VBR流视频存储、I/O及传输优化 9787030232403 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谢建国 著

图书标签:

• VBR
• 视频存储
• 视频I/O
• 视频传输
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• 计算机网络
• 多媒体技术
• 通信工程
• 信息安全

店铺： 广影图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030232403

商品编码：29660847718

包装：平装

出版时间：2008-07-01

基本信息

书名：VBR流视频存储、I/O及传输优化

定价：29.80元

作者：谢建国

出版社：科学出版社

出版日期：2008-07-01

ISBN：9787030232403

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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如今，VCD、DVD作为存储光盘的视频应用，在人们的生活中已经产生了巨大影响。网络视频或网络流媒体概念提出多年，发展至今虽已陆续被应用，但仍受制于一些关键技术，这些技术包括网络技术和视频压缩技术。本书主要将注意力放在变比特率编码的存储视频在网络服务方面的一些技术和方法，从视频的磁盘存储、并发流输入/输出到网络优化传输等均有一定的研究。

内容提要

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全书围绕VBR流视频在磁盘存储、存取服务、网络传输过程中所涉及的问题而展开研究与讨论，主要内容包括：VBR流式视频的网络I/O调度与缓冲、VBR流式视频传输中的率平滑规划、VBR视频的磁盘存储及VBR流视频磁盘I/O与平滑检索、可伸缩编码视频特性分析、可伸缩视频网络适应性传输综述、伸缩视频适应性传输算法以及视频错误传输保护比较研究等。

