VBR流視頻存儲、I/O及傳輸優化 9787030232403 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝建國 著

圖書標籤:

• VBR
• 視頻存儲
• 視頻I/O
• 視頻傳輸
• 優化
• 數據存儲
• 計算機網絡
• 多媒體技術
• 通信工程
• 信息安全

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030232403

商品編碼：29660847718

包裝：平裝

齣版時間：2008-07-01

基本信息

書名：VBR流視頻存儲、I/O及傳輸優化

定價：29.80元

作者：謝建國

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2008-07-01

ISBN：9787030232403

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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如今，VCD、DVD作為存儲光盤的視頻應用，在人們的生活中已經産生瞭巨大影響。網絡視頻或網絡流媒體概念提齣多年，發展至今雖已陸續被應用，但仍受製於一些關鍵技術，這些技術包括網絡技術和視頻壓縮技術。本書主要將注意力放在變比特率編碼的存儲視頻在網絡服務方麵的一些技術和方法，從視頻的磁盤存儲、並發流輸入/輸齣到網絡優化傳輸等均有一定的研究。

內容提要

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全書圍繞VBR流視頻在磁盤存儲、存取服務、網絡傳輸過程中所涉及的問題而展開研究與討論，主要內容包括：VBR流式視頻的網絡I/O調度與緩衝、VBR流式視頻傳輸中的率平滑規劃、VBR視頻的磁盤存儲及VBR流視頻磁盤I/O與平滑檢索、可伸縮編碼視頻特性分析、可伸縮視頻網絡適應性傳輸綜述、伸縮視頻適應性傳輸算法以及視頻錯誤傳輸保護比較研究等。

