边缘计算

　　边缘计算是为计算机科学与技术、信息安全、物联网工程、软件工程等专业本科生开设的一门学科基础选修课，旨在使学生了解当前物联网行业发展新技术，并能够正确认知其发展方向。本教材以当前万物互联的环境为背景，结合5G网络发展，系统讲述了边缘计算的基本概念、相关技术及应用模型，介绍了云计算、雾计算、移动边缘计算等相关技术，并结合范例分析边缘计算技术发展及应用现状，同时提出了边缘计算领域的一些机遇和挑战。每章均有小结，使读者对各章的内容能清楚地理解和掌握。 全书共7章，分别介绍边缘计算的基本概念、系统架构、相关技术、边缘计算与云计算、边缘计算与雾计算、移动边缘计算及边缘计算范例。本书章节安排合理，在多年为物联网工程专业本科生教学的基础上，由浅入深、理论联系实际，将边缘计算的基本概念及原理系统地呈现给学生。本书涉及的内容广泛、技术思想凝练，突出核心原理和关键技术的阐述，在编写过程中力求做到内容充实新颖，既可满足计算机相关专业本科生的需要，也可作为从事边缘计算相关工作的专业人士参考读物，使读者在学习中增强对边缘计算的了解并掌握相关技术。

　　方娟，北京工业大学教授、博士生导师，北京市课程思政教学名师。现任北京工业大学信息学部副主任、计算机学院体系结构研究所所长、一流本科专业建设点负责人，信息技术新工科产学研联盟理事，北京物联网学会理事，中国计算机学会高级会员，中国电子学会高级会员。曾于2005年和2012年两次受国家留学基金委（CSC）资助赴美国进行学术交流访问两年，并多次赴美国、澳大利亚、荷兰、中国香港等国家和地区交流或访问。曾获北京市优秀人才、北京市中青年骨干称号。长期从事高性能计算、异构智能计算、边缘计算等领域的教学和科研工作，近年来主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等科研项目40余项，发表 SCI / EI 论文80余篇，授权国家发明专利27项，国际发明专利1项，参加3项国家标准制定，1项专利成果转化。主编和参编教材10余部，译著2部。 陆帅冰，北京工业大学信息学部教师，2019年6月获吉林大学工学博士学位。研究方向为计算机体系结构、边缘计算。

目录

第1章边缘计算

1．1什么是边缘计算

1．2边缘计算发展历程

1．2．1云服务推送

1．2．2物联网中的延伸

1．2．3数据使用者到生产者的转变

1．3边缘计算发展相关模型

1．3．1分布式数据库模型

1．3．2对等计算模型

1．3．3内容分发网络模型

1．3．4移动边缘计算模型

1．4本章小结

第2章边缘计算系统架构

2．1边缘计算基本概念

2．2整体架构

2．2．1边缘计算模型及基本架构

2．2．2多层级边缘架构

2．2．3边缘协作架构

2．3卸载技术

2．4资源管理

2．5安全与隐私保护

2．6本章小结

第3章边缘计算相关技术

3．1边缘计算关键技术

3．1．1虚拟机和容器

3．1．2软件定义网络

3．1．3内容交互/分发网络

3．1．4任务单元和微数据中心

3．2边缘计算系统

3．2．1Apache Edgent

3．2．2OpenStack

3．2．3EdgeX Foundry

3．2．4Azure IoT Edge

3．2．5AWS Greengrass

3．3本章小结

第4章边缘计算与云计算

4．1云计算基本概念

4．2云模型

4．2．1云交付模型

4．2．2云部署模型

4．3云计算参考架构

4．3．1负载分布架构

4．3．2资源池架构

4．3．3动态可扩展架构

4．3．4弹性资源架构

4．3．5云爆发架构

4．3．6冗余存储架构

4．4云使能技术

4．4．1数据中心网络

4．4．2虚拟化技术

4．4．3Web技术

4．4．4多租户技术

4．4．5服务组合技术

4．5边缘计算与云计算的差异

4．5．1多维度差异比较

4．5．2边云协同

4．6本章小结

第5章边缘计算与雾计算

5．1雾计算基本概念

5．2雾计算参考架构

5．2．1OpenFog架构

5．2．2OpenFog架构实例

5．3边缘计算与雾计算的差异

5．4本章小结

第6章移动边缘计算

6．1移动边缘计算基本概念

6．2整体系统架构及组件

6．2．1系统整体架构

6．2．2系统组件详细讲解

6．35G通信技术

6．4移动边缘计算与5G

6．5移动边缘计算部署场景

6．5．1基于LTE基站部署

6．5．2基于基站汇聚点部署

6．5．3基于无线网络控制器部署

6．6本章小结

第7章边缘计算范例

7．1智慧城市

7．1．1智慧城市背景

7．1．2智慧城市的定义

7．1．3智慧城市应用

7．2智能交通

7．2．1边缘计算在智能交通领域的应用

7．2．2边缘计算在自动驾驶领域的应用

7．3智能家居

7．3．1什么是智能家居

7．3．2智能家居的边缘计算应用

7．4协同边缘

7．4．1协同边缘背景

7．4．2Firework框架

7．4．3Firework应用

7．5边缘计算机遇与挑战

7．5．1边缘计算发展前景

7．5．2未来挑战

7．6本章小结

附录A缩略词

参考文献