VBR流視頻存儲、I/O及傳輸優化 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
• 流媒體
• 數據存儲
• 高性能I/O
• 網絡傳輸
• 視頻技術

店鋪： 潤軒澤轅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030232403

商品編碼：29284017120

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

：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：210000

頁碼：210

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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第1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
第10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
第11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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《精通高性能網絡協議棧：從內核到應用實踐》 書籍簡介 在數字化浪潮奔湧不息的時代，數據如同血液般在網絡的血管中加速流動，支撐著從實時通信、高清娛樂到雲計算、物聯網的方方麵麵。然而，網絡性能的瓶頸，無論是底層的硬件接口、操作係統的內核協議棧，還是上層應用的數據傳輸機製，都可能成為製約效率、拖纍創新乃至影響用戶體驗的“阿喀琉斯之踵”。《精通高性能網絡協議棧：從內核到應用實踐》一書，正是為解決這一核心挑戰而生。它並非泛泛而談的網絡基礎理論，而是深入到網絡通信的每一個關鍵環節，從操作係統的內核深處，挖掘影響性能的微妙之處，再到應用程序如何巧妙地利用和規避這些限製，提供一套係統、深入且實用的高性能網絡優化指南。 本書的核心目標在於，幫助讀者構建一個對現代網絡協議棧的全麵、深刻的理解，並掌握一套切實可行的優化策略。我們不滿足於“知其然”，更追求“知其所以然”，並通過大量的實際案例和代碼示例，引導讀者“知行閤一”，將理論知識轉化為強大的實踐能力。 第一部分：深入剖析網絡協議棧的內核奧秘 本部分將帶領讀者踏上一段深入操作係統內核的探索之旅，揭示網絡通信最底層的運作機製。我們將從硬件層麵開始，探討網卡的設計原理、中斷處理機製以及DMA（直接內存訪問）技術如何協同工作，為數據的高速傳輸奠定基礎。 從網卡到內核：數據流動的起點 PCIe與網絡接口卡（NIC）：詳細解析PCIe總綫在現代網絡硬件中的關鍵作用，以及不同類型NIC（如韆兆以太網、萬兆以太網、InfiniBand）在吞吐量、延遲和功能上的差異。我們將探討如何理解NIC的寄存器、中斷嚮量，以及高級功能如TCP/IP卸載引擎（TOE）、數據包分載（Offload）如何減輕CPU負擔。 中斷與輪詢：深入分析中斷驅動的數據接收和發送流程，討論中斷風暴、中斷延遲等性能殺手，並介紹中斷聚閤（Interrupt Coalescing）、自適應中斷（Adaptive Interrupts）等優化手段。同時，我們將詳細闡述輪詢（Polling）模型，特彆是忙碌等待（Busy Polling）和事件驅動輪詢（Event-driven Polling），在某些高吞吐量場景下的優勢與局限性。 DMA與零拷貝：徹底剖析DMA技術如何實現數據在網卡緩衝區和係統內存之間的直接傳輸，避免CPU的參與，從而顯著提升效率。我們將深入講解用戶空間與內核空間之間數據拷貝的痛點，並重點介紹零拷貝（Zero-Copy）技術，如sendfile()、splice()、vmsplice()等係統調用，及其在文件傳輸、緩存加速等場景中的應用。 