目錄

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章 變比特率編碼視頻
1.1 引言
1.2 視頻的VBR特性
第2章 流視頻並行I/O優化
2.1 多網絡I/O係統模型
2.2 單網絡I/O調度
2.3 多網絡I/O調度
2.4 優化調度與流接納
2.5 仿真結果及性能評價
第3章 VBR流視頻的率平滑傳輸
3.1 概述
3.2 變比特率平滑模型
3.3 短路徑問題
3.4 短路徑率平滑傳輸算法
3.5 快速傳輸率平滑算法
3.6 實驗結果
3.7 其他存儲視頻率平滑算法
第4章 基於網絡特性的率平滑算法
4.1 異步傳輸的率平滑算法
4.2 殘餘帶寬下的視頻傳輸算法
第5章 流視頻實時率平滑
5.1 優化的實時率平滑模型
5.2 優化的實時率平滑算法
5.3 相關研究的比較
5.4 實驗結果與比較
第6章 流視頻的存儲優化
6.1 視頻存儲技術的發展
6.2 單磁盤接納計算模型
6.3 MZ單磁盤存儲策略
6.4 MZ磁盤組存儲策略
第7章 磁盤I/O率平滑
7.1 二次率平滑算法
7.2 磁盤I/O率平滑模型
7.3 基於分塊的率平滑調度算法
7.4 磁盤I/O的On-Off調度
7.5 率平滑檢索算法
第8章 流視頻適應性傳輸概論
8.1 流視頻的應用研究
8.2 視頻編碼與傳輸
8.3 流技術麵臨的挑戰
第9章 可伸縮流視頻VBR特性
9.1 分層擴展性編碼
9.2 先進的可擴展性編碼
9.3 FGS編碼的比特率特性
9.4 FGS編碼的質量特性
0章 流視頻帶寬適應性傳輸算法
10.1 引言
10.2 前期基礎
10.3 問題描述
10.4 帶寬適應性傳輸算法
10.5 算法性能分析
10.6 實驗結果與討論
1章 流視頻傳輸錯誤保護
11.1 丟包信道錯誤保護算法
11.2 無記憶誤碼信道錯誤保護算法
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《高效數字媒體資産管理：從存儲到終端的無縫流轉》 內容簡介： 在數字時代，媒體內容的生産、存儲、處理和分發已成為信息産業的核心驅動力。從電影製作、電視廣播到網絡直播，海量視頻數據的湧現對傳統的IT基礎設施提齣瞭前所未有的挑戰。如何高效地管理、存儲、傳輸這些珍貴的數字資産，並確保它們能夠以最佳狀態呈現在用戶麵前，是每一個內容提供商、平颱運營商和技術開發者都必須麵對的關鍵問題。《高效數字媒體資産管理：從存儲到終端的無縫流轉》一書，正是緻力於為解決這些核心難題提供一套係統、深入且實用的解決方案。 本書並非僅關注某一個環節的技術細節，而是以全局的視野，將數字媒體資産的生命周期——從最初的采集、編碼、存儲，到後期的剪輯、轉碼、審核，再到最終的CDN分發和終端播放——進行全麵的梳理和優化。我們深入探討瞭在不同階段可能遇到的瓶頸，並提齣瞭針對性的技術策略和工程實踐，旨在幫助讀者構建一套能夠應對海量數據、低延遲、高並發要求的媒體處理和分發體係。 第一部分：海量視頻數據的存儲之道 視頻數據的規模呈爆炸式增長，如何經濟高效且安全地存儲這些數據是首要的挑戰。本部分將係統性地介紹各種主流的視頻存儲解決方案，並深入剖析它們的優劣勢，幫助讀者根據實際需求進行選擇。 分布式存儲係統： 我們將詳細講解Hadoop Distributed File System (HDFS)、Ceph、GlusterFS等開源分布式文件係統的架構、工作原理、部署和優化方法。重點關注其高可用性、可擴展性和容錯能力，以及如何通過閤理的配置和參數調優，最大化存儲性能和成本效益。 對象存儲： Amazon S3、OpenStack Swift等對象存儲服務，因其優異的可擴展性和靈活的訪問模式，已成為雲端媒體存儲的重要選擇。本書將深入分析對象存儲的設計理念，探討其在視頻素材備份、歸檔、內容交付等場景的應用，並介紹如何利用其API進行高效的數據讀寫和管理。 高性能存儲介質： SSD、NVMe SSD等固態存儲技術，以及SAS、SATA等傳統硬盤技術，在視頻存儲中的應用各有側重。我們將分析不同存儲介質的I/O性能特點、成本效益，以及在緩存、加速、冷熱數據分層等方麵的應用策略，為構建高性能存儲集群提供技術指導。 存儲架構設計： 除瞭單一存儲技術，本書還將探討不同存儲技術的融閤應用。例如，如何結閤使用高性能存儲作為工作盤，分布式存儲作為主存儲，以及對象存儲作為歸檔層，構建一個分層、分級、彈性伸縮的存儲架構，以滿足不同類型視頻數據在訪問頻率、性能要求和成本控製方麵的差異化需求。 數據冗餘與災備： 數據安全是存儲的生命綫。我們將詳細闡述RAID技術、多副本機製、糾刪碼技術等數據冗餘策略，並介紹異地容災、備份恢復等關鍵的災備方案，確保媒體資産的長期安全和可用性。 存儲性能優化： 針對視頻存儲的特點，我們將深入探討I/O調度算法、文件係統參數調優、塊大小優化、緩存策略等一係列能夠顯著提升存儲性能的工程實踐，幫助讀者發現並解決存儲瓶頸。 第二部分：高效能的I/O處理與流媒體轉換 存儲是基礎，但數據的訪問和處理效率同樣至關重要。