目录

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章 变比特率编码视频
1.1 引言
1.2 视频的VBR特性
第2章 流视频并行I/O优化
2.1 多网络I/O系统模型
2.2 单网络I/O调度
2.3 多网络I/O调度
2.4 优化调度与流接纳
2.5 仿真结果及性能评价
第3章 VBR流视频的率平滑传输
3.1 概述
3.2 变比特率平滑模型
3.3 短路径问题
3.4 短路径率平滑传输算法
3.5 快速传输率平滑算法
3.6 实验结果
3.7 其他存储视频率平滑算法
第4章 基于网络特性的率平滑算法
4.1 异步传输的率平滑算法
4.2 残余带宽下的视频传输算法
第5章 流视频实时率平滑
5.1 优化的实时率平滑模型
5.2 优化的实时率平滑算法
5.3 相关研究的比较
5.4 实验结果与比较
第6章 流视频的存储优化
6.1 视频存储技术的发展
6.2 单磁盘接纳计算模型
6.3 MZ单磁盘存储策略
6.4 MZ磁盘组存储策略
第7章 磁盘I/O率平滑
7.1 二次率平滑算法
7.2 磁盘I/O率平滑模型
7.3 基于分块的率平滑调度算法
7.4 磁盘I/O的On-Off调度
7.5 率平滑检索算法
第8章 流视频适应性传输概论
8.1 流视频的应用研究
8.2 视频编码与传输
8.3 流技术面临的挑战
第9章 可伸缩流视频VBR特性
9.1 分层扩展性编码
9.2 先进的可扩展性编码
9.3 FGS编码的比特率特性
9.4 FGS编码的质量特性
0章 流视频带宽适应性传输算法
10.1 引言
10.2 前期基础
10.3 问题描述
10.4 带宽适应性传输算法
10.5 算法性能分析
10.6 实验结果与讨论
1章 流视频传输错误保护
11.1 丢包信道错误保护算法
11.2 无记忆误码信道错误保护算法
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《高效数字媒体资产管理：从存储到终端的无缝流转》 内容简介： 在数字时代，媒体内容的生产、存储、处理和分发已成为信息产业的核心驱动力。从电影制作、电视广播到网络直播，海量视频数据的涌现对传统的IT基础设施提出了前所未有的挑战。如何高效地管理、存储、传输这些珍贵的数字资产，并确保它们能够以最佳状态呈现在用户面前，是每一个内容提供商、平台运营商和技术开发者都必须面对的关键问题。《高效数字媒体资产管理：从存储到终端的无缝流转》一书，正是致力于为解决这些核心难题提供一套系统、深入且实用的解决方案。 本书并非仅关注某一个环节的技术细节，而是以全局的视野，将数字媒体资产的生命周期——从最初的采集、编码、存储，到后期的剪辑、转码、审核，再到最终的CDN分发和终端播放——进行全面的梳理和优化。我们深入探讨了在不同阶段可能遇到的瓶颈，并提出了针对性的技术策略和工程实践，旨在帮助读者构建一套能够应对海量数据、低延迟、高并发要求的媒体处理和分发体系。 第一部分：海量视频数据的存储之道 视频数据的规模呈爆炸式增长，如何经济高效且安全地存储这些数据是首要的挑战。本部分将系统性地介绍各种主流的视频存储解决方案，并深入剖析它们的优劣势，帮助读者根据实际需求进行选择。 分布式存储系统： 我们将详细讲解Hadoop Distributed File System (HDFS)、Ceph、GlusterFS等开源分布式文件系统的架构、工作原理、部署和优化方法。重点关注其高可用性、可扩展性和容错能力，以及如何通过合理的配置和参数调优，最大化存储性能和成本效益。 对象存储： Amazon S3、OpenStack Swift等对象存储服务，因其优异的可扩展性和灵活的访问模式，已成为云端媒体存储的重要选择。本书将深入分析对象存储的设计理念，探讨其在视频素材备份、归档、内容交付等场景的应用，并介绍如何利用其API进行高效的数据读写和管理。 高性能存储介质： SSD、NVMe SSD等固态存储技术，以及SAS、SATA等传统硬盘技术，在视频存储中的应用各有侧重。我们将分析不同存储介质的I/O性能特点、成本效益，以及在缓存、加速、冷热数据分层等方面的应用策略，为构建高性能存储集群提供技术指导。 存储架构设计： 除了单一存储技术，本书还将探讨不同存储技术的融合应用。例如，如何结合使用高性能存储作为工作盘，分布式存储作为主存储，以及对象存储作为归档层，构建一个分层、分级、弹性伸缩的存储架构，以满足不同类型视频数据在访问频率、性能要求和成本控制方面的差异化需求。 数据冗余与灾备： 数据安全是存储的生命线。我们将详细阐述RAID技术、多副本机制、纠删码技术等数据冗余策略，并介绍异地容灾、备份恢复等关键的灾备方案，确保媒体资产的长期安全和可用性。 存储性能优化： 针对视频存储的特点，我们将深入探讨I/O调度算法、文件系统参数调优、块大小优化、缓存策略等一系列能够显著提升存储性能的工程实践，帮助读者发现并解决存储瓶颈。 第二部分：高效能的I/O处理与流媒体转换 存储是基础，但数据的访问和处理效率同样至关重要。海量视频数据在进行剪辑、转码、编码、解码等操作时，对I/O性能和计算能力提出了极高的要求。本部分将专注于优化I/O路径，以及提升流媒体内容处理的效率。 I/O路径优化： 从操作系统层面到硬件层面，我们将深入剖析影响I/O性能的各个环节。包括文件系统的选择与优化（如ext4, XFS），裸设备访问，以及DMA（Direct Memory Access）等技术在提升数据传输效率中的作用。 内存与缓存技术： 充分利用内存和缓存技术是加速I/O的关键。我们将介绍Linux Page Cache、Buffer Cache的原理，以及应用程序级别的缓存策略，如使用Redis、Memcached等作为媒体数据的缓存层，显著减少对后端存储的访问压力。 并行处理与多线程： 视频处理任务往往可以分解为多个独立的子任务，通过并行处理和多线程技术可以极大地缩短处理时间。本书将介绍如何利用多核CPU的优势，设计高效的多线程视频处理框架，并探讨其在转码、编码、解码等场景的应用。 