TCP/IP協議棧的內核實現：本節將聚焦於Linux內核中TCP/IP協議棧的實現細節，這是網絡通信的核心。 數據包的生命周期：跟蹤一個數據包從網卡接收到上層應用，以及從上層應用到網卡發送的完整生命周期。我們將詳細解析sk_buff（socket buffer）結構體在數據包處理中的核心作用，以及各個協議層（鏈路層、IP層、TCP/UDP層）在內核中的數據結構和處理邏輯。 TCP擁塞控製與流量控製：深入講解TCP的靈魂——擁塞控製（Congestion Control）和流量控製（Flow Control）。我們將解析經典的擁塞控製算法（如Reno, Cubic, BBR）的工作原理，以及它們如何根據網絡狀況動態調整發送速率。同時，流量控製機製（如滑動窗口）如何確保接收端不會被淹沒。我們將討論如何通過調整內核參數來優化這些算法的錶現。 套接字（Socket）與係統調用：剖析socket API的內核實現，包括socket創建、綁定、監聽、連接、發送、接收等操作的係統調用過程。我們將重點關注read()、write()、send()、recv()等係統調用的內核路徑，以及它們與內核緩衝區、等待隊列之間的關係。 內存管理與性能：網絡數據的高速流動對內存管理提齣瞭極高的要求。 內核內存分配：探討內核中的內存分配器（如slab/slub/slob）如何高效地管理小對象，以及大頁（Huge Pages）在減少TLB miss、提升性能方麵的作用。 網絡緩衝區管理：深入分析`net.core.rmem_max`, `net.core.wmem_max`, `net.ipv4.tcp_rmem`, `net.ipv4.tcp_wmem`等關鍵內核參數的含義及其調優方法，解釋它們如何影響TCP接收和發送窗口的大小，以及緩存的有效性。 第二部分：應用層的數據傳輸優化策略 在深刻理解瞭內核協議棧的底層機製後，本部分將著眼於如何在應用程序層麵充分發揮網絡的潛能，剋服潛在的瓶頸。 高效I/O模型與異步編程：傳統的阻塞式I/O模型往往會阻塞應用程序的執行，導緻資源浪費。 阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O多路復用（select/poll/epoll）：詳細對比不同I/O模型的優缺點，重點講解epoll的高效之處，包括事件驅動、避免輪詢、減少拷貝等。 異步I/O（AIO）與協程：介紹Linux AIO（io_uring）的原理和應用，以及在一些現代框架中廣泛使用的協程（Coroutine）模型，如何實現更輕量級的並發，提高I/O密集型應用的吞吐量。 Reactor與Proactor模式：深入理解事件驅動編程的兩種經典模式，並分析它們在不同場景下的適用性。 應用程序層麵的數據傳輸優化： 內存池與緩衝區管理：解釋如何在應用程序中實現高效的內存池，減少內存分配和釋放的開銷，並設計精細的應用程序緩衝區管理策略，以減少不必要的數據拷貝和內存碎片。 消息隊列與序列化：在分布式係統中，消息隊列（如Kafka, RabbitMQ）扮演著至關重要的角色。我們將探討如何選擇閤適的消息隊列，以及高效的序列化（如Protocol Buffers, FlatBuffers）和反序列化技術如何影響消息傳輸的效率。 定製協議與UDP：分析在特定場景下，TCP的開銷是否過大。我們將探討設計自定義應用程序層協議的優勢，以及如何利用UDP協議實現更低延遲、更高吞吐量的傳輸，並介紹UDP可靠性增強技術（如QUIC協議）。 網絡負載均衡與分布式通信： 負載均衡算法：介紹不同的網絡負載均衡算法（如輪詢、加權輪詢、最少連接、IP哈希），以及它們在分發請求、提高係統可用性和吞吐量方麵的作用。 RPC框架與分布式係統通信：分析主流的RPC（Remote Procedure Call）框架（如gRPC, Thrift）的工作原理，以及它們在簡化分布式係統開發、提高通信效率方麵的貢獻。 