi un film contemporaneamente. Con una rete di distribuzione, Netflix crea una singola copia dei vari contenuti che viene trasferita in Australia una volta soltanto, e tutti gli utenti si collegano poi al loro nodo di distribuzione: è a tutti gli effetti come avere un magazzino, una pratica che consente di migliorare notevolmente la logistica di qualsiasi bene.

L'effetto Netflix

Gran parte di quello che Netflix ha sviluppato non è una novità assoluta, ma la combinazione delle parti ha permesso di trasformare una piccola azienda che spediva DVD in un colosso dello streaming e della produzione di contenuti a livello mondiale. Le innovazioni nel campo della trasmissione di video, unito al ripensamento delle metodologie di distribuzione dei dati, hanno avuto un effetto incredibile sul settore: è cambiato il modo di fruire di Internet, le abitudini degli utenti, le necessità tecniche dei provider, il tutto con un effetto a cascata sia sul mondo della tecnologia che dell'intrattenimento in generale.

E il bello del tech è che spesso poi tutto diventa accessibile: anche un sito web sviluppato in maniera amatoriale può essere distribuito attraverso un CDN, creando copie del contenuto sparse in tutto il mondo - senza che sia necessario avere particolari accortezze e senza che l'utente finale si accorga di qualcosa. Il video delle vacanze, girato con lo smartphone in 4K e che pesa centinaia di megabyte, lo possiamo far vedere a un parente lontano in streaming, senza tempi di attesa o attrezzature particolari. Oggi è la normalità, ma qualche anno fa non lo era: anche per questo possiamo ringraziare Netflix, che affrontando alcune sfide tecnologiche come queste ha permesso all'intero settore di crescere e di guadagnarci.

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