GPU加速计算： 现代GPU不仅用于图形渲染，更在通用计算（GPGPU）领域展现出强大的潜力。我们将重点介绍如何利用CUDA、OpenCL等技术，将视频编解码、图像处理、AI分析等计算密集型任务迁移到GPU上执行，实现数倍甚至数十倍的性能提升。 流媒体编码与转码： 针对不同终端和网络环境，视频需要进行多种格式、分辨率、码率的转码。本书将详细分析H.264, H.265, VP9, AV1等主流视频编码标准，并探讨高效的转码流程设计，包括硬件加速编码器、软件优化库（如FFmpeg, libavcodec）的使用，以及如何通过动态码率调整（ABR）技术，为用户提供最佳的观看体验。 容器化与微服务： 将视频处理服务部署在Docker等容器化环境中，并采用微服务架构，可以提供更好的可伸缩性、独立性和部署灵活性。我们将探讨如何设计和部署微服务化的视频处理管道，实现资源的按需分配和动态伸缩。 第三部分：高速稳定的传输与内容分发 将经过处理的媒体内容高效、稳定地传输到全球用户的终端，是内容价值实现的最后也是最关键的一环。本部分将聚焦于内容分发网络（CDN）的构建、优化与管理。 CDN基础架构与工作原理： 我们将从基础概念入手，详细讲解CDN的起源、组成部分（如边缘节点、中心节点、DNS解析）、缓存机制、负载均衡策略等。 传输协议优化： HTTP/1.1, HTTP/2, QUIC等传输协议在流媒体传输中的应用和性能特点。我们将重点分析HTTP/2和QUIC协议在多路复用、连接管理、丢包重传等方面的优势，以及如何利用它们来降低延迟、提升传输效率。 拥塞控制与流量调度： 在复杂的网络环境中，有效的拥塞控制和流量调度是保证流媒体传输稳定性的关键。本书将介绍TCP拥塞控制算法（如Cubic, BBR）在流媒体传输中的应用，以及如何通过智能的流量调度策略，将用户请求引流到最优的边缘节点。 边缘计算与预处理： 将部分处理能力下沉到边缘节点，可以减少回源请求，降低延迟，并提供更具个性化的服务。我们将探讨边缘编码、边缘转码、实时分析等边缘计算应用场景，以及如何将其集成到CDN体系中。 智能DNS与负载均衡： DNS解析是CDN分发的第一步。我们将深入探讨GeoDNS、Anycast等智能DNS技术，以及如何结合HTTP负载均衡、L4/L7负载均衡，实现将用户请求精准地导向最近、最优的CDN节点。 直播加速与低延迟技术： 对于实时直播场景，低延迟是核心要求。本书将详细介绍SRT, RTMP, WebRTC等直播传输协议，以及如何通过流切片（HLS, DASH）、低延迟CDN技术、端到端优化等手段，实现毫秒级的直播延迟。 安全防护与内容保护： CDN不仅是分发网络，也承载着重要的安全责任。我们将探讨HTTPS加密、DDoS攻击防护、内容防盗链、DRM（数字版权管理）等安全机制，保障媒体内容的合法性和安全性。 CDN性能监控与故障排除： 实时监控CDN的各项性能指标（如带宽、延迟、丢包率、命中率）至关重要。本书将介绍各种监控工具和方法，以及如何基于监控数据快速定位和排除CDN故障，确保服务的连续性。 大规模内容分发的工程实践： 结合实际案例，本书将分享构建和运营大规模CDN的工程经验，包括容量规划、网络部署、节点管理、故障演练等，为读者提供可借鉴的实践指导。 本书特色： 系统性强： 从存储到终端，贯穿数字媒体资产的整个生命周期，提供一体化的解决方案。 技术全面： 涵盖了从底层存储技术到上层应用协议的各类关键技术。 实践导向： 结合大量实际工程案例和最佳实践，具有极强的可操作性。 前沿性： 关注行业最新技术发展，如QUIC协议、边缘计算、AI在媒体处理中的应用等。 可读性好： 语言通俗易懂，技术讲解深入浅出，适合不同层次的读者。 《高效数字媒体资产管理：从存储到终端的无缝流转》不仅是一本技术手册，更是一本战略指南。它将帮助您深入理解海量视频数据的处理与分发机制，掌握构建高效、稳定、可扩展媒体基础设施的核心技能，从而在激烈的数字媒体市场竞争中，实现内容的价值最大化，并为用户提供卓越的观看体验。无论您是媒体行业的从业者、技术开发者、系统架构师，还是对数字媒体技术感兴趣的研究者，本书都将是您不可或缺的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我最大的启发在于其对“实时性”的定义进行了重构。过去我总觉得，只要带宽足够，传输就万事大吉了。但这本书让我意识到，视频流的复杂性远超简单的比特率计算。它深入探讨了如何平衡存储的持久性、传输的及时性和播放的连续性这三大互相制约的要素。书中引用的那些案例分析，虽然涉及复杂的系统架构，但都被清晰地拆解成了易于理解的模块。比如，对不同地理位置用户的内容分发网络（CDN）层次结构的剖析，不再是枯燥的拓扑图，而是关于如何在地球的各个角落为用户“预留一片安静的观看空间”。我特别欣赏作者在探讨新兴技术时所持有的审慎态度，既不盲目追捧，也不固步自封，而是脚踏实地地探讨现有技术栈如何通过精妙的调度和策略调整来实现质的飞跃。这是一种非常成熟和负责任的技术探讨方式。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本以为这是一本会让人读着打瞌睡的专业手册，毕竟“I/O”和“优化”听起来就跟枯燥的教科书挂了钩。但作者的叙事节奏掌控得极其高明，简直像是在讲述一场宏大的工程史诗。他没有直接抛出解决方案，而是先花了大量篇幅描述了过去几十年我们在处理高速视频数据时遭遇的那些“瓶颈”和“阿喀琉斯之踵”。那种描绘数据在不同存储介质间跋涉时遭遇的延迟、拥塞和资源浪费的场景，代入感极强，让人听着都替服务器捏一把汗。随后，当引入那些创新的缓冲机制和预取算法时，整个阅读体验豁然开朗，仿佛是黑暗中突然点亮了一盏灯。特别是关于如何根据内容类型动态调整传输策略那一部分，简直是神来之笔，它揭示了“智能”不仅是算法本身，更是对数据生命周期的深刻理解。这本书的价值在于，它将一个冰冷的技术问题，转化成了一部充满张力与智慧的“解谜”过程。