性能監控與調優工具： 網絡抓包與分析：熟練使用tcpdump, Wireshark等工具進行網絡流量的捕獲和分析，識彆網絡問題。 性能分析工具：介紹perf, strace, lsof等Linux性能分析工具，以及如何利用它們定位CPU、內存、I/O瓶頸。 內核參數與sysctl：係統性地介紹sysctl接口，指導讀者如何安全有效地調整內核參數，以適應不同的應用場景。 本書的讀者對象 本書適閤於以下群體： 軟件工程師：對網絡性能有較高要求的Web後端開發工程師、遊戲服務器開發工程師、分布式係統工程師、嵌入式係統開發者等。 係統管理員與運維工程師：需要深入理解網絡協議棧，以便對服務器和網絡設備進行性能調優，解決疑難網絡問題的專業人士。 網絡工程師：希望深入理解網絡協議棧內核實現，從而能更有效地設計和優化網絡架構的工程師。 對高性能網絡技術感興趣的研究生和開發者：希望係統學習和掌握網絡通信底層機製與優化技術的學生和技術愛好者。 學習本書，您將收獲 通過閱讀《精通高性能網絡協議棧：從內核到應用實踐》，您將能夠： 從零開始，構建對網絡協議棧的深度認知：理解數據包在網絡中的完整旅程，從硬件接口到應用程序。 掌握內核協議棧的關鍵調優點：學會如何理解和調整Linux內核參數，釋放硬件的全部潛力。 設計並實現高性能的網絡應用程序：選擇最閤適的I/O模型，編寫高效的並發代碼。 識彆和解決常見的網絡性能瓶頸：利用專業工具診斷問題，並給齣有效的解決方案。 為構建高吞吐量、低延遲的分布式係統打下堅實基礎：理解分布式係統中的通信效率是如何被網絡協議棧直接影響的。 本書內容翔實，邏輯嚴謹，理論與實踐緊密結閤。我們力求通過清晰的講解、豐富的圖示和詳盡的代碼示例，讓復雜的網絡技術變得易於理解和掌握。希望本書能成為您在高性能網絡領域的得力助手，助您在數據洪流中乘風破浪，構建齣更加高效、可靠、卓越的網絡應用。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在技術深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。從VBR編碼的基本原理齣發，它逐步深入到存儲係統和網絡傳輸的方方麵麵。我對書中關於“數據局部性”和“預取機製”的探討尤為著迷，這些概念在傳統的計算機科學中就有涉及，但作者將其巧妙地應用於VBR流視頻的場景，解釋瞭如何通過優化數據在存儲介質上的排列方式，來減少I/O的隨機訪問，從而提升讀寫性能。書中對於不同存儲介質（如SSD、HDD、NVMe）的性能特點分析，以及在VBR流場景下的適用性評估，都非常有參考價值。而且，作者在網絡傳輸優化方麵，不僅介紹瞭基礎的傳輸協議，還探討瞭更高級的擁塞控製算法和端到端延遲的優化技術，這些都是決定視頻流服務質量的關鍵因素。我特彆喜歡書中對“視頻分層編碼（SVC）”的介紹，它允許在同一視頻流中包含不同分辨率和質量的編碼層，這樣可以根據客戶端的網絡狀況動態地選擇播放的層級，從而實現更靈活的帶寬適應性。總的來說，這本書為我打開瞭一扇瞭解VBR流視頻技術背後復雜係統工程的大門，讓我對這個看似簡單的技術有瞭更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本《VBR流視頻存儲、I/O及傳輸優化》的閱讀體驗，與其說是在讀一本技術書籍，不如說是在與一位經驗豐富的工程師進行一場深入的對談。作者的語言風格非常獨特，沒有那種堆砌專業術語的枯燥感，而是像在娓娓道來一個關於“如何讓視頻跑得更快更穩”的故事。他將復雜的概念，比如“比特率動態調整”、“編碼復雜度與存儲壓力”、“網絡擁塞與緩衝策略”等等，用非常形象的比喻和生動的語言進行闡釋。我印象最深的是關於“傳輸優化”的部分，書中詳細對比瞭TCP和UDP在流媒體傳輸中的優劣，以及如何根據不同的網絡環境選擇最閤適的傳輸協議。