边缘计算系统设计与实践
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前言

边缘计算是万物互联的核心技术

边缘计算技术是在云计算和物联网的基础上发展起来的,是信息技术基础设施和架构发展的自然演进。在几十年的计算机技术发展历史中,计算机的架构从大型机到客户端/服务器,再到云计算。信息技术不但改造了各行各业,而且创造出了互联网这个新兴行业,将人与人连接到了一起。随着物联网技术的逐渐普及,以及虚拟现实等新兴技术的兴起,信息系统开始从云+端的模式逐步演进到云边端的结合。其中的边缘计算技术将是未来万物互联的核心。

边缘计算不是一门单一的技术,而是一系列软硬件技术的综合应用体系。边缘计算几乎涉及信息技术的所有方面。每一个涉及的领域都有非常广泛的专业知识、技术及经验。边缘计算技术的价值不是技术本身,而是将边缘计算融合进各行各业而产生的协同效应。未来,随着物联网技术和边缘计算技术的进一步发展和成熟,相信所有的行业都将从中获益;同时,这个领域会有越来越多的创新机会涌现出来。学习和了解边缘计算的知识和技术,应该是所有紧跟技术前沿的IT人的“必修课”。

边缘计算是一个综合的知识和技术体系,而且边缘计算的商业机会处于各个行业和边缘计算的交会处。也就是说,能够发挥出边缘计算能力的不是在于这项技术本身,而是在于这项技术和其他行业的结合上。我们可以看到,物联网、边缘计算加上边缘智能已经在众多行业开花,从智能制造、智慧交通、智慧农业,到智能医疗、自动驾驶等。无数的应用场景和创新正在发生,期待未来的边缘计算能够创造出更多的发明机会。

各种硬件、软件和通信技术的发展是促成边缘计算出现和发展的技术基础;同时,技术的发展也带来新的需求和痛点,从而成为推动边缘计算应用和发展的动力。与通信技术结合的移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)将是未来实现低时延、高可控通信(uRLLC)的5G场景的重要支撑点,未来实现100ns时延的无线网络必然需要MEC技术。如果云计算是现代信息技术的大脑,那么边缘计算就是大脑的延伸和触角,很多计算任务将会下沉到边缘。边缘智能将人工智能带入各种生产和生活领域,将成为人工智能技术和实际场景相结合和落地的主要技术手段。

写作本书的初衷

边缘计算是一个综合的技术体系,涉及的领域虽然主要在信息技术领域,但是覆盖知识的广度和深度很高,要写好边缘计算的书籍有相当的难度。笔者有幸在工作中参与了多个与物联网和边缘计算相关的前沿项目,对这个方向有一些心得和体会,因此希望将积累的知识和经验通过这本书和各位同行分享。如果书中的知识和总结能够为各位读者提供一些参考思路,则非常荣幸。不过,鉴于笔者知识水平有限,错漏和不足在所难免,希望大家能够指正和补充。另外,也希望能够和大家探讨与物联网和边缘计算相关的话题,以期相互学习与提高。

本书特色

●内容全面:本书基本覆盖了边缘计算的各个方面,读者可以通过本书对边缘技术有一个非常全面的了解和认识。

●面向各类读者:本书既有深入的理论和架构研究,同时也有各种实用的方法、技巧和解决思路,无论是边缘技术爱好者还是本领域的专业人士,均能从中有所收获。

●贴近实际:书中的很多解决方案和案例都是出自笔者亲历的项目和研究中的问题,对于实际工程应用有一定的启发和指导作用。

●实用新颖:所有涉及的知识点和理论都尽量能够以真正应用中的技术为基础,同时在每一部分都能够介绍一些最新的研究方向和成果。

●趣味性:不但介绍了大量的专业知识,而且穿插了很多有意思的内容,使本书既有知识性,也兼顾趣味性。

本书读者对象

●物联网和边缘计算技术爱好者。

●边缘计算工程人员和研究者。

●物联网工程人员和研究者。

●软件开发与测试人员。

●通信技术研发人员。

●信息技术从业人员。

●各院校计算机和信息科学专业的学生。

资源下载

本书所涉及的源代码已上传到百度网盘,供读者下载。请读者关注封底“博雅读书社”微信公众号,在对话框中输入图书77页的资源下载码,根据提示获取。

致谢

笔者特别要感谢家人的支持,尤其是我的女儿Apple的鼓励。同时,感谢马立新教授、李长乐博士和赵天明对书稿提出的意见和建议;感谢离散行业网络协同制造支撑平台项目组和流程工业智能制造基础信息平台工厂操作系统项目组的专家和领导提供的支持和帮助。感谢编辑的耐心等待和理解,同时感谢在本书写作过程中给予笔者帮助的所有朋友和同事。

特别说明:本书部分研究内容获得国家重点研发计划(2020YFB1711204和2019YFB1705701)支持。

温馨提示:读者在阅读本书的过程中遇到问题可以与笔者联系,笔者的电子邮箱是Rocky@YangJian. co,微信是EdgeComp。