海量視頻數據在進行剪輯、轉碼、編碼、解碼等操作時，對I/O性能和計算能力提齣瞭極高的要求。本部分將專注於優化I/O路徑，以及提升流媒體內容處理的效率。 I/O路徑優化： 從操作係統層麵到硬件層麵，我們將深入剖析影響I/O性能的各個環節。包括文件係統的選擇與優化（如ext4, XFS），裸設備訪問，以及DMA（Direct Memory Access）等技術在提升數據傳輸效率中的作用。 內存與緩存技術： 充分利用內存和緩存技術是加速I/O的關鍵。我們將介紹Linux Page Cache、Buffer Cache的原理，以及應用程序級彆的緩存策略，如使用Redis、Memcached等作為媒體數據的緩存層，顯著減少對後端存儲的訪問壓力。 並行處理與多綫程： 視頻處理任務往往可以分解為多個獨立的子任務，通過並行處理和多綫程技術可以極大地縮短處理時間。本書將介紹如何利用多核CPU的優勢，設計高效的多綫程視頻處理框架，並探討其在轉碼、編碼、解碼等場景的應用。 GPU加速計算： 現代GPU不僅用於圖形渲染，更在通用計算（GPGPU）領域展現齣強大的潛力。我們將重點介紹如何利用CUDA、OpenCL等技術，將視頻編解碼、圖像處理、AI分析等計算密集型任務遷移到GPU上執行，實現數倍甚至數十倍的性能提升。 流媒體編碼與轉碼： 針對不同終端和網絡環境，視頻需要進行多種格式、分辨率、碼率的轉碼。本書將詳細分析H.264, H.265, VP9, AV1等主流視頻編碼標準，並探討高效的轉碼流程設計，包括硬件加速編碼器、軟件優化庫（如FFmpeg, libavcodec）的使用，以及如何通過動態碼率調整（ABR）技術，為用戶提供最佳的觀看體驗。 容器化與微服務： 將視頻處理服務部署在Docker等容器化環境中，並采用微服務架構，可以提供更好的可伸縮性、獨立性和部署靈活性。我們將探討如何設計和部署微服務化的視頻處理管道，實現資源的按需分配和動態伸縮。 第三部分：高速穩定的傳輸與內容分發 將經過處理的媒體內容高效、穩定地傳輸到全球用戶的終端，是內容價值實現的最後也是最關鍵的一環。本部分將聚焦於內容分發網絡（CDN）的構建、優化與管理。 CDN基礎架構與工作原理： 我們將從基礎概念入手，詳細講解CDN的起源、組成部分（如邊緣節點、中心節點、DNS解析）、緩存機製、負載均衡策略等。 傳輸協議優化： HTTP/1.1, HTTP/2, QUIC等傳輸協議在流媒體傳輸中的應用和性能特點。我們將重點分析HTTP/2和QUIC協議在多路復用、連接管理、丟包重傳等方麵的優勢，以及如何利用它們來降低延遲、提升傳輸效率。 擁塞控製與流量調度： 在復雜的網絡環境中，有效的擁塞控製和流量調度是保證流媒體傳輸穩定性的關鍵。本書將介紹TCP擁塞控製算法（如Cubic, BBR）在流媒體傳輸中的應用，以及如何通過智能的流量調度策略，將用戶請求引流到最優的邊緣節點。 邊緣計算與預處理： 將部分處理能力下沉到邊緣節點，可以減少迴源請求，降低延遲，並提供更具個性化的服務。我們將探討邊緣編碼、邊緣轉碼、實時分析等邊緣計算應用場景，以及如何將其集成到CDN體係中。 智能DNS與負載均衡： DNS解析是CDN分發的第一步。我們將深入探討GeoDNS、Anycast等智能DNS技術，以及如何結閤HTTP負載均衡、L4/L7負載均衡，實現將用戶請求精準地導嚮最近、最優的CDN節點。 直播加速與低延遲技術： 對於實時直播場景，低延遲是核心要求。本書將詳細介紹SRT, RTMP, WebRTC等直播傳輸協議，以及如何通過流切片（HLS, DASH）、低延遲CDN技術、端到端優化等手段，實現毫秒級的直播延遲。 安全防護與內容保護： CDN不僅是分發網絡，也承載著重要的安全責任。我們將探討HTTPS加密、DDoS攻擊防護、內容防盜鏈、DRM（數字版權管理）等安全機製，保障媒體內容的閤法性和安全性。 CDN性能監控與故障排除： 實時監控CDN的各項性能指標（如帶寬、延遲、丟包率、命中率）至關重要。本書將介紹各種監控工具和方法，以及如何基於監控數據快速定位和排除CDN故障，確保服務的連續性。 大規模內容分發的工程實踐： 結閤實際案例，本書將分享構建和運營大規模CDN的工程經驗，包括容量規劃、網絡部署、節點管理、故障演練等，為讀者提供可藉鑒的實踐指導。 本書特色： 係統性強： 從存儲到終端，貫穿數字媒體資産的整個生命周期，提供一體化的解決方案。 技術全麵： 涵蓋瞭從底層存儲技術到上層應用協議的各類關鍵技術。 實踐導嚮： 結閤大量實際工程案例和最佳實踐，具有極強的可操作性。 前沿性： 關注行業最新技術發展，如QUIC協議、邊緣計算、AI在媒體處理中的應用等。 可讀性好： 語言通俗易懂，技術講解深入淺齣，適閤不同層次的讀者。 《高效數字媒體資産管理：從存儲到終端的無縫流轉》不僅是一本技術手冊，更是一本戰略指南。它將幫助您深入理解海量視頻數據的處理與分發機製，掌握構建高效、穩定、可擴展媒體基礎設施的核心技能，從而在激烈的數字媒體市場競爭中，實現內容的價值最大化，並為用戶提供卓越的觀看體驗。無論您是媒體行業的從業者、技術開發者、係統架構師，還是對數字媒體技術感興趣的研究者，本書都將是您不可或缺的參考。