而且，它對“前嚮糾錯（FEC）”和“丟包重傳”等技術的講解，讓我明白瞭即使在網絡不佳的情況下，視頻依然能夠保持一定的播放質量。書中的案例分析也相當接地氣，例如針對CDN（內容分發網絡）的部署和優化，以及如何處理大規模並發請求時的存儲瓶頸，這些都是我在實際工作中經常會遇到的問題。作者提齣的解決方案，往往是兼顧效率和成本的，既有技術上的深度，又不失實操性。總而言之，這是一本能夠幫助你“知其然，更知其所以然”的書，讓你在麵對視頻流技術時，不再感到束手無策。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我而言，是一次“技術煉金術”的奇妙旅程。我原本對VBR流視頻的認知僅停留在“文件越大越清晰”的層麵，而這本書卻讓我看到瞭它背後如何通過巧妙的編碼和傳輸設計，在保證視頻質量的同時，還能兼顧存儲和帶寬的效率。作者在分析I/O性能時，並沒有局限於某一種具體的存儲硬件，而是深入探討瞭不同存儲架構（如RAID、分布式存儲）在VBR流場景下的優劣勢，以及如何根據實際需求進行選擇和配置。在傳輸優化方麵，書中對“端到端QoS（服務質量）”的講解，讓我明白瞭除瞭基本的網絡帶寬，還有許多其他因素影響著視頻流的質量，比如丟包率、延遲、抖動等等。作者提齣的各種優化手段，從服務器端的負載均衡到客戶端的自適應碼率調整，都展現瞭對整體係統性能的深刻洞察。我尤其對書中關於“實時監控與告警”的章節印象深刻，在實際運維中，及時發現和解決問題是至關重要的，這本書提供瞭一些行之有效的思路。總而言之，這本書就像一個經驗豐富的嚮導，帶領我穿越VBR流視頻技術的迷宮，最終抵達“高效、流暢、穩定”的彼岸。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，仿佛置身於一個繁忙的數字數據中心，耳邊迴響著數據流動的聲音。作者以一種近乎藝術傢的視角，將VBR流視頻的存儲、I/O和傳輸過程描繪得淋灕盡緻。書中的內容並非僅僅是乾巴巴的技術參數堆砌，而是充滿瞭對“效率”和“體驗”的極緻追求。我尤其欣賞它對“緩衝”這一概念的深入剖析，從客戶端的播放緩衝到服務器端的請求緩衝，每一個環節的優化都直接關係到用戶是否會因為卡頓而放棄觀看。書中關於“帶寬預測”和“智能緩衝”的章節，為我提供瞭全新的思路，如何根據實時的網絡狀況和用戶行為，動態調整緩衝策略，從而在保證流暢播放的同時，最大限度地減少存儲和帶寬的浪費。此外，書中對“元數據管理”的討論也讓我受益匪淺，如何高效地索引和檢索視頻文件，將直接影響到視頻的快速啓動和跳轉。作者還分享瞭一些在實際部署中遇到的挑戰和解決方案，比如如何在高並發環境下保證存儲係統的穩定性，以及如何應對各種網絡異常情況。這本書的價值，在於它能夠幫助讀者建立起一個完整、立體的VBR流視頻技術架構認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像是數字時代的“魯班經”，讓我這個對視頻流技術一知半解的讀者，硬生生地啃下瞭一塊硬骨頭。原本以為VBR（可變比特率）隻是個聽起來很高大上的技術名詞，沒想到它背後牽涉到如此繁復精妙的邏輯。書裏對存儲介質的I/O性能分析，簡直是把機械硬盤和固態硬盤的脾氣摸瞭個透，從讀寫速度到延遲，再到並發處理能力，都掰開瞭揉碎瞭講。我最感興趣的是它如何把這些“冰冷”的硬件指標，與“火熱”的視頻播放體驗聯係起來。比如，書中關於緩存策略的講解，就讓我恍然大悟，原來播放卡頓不僅僅是網絡問題，存儲的“吞吐量”纔是幕後推手。特彆是它詳細闡述瞭文件係統對I/O性能的影響，以及如何通過調整文件係統參數來優化數據讀取效率，這部分內容對我理解視頻播放的底層邏輯非常有啓發。而且，書中並沒有止步於理論，而是引入瞭大量實際案例，展示瞭在不同場景下，如何通過精細化的I/O調優，顯著提升VBR流視頻的播放流暢度。書中的圖錶和流程圖也設計得非常直觀，即使是初學者，也能很快抓住核心要點。對於想深入瞭解視頻流技術背後原理的讀者來說，這本書無疑是一本不可多得的寶藏。