前言

2019年3月，李克強(qiáng)總理在政府工作報告中再次提及人工智能，這標(biāo)志著人工智能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略高度；2019年10月31日，在中國國際信息通信展覽會上，工業(yè)和信息化部宣布5G商用正式啟動。這兩大標(biāo)志性事件意味著中國將全面進(jìn)入5G+AI時代，這是一個新的數(shù)字化時代，通信行業(yè)面臨新一輪的機(jī)遇與調(diào)整。

在眾多的通信新技術(shù)、新業(yè)務(wù)中，邊緣計算脫穎而出，成為學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界及政府部門的關(guān)注熱點，同時市場也反響積極。Gartner數(shù)據(jù)顯示，到2022年將有65%的數(shù)據(jù)在邊緣數(shù)據(jù)中心存儲和處理，未來1～3年邊緣計算將進(jìn)入規(guī)模商用部署期。未來邊緣計算在電力、交通、制造、智慧城市等多個價值行業(yè)將有規(guī)模應(yīng)用。

但邊緣計算仍處于研究和探索階段，系統(tǒng)理清其各方面的知識并非易事。單從定義上講，各個組織、機(jī)構(gòu)就有不同的看法。ISO/IEC JTC1/SC38認(rèn)為，邊緣計算是一種將主要處理和數(shù)據(jù)存儲放在網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點的分布式計算形式。邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟對邊緣計算的定義是：在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺（架構(gòu)），就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。它可以作為連接物理和數(shù)字世界的橋梁，使能智能資產(chǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、智能系統(tǒng)和智能服務(wù)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）認(rèn)為，邊緣計算是在網(wǎng)絡(luò)邊緣（運營商網(wǎng)絡(luò)邊緣）為應(yīng)用開發(fā)者和內(nèi)容服務(wù)商提供所需的云端計算功能、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）服務(wù)環(huán)境等。

對于邊緣計算的應(yīng)用場景、實施架構(gòu)，更是各種說法、各類方案層出不窮。但究其本源，邊緣計算是在網(wǎng)絡(luò)邊緣提供計算、存儲等資源，通過分布式的系統(tǒng)滿足上層應(yīng)用對時延等性能指標(biāo)的要求，同時降低資源消耗，降低綜合支出。因此邊緣計算無法像傳統(tǒng)云計算那樣通過集中化、規(guī)模化管控，需要找到新的途徑實現(xiàn)對離散資源的管控與資源互通，并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和計算資源的協(xié)同調(diào)度，從而向用戶提供有質(zhì)量保證的服務(wù)。

本書希望可以幫助讀者對邊緣計算和算力網(wǎng)絡(luò)有系統(tǒng)性的理解，包括但不限于對邊緣計算的定義、場景、架構(gòu)及算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景、定義及實現(xiàn)具體方法等進(jìn)行全面、具體的闡述。

本書共8章，內(nèi)容涵蓋了邊緣計算和算力網(wǎng)絡(luò)的主要內(nèi)容。第1章從整體上介紹了在當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的大趨勢下算力在社會發(fā)展中的重要地位、算力提供的方式及算力提供平臺與網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)系。第2章介紹了邊緣計算的演進(jìn)與定義，并從需求出發(fā)介紹了邊緣計算的典型應(yīng)用場景。第3章介紹了邊緣計算的主要特征與典型技術(shù)架構(gòu)。第4章介紹了邊緣計算的基礎(chǔ)設(shè)施層，包括邊緣計算接入設(shè)備、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)及新的無損網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。第5章重點介紹了邊緣計算的管控體系。第6章介紹了由于邊緣計算的出現(xiàn)而提出的由云網(wǎng)一體向算網(wǎng)一體演進(jìn)的思想。最后兩章是對算力網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)介紹，第7章介紹了算力網(wǎng)絡(luò)的背景、定義、算力網(wǎng)絡(luò)中多資源聯(lián)合優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型及算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例；第8章分別從資源關(guān)聯(lián)和資源交易兩個方面介紹了算力網(wǎng)絡(luò)體系，還具體介紹了算力網(wǎng)絡(luò)資源關(guān)聯(lián)的集中式和分布式兩種方案。附錄介紹了邊緣計算的開源系統(tǒng)、自動化測試及實踐供讀者拓展學(xué)習(xí)。

本書由雷波、陳運清組織編寫并統(tǒng)稿，其他參與編寫的人員有王旭亮、趙倩穎、劉增義、王江龍、柏楠、解云鵬、唐靜等。第1章由雷波、趙倩穎、王旭亮、唐靜編寫；第2、3章由王旭亮、劉增義、王江龍編寫；第4章由王旭亮、王江龍編寫；第5章由柏楠編寫；第6章由解云鵬、王江龍編寫；第7、8章由雷波、劉增義編寫。

國內(nèi)外對邊緣計算的研究尚處于標(biāo)準(zhǔn)化階段，算力網(wǎng)絡(luò)也處于積極的研究發(fā)展之際。限于作者認(rèn)知水平，相關(guān)的觀點和技術(shù)方向不一定非常準(zhǔn)確，錯誤和遺漏在所難免，歡迎讀者不吝賜教。

編著者
2020年10月于北京市北七家未來科技城