評分☆☆☆☆☆

從文學角度來看，這本書的行文風格是一種嚴謹的、富有節奏感的散文體技術論述。它沒有那種為瞭吸引眼球而堆砌的華麗辭藻，但字裏行間流淌著對信息處理藝術的深刻理解。我注意到作者在構建邏輯鏈條時，總是不動聲色地引入一些跨學科的類比，比如將數據傳輸比作水利工程的閘門調控，或者將存儲訪問模式比作人類記憶的提取過程。這種處理方式極大地降低瞭理解難度，也使得原本可能顯得單調的優化過程充滿瞭動態的美感。這本書真正做到瞭化繁為簡，它不是在炫耀作者掌握瞭多少復雜的工具，而是在清晰地展示如何用最少的乾擾，將信息之“流”引嚮最有效率的彼岸。對於我這樣一個對信息美學有追求的讀者來說，閱讀體驗是極其愉悅和富有啓發性的。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我最大的啓發在於其對“實時性”的定義進行瞭重構。過去我總覺得，隻要帶寬足夠，傳輸就萬事大吉瞭。但這本書讓我意識到，視頻流的復雜性遠超簡單的比特率計算。它深入探討瞭如何平衡存儲的持久性、傳輸的及時性和播放的連續性這三大互相製約的要素。書中引用的那些案例分析，雖然涉及復雜的係統架構，但都被清晰地拆解成瞭易於理解的模塊。比如，對不同地理位置用戶的內容分發網絡（CDN）層次結構的剖析，不再是枯燥的拓撲圖，而是關於如何在地球的各個角落為用戶“預留一片安靜的觀看空間”。我特彆欣賞作者在探討新興技術時所持有的審慎態度，既不盲目追捧，也不固步自封，而是腳踏實地地探討現有技術棧如何通過精妙的調度和策略調整來實現質的飛躍。這是一種非常成熟和負責任的技術探討方式。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本以為這是一本會讓人讀著打瞌睡的專業手冊，畢竟“I/O”和“優化”聽起來就跟枯燥的教科書掛瞭鈎。但作者的敘事節奏掌控得極其高明，簡直像是在講述一場宏大的工程史詩。他沒有直接拋齣解決方案，而是先花瞭大量篇幅描述瞭過去幾十年我們在處理高速視頻數據時遭遇的那些“瓶頸”和“阿喀琉斯之踵”。那種描繪數據在不同存儲介質間跋涉時遭遇的延遲、擁塞和資源浪費的場景，代入感極強，讓人聽著都替服務器捏一把汗。隨後，當引入那些創新的緩衝機製和預取算法時，整個閱讀體驗豁然開朗，仿佛是黑暗中突然點亮瞭一盞燈。特彆是關於如何根據內容類型動態調整傳輸策略那一部分，簡直是神來之筆，它揭示瞭“智能”不僅是算法本身，更是對數據生命周期的深刻理解。這本書的價值在於，它將一個冰冷的技術問題，轉化成瞭一部充滿張力與智慧的“解謎”過程。

評分☆☆☆☆☆

我是一個偏愛動手實踐的工程師，通常對理論書籍敬而遠之。然而，這本書的結構安排，巧妙地將理論的“根基”與實踐的“枝乾”緊密結閤瞭起來。它沒有直接提供代碼示例，但這反而是它的高明之處——它教會你“為什麼”要這樣做，而不是簡單地告訴你“怎麼做”。當你理解瞭VBR（可變比特率）視頻在不同網絡條件下的內在矛盾後，再去閱讀任何關於播放器緩衝算法的文檔，都會有茅塞頓開的感覺。那些曾經讓人睏惑的卡頓和畫質突變，現在都有瞭清晰的係統性解釋。這本書像是一份頂級的“係統設計藍圖”，它讓你從一個點狀的故障排除者，升級為一個能夠全局把控數據生命周期的架構師。對於任何想要在視頻流媒體領域深耕，尤其是在追求極限性能和成本效益的交匯點上做決策的人來說，這本書是不可多得的內功心法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，但內容卻深邃得令人驚嘆。我從一個完全非技術背景讀者的角度來看，這本書簡直像是一本解讀未來數字生活的“魔法書”。它沒有過多地糾纏於那些晦澀難懂的底層代碼和協議細節，而是專注於闡述一個核心問題：我們如何更高效、更可靠地與海量的視覺信息打交道？閱讀過程中，我多次被作者對“流”這一概念的哲學性思考所摺服。那種將數據流視為一種生命體、需要精細化喂養和疏導的觀點，徹底顛覆瞭我過去對“文件存儲”的刻闆印象。尤其是在談及那些邊緣計算和雲端協同優化時，我仿佛看到瞭一個無比順暢、延遲幾乎為零的未來媒體生態正在眼前徐徐展開。書中對用戶體驗的極緻追求——如何讓用戶在毫秒級彆內獲得他們渴望的內容——是貫穿始終的主綫，讓人在驚嘆技術精妙的同時，也深深感受到瞭對普通用戶便利性的尊重。對於那些希望跨界理解互聯網基礎設施的文藝工作者或産品經理來說，這本書絕對是提供瞭一個絕佳的、可觸及的視角。