基本信息
书名：无线IP网络中视频FGS编码与传输研究
定价：30.00元
作者：王锋
出版社：科学出版社
出版日期：2009-01-01
ISBN：9787030239150
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：大32开
商品重量：0.4kg
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内容提要
全书围绕视频FGS编码、传输过程中涉及的问题展开研究与讨论，主要内容包括：FGS和PFGS中比特平面编码技术中的残差系数的符号编码、FGS码流结构和打包方案、传输中的跨层多乘积码方案（MPFEC）、联合信源一信道码率优化配置算法、基本层传输中的差错繁殖、无线IP环境下可伸缩性视频传输问题综述等。
目录
作者介绍
文摘
序言
论数字通信协议设计与优化在现代网络中的应用 内容概要 本书旨在深入探讨数字通信协议设计的理论基础、关键技术以及在现代网络环境下的优化策略。我们将从通信协议的演进历程出发，剖析不同协议族（如TCP/IP、OSI模型）的设计理念和核心机制，重点阐述数据包封装、路由选择、拥塞控制、可靠传输等关键环节的算法原理与实现。随后，我们将聚焦于新兴的网络应用需求，如物联网（IoT）、移动通信（5G/6G）、云计算、边缘计算等，分析其对传统协议提出的挑战，并探讨如何针对性地设计和优化协议以满足这些应用的高性能、低延迟、高可靠性要求。本书还将涉及软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等技术如何改变协议的设计和部署方式，以及安全协议在保障网络通信中的重要作用。最终，本书将提出一套系统性的协议设计与优化框架，为读者提供理论指导和实践参考，以应对日益复杂和多样化的网络通信挑战。 第一章：通信协议的基石——概念、模型与发展历程 在本章中，我们将为读者构建一个坚实的通信协议理论基础。首先，我们将对“通信协议”这一核心概念进行清晰界定，阐述其在规范设备间信息交互中的不可或缺性。我们将深入剖析OSI（开放系统互连）七层模型和TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）四层模型，详细解读每一层的功能、职责以及它们之间的协同关系。通过对比分析这两种模型，读者将能深刻理解分层思想在复杂通信系统设计中的优势，以及它们各自的适用场景。 随后，我们将回顾通信协议的发展历程，从早期简单的点对点通信协议，到如今覆盖全球的互联网协议体系。我们将重点关注TCP/IP协议族的诞生与演进，特别是TCP协议在提供可靠、有序、面向连接的数据传输方面的革命性贡献，以及IP协议在实现全球互联互通中的关键作用。我们将简要介绍一些里程碑式的协议，例如以太网协议（Ethernet）在局域网通信中的奠基性地位，以及HTTP（超文本传输协议）在万维网普及过程中的核心作用。 本章的最终目标是让读者理解，通信协议并非一成不变的教条，而是随着技术发展和应用需求的变化而不断演进的动态体系。我们将强调协议设计中的抽象、模块化和标准化原则，为后续章节深入探讨具体协议的机制打下坚实的基础。 第二章：数据传输的引擎——封装、寻址与路由 本章将深入剖析数据在网络中传输的核心机制：封装、寻址与路由。我们将从数据包的诞生开始，详细介绍不同网络层级的数据封装过程。以TCP/IP为例，我们将剖析应用层数据如何被TCP报文段封装，再被IP数据报封装，最后被网络接口层帧封装，每一层封装都增加了特定的头部信息，用于承载控制信息。我们将解释这些头部信息的构成，例如源/目的端口号、序列号、确认号（TCP）、源/目的IP地址（IP）、MAC地址（以太网）等，以及它们在数据传输中的具体作用。 接着，我们将重点探讨寻址机制。IP地址作为网络层面的唯一标识符，其分层结构（如IPv4和IPv6）以及地址分配方式（如公有IP、私有IP、NAT）将得到详细阐述。