评分☆☆☆☆☆

从文学角度来看，这本书的行文风格是一种严谨的、富有节奏感的散文体技术论述。它没有那种为了吸引眼球而堆砌的华丽辞藻，但字里行间流淌着对信息处理艺术的深刻理解。我注意到作者在构建逻辑链条时，总是不动声色地引入一些跨学科的类比，比如将数据传输比作水利工程的闸门调控，或者将存储访问模式比作人类记忆的提取过程。这种处理方式极大地降低了理解难度，也使得原本可能显得单调的优化过程充满了动态的美感。这本书真正做到了化繁为简，它不是在炫耀作者掌握了多少复杂的工具，而是在清晰地展示如何用最少的干扰，将信息之“流”引向最有效率的彼岸。对于我这样一个对信息美学有追求的读者来说，阅读体验是极其愉悦和富有启发性的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，但内容却深邃得令人惊叹。我从一个完全非技术背景读者的角度来看，这本书简直像是一本解读未来数字生活的“魔法书”。它没有过多地纠缠于那些晦涩难懂的底层代码和协议细节，而是专注于阐述一个核心问题：我们如何更高效、更可靠地与海量的视觉信息打交道？阅读过程中，我多次被作者对“流”这一概念的哲学性思考所折服。那种将数据流视为一种生命体、需要精细化喂养和疏导的观点，彻底颠覆了我过去对“文件存储”的刻板印象。尤其是在谈及那些边缘计算和云端协同优化时，我仿佛看到了一个无比顺畅、延迟几乎为零的未来媒体生态正在眼前徐徐展开。书中对用户体验的极致追求——如何让用户在毫秒级别内获得他们渴望的内容——是贯穿始终的主线，让人在惊叹技术精妙的同时，也深深感受到了对普通用户便利性的尊重。对于那些希望跨界理解互联网基础设施的文艺工作者或产品经理来说，这本书绝对是提供了一个绝佳的、可触及的视角。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏爱动手实践的工程师，通常对理论书籍敬而远之。然而，这本书的结构安排，巧妙地将理论的“根基”与实践的“枝干”紧密结合了起来。它没有直接提供代码示例，但这反而是它的高明之处——它教会你“为什么”要这样做，而不是简单地告诉你“怎么做”。当你理解了VBR（可变比特率）视频在不同网络条件下的内在矛盾后，再去阅读任何关于播放器缓冲算法的文档，都会有茅塞顿开的感觉。那些曾经让人困惑的卡顿和画质突变，现在都有了清晰的系统性解释。这本书像是一份顶级的“系统设计蓝图”，它让你从一个点状的故障排除者，升级为一个能够全局把控数据生命周期的架构师。对于任何想要在视频流媒体领域深耕，尤其是在追求极限性能和成本效益的交汇点上做决策的人来说，这本书是不可多得的内功心法。