我们将分析IP地址是如何实现全球网络设备的唯一识别，以及网络地址转换（NAT）在缓解IPv4地址枯竭问题上的作用。同时，MAC地址在数据链路层上的作用，作为设备在物理网络上的硬件标识，也将得到清晰的讲解。 路由选择是实现端到端数据传输的关键。本章将详细介绍路由器的基本工作原理，包括路由表的构建、路由表的更新机制以及数据包在路由器之间的转发过程。我们将介绍静态路由和动态路由的区别，并深入探讨目前主流的动态路由协议，例如RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先）和BGP（边界网关协议）的核心算法和工作原理。我们将分析这些协议如何在复杂的网络拓扑中，根据各种度量（如跳数、带宽、延迟），选择最优路径以确保数据高效、可靠地送达。 第三章：保障通信的生命线——可靠性、流量控制与拥塞控制 在本章中，我们将聚焦于通信协议中至关重要的保障机制：可靠性、流量控制和拥塞控制。首先，我们将深入解析TCP协议如何实现可靠传输。我们将详细阐述确认应答（ACK）、超时重传、累计确认、选择性重传等机制，以及它们如何协同工作，确保数据在不可靠的网络环境中也能精确无误地到达目的地。三次握手和四次挥手的连接建立与释放过程也将被详细分解，以帮助读者理解TCP面向连接的特性。 随后，我们将探讨流量控制。我们将解释流量控制的目的在于防止发送方的数据速率过快，导致接收方缓冲区溢出，从而造成数据丢失。我们将详细介绍TCP的滑动窗口机制，包括发送窗口和接收窗口的概念，以及它们如何动态调整，实现发送方与接收方之间的速率匹配。 拥塞控制是网络通信中的另一项核心挑战。本章将详细阐述网络拥塞的产生原因及其危害，并深入分析TCP的拥塞控制算法，包括慢启动（Slow Start）、拥塞避免（Congestion Avoidance）、快重传（Fast Retransmit）和快恢复（Fast Recovery）。我们将展示这些算法如何通过监测网络拥塞信号（如丢包），动态调整发送方的拥塞窗口大小，以避免加剧网络拥塞，并努力在可用带宽内实现高吞吐量。 第四章：面向未来的网络——新兴应用对协议的挑战与演进 随着信息技术的飞速发展，新的应用场景层出不穷，它们对通信协议提出了前所未有的挑战。本章将聚焦于这些新兴应用，并分析其对现有协议体系的影响。 物联网（IoT）通信： 物联网设备数量庞大，功耗受限，通信环境复杂多变。我们将探讨针对IoT设计的低功耗、低开销的通信协议，如MQTT（消息队列遥测传输）、CoAP（受限应用协议）等，以及它们在资源受限环境下的优势。 移动通信（5G/6G）： 5G和未来6G网络追求超高速率、超低延迟和海量连接。我们将分析这些网络对传输层协议的性能需求，以及在网络切片、边缘计算等场景下，可能需要对现有协议进行哪些调整或引入新的协议。 云计算与边缘计算： 云计算和边缘计算的发展对数据传输的效率、可靠性和安全性提出了更高要求。我们将探讨如何优化协议以支持大规模分布式数据中心的通信，以及如何设计高效的协议来满足边缘设备与云端之间的数据协同。 实时通信（RTC）： 视频会议、在线游戏等实时应用对延迟极其敏感。我们将分析UDP（用户数据报协议）在这些场景下的应用，以及如何通过应用层技术弥补UDP在可靠性上的不足，例如引入FEC（前向纠错）技术。 本章将引导读者思考，传统的协议设计模式是否足以应对未来的网络挑战，以及如何通过协议的创新来驱动新技术的应用和发展。 第五章：软件定义与虚拟化——重塑协议的设计与部署 软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）是近年来网络技术领域的重要变革。本章将探讨这些新技术如何深刻地影响通信协议的设计与部署。 SDN中的协议设计： SDN将网络控制平面与数据平面分离，使得网络控制更加集中化和智能化。我们将分析SDN控制器与网络设备之间的通信协议，例如OpenFlow，以及SDN如何允许我们更加灵活地编程和优化网络流量的转发路径，从而可能催生更高效、更具适应性的新型通信协议。 NFV中的协议演进： NFV通过将传统的网络功能（如防火墙、负载均衡器）虚拟化成软件，运行在通用硬件上。我们将探讨NFV环境下的通信协议栈如何演变，以及如何利用虚拟化技术实现协议的快速部署、弹性伸缩和动态更新，从而提高网络的灵活性和可维护性。 云原生网络协议： 随着容器化技术（如Docker、Kubernetes）的普及，云原生应用对网络通信提出了新的要求。我们将探讨在容器化环境中，服务发现、负载均衡、服务网格（Service Mesh）等领域所采用的通信协议和架构，以及它们如何实现微服务之间的高效、可靠通信。 本章将强调， SDN和NFV为协议的设计和优化提供了全新的视角和工具，使得我们能够构建更加智能、敏捷和高效的网络体系。 第六章：网络安全的守护者——安全协议的设计与应用 网络安全是通信协议不可分割的一部分。本章将重点关注安全协议在保障网络通信中的关键作用。 身份认证与访问控制： 我们将探讨如何通过安全协议来验证通信双方的身份，并确保只有授权用户才能访问网络资源。我们将介绍一些基础的安全协议，例如TLS/SSL（传输层安全/安全套接字层）在Web通信中的应用，以及Kerberos等身份认证协议。 数据加密与完整性保护： 数据在传输过程中可能被窃听或篡改。本章将详细介绍对称加密和非对称加密算法在通信协议中的应用，以及哈希函数等技术如何保证数据的完整性。我们将深入分析IPsec（IP安全协议）在网络层面上提供数据加密和完整性保护的机制。 VPN（虚拟专用网络）技术： VPN技术通过在公共网络上建立加密通道，为用户提供安全的远程访问。我们将探讨VPN协议，例如L2TP/IPsec（第二层隧道协议/IP安全协议）、OpenVPN等，以及它们如何实现数据的安全传输。 新兴安全威胁与协议应对： 随着网络攻击手段的不断演进，新的安全威胁层出不穷。我们将探讨当前面临的一些安全挑战，例如DDoS（分布式拒绝服务）攻击、中间人攻击等，并分析安全协议如何不断发展和演进以应对这些威胁。 本章将强调，安全协议的设计必须与通信协议本身紧密结合，才能构建一个既高效又安全的通信体系。 第七章：协议设计的系统性框架与未来展望 在本书的最后一章，我们将对前述内容进行系统性总结，并提出一个通用的协议设计与优化框架。我们将强调在设计新的通信协议时，需要考虑的关键因素，包括： 应用场景分析： 深入理解目标应用的性能需求、可靠性要求、安全需求以及资源限制。 层级划分与模块化： 合理划分协议层级，实现模块化设计，提高可维护性和可扩展性。 效率与性能优化： 权衡协议开销、延迟和吞吐量，采用高效的算法和数据结构。 安全性考虑： 将安全机制融入协议设计，从源头保障通信安全。 标准化与互操作性： 遵循行业标准，确保协议的互操作性。 可扩展性与未来兼容性： 设计具有良好扩展性的协议，以适应未来技术和应用的发展。 我们将讨论一些前沿的研究方向，例如基于人工智能的协议优化、量子通信协议的探索、以及未来网络体系结构对协议设计的可能影响。本书的最终目标是启发读者，在面对复杂多变的通信需求时，能够运用系统性的思维和科学的方法，设计出高效、可靠、安全的通信协议，为数字时代的网络发展贡献力量。
我是一名通信工程领域的从业者，每天的工作都与网络息息相关，但长期以来，我对视频在无线IP网络中的传输优化一直感到有些瓶颈。我们经常会遇到视频卡顿、延迟高的问题，但往往只能进行一些表面的优化，很难触及到根本。这本书的出现，就像给我指明了一条更清晰的道路。作者在FGS编码方面的深刻见解，以及其在无线IP网络环境下传输的优化策略，都让我茅塞顿开。特别是关于如何在高丢包率、低带宽的网络环境中实现高质量视频传输的讨论，对于我们日常工作中遇到的挑战提供了极具参考价值的解决方案。书中提到的各种算法和技术，并非只是停留在理论层面，而是紧密结合了实际应用的需求，给出了切实可行的建议。这本书让我对无线IP网络视频传输有了更系统、更深入的认识，也让我对未来技术的演进有了更清晰的判断。