前言

為何寫作本書

隨著5G、AR/VR、高清視頻、自動駕駛等新技術的興起，電信網(wǎng)絡正面臨實時計算能力、超低時延、超大帶寬等帶來的新的挑戰(zhàn)。而只有促進邊緣計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展，構(gòu)建健康的生態(tài)環(huán)境，才能使終端用戶獲得新技術帶來的極致體驗，以及更加豐富、安全、可靠的應用。因此，近年來移動運營商、網(wǎng)絡設備供應商、應用開發(fā)商、內(nèi)容提供商等紛紛加入移動邊緣計算領域，促使這一技術快速發(fā)展。

目前，很多研究機構(gòu)制定了針對邊緣計算的專項計劃，比如斯坦福大學的PlatformLab、卡內(nèi)基梅隆大學的Open Edge Computing基金會等。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也針對邊緣計算推出了相關產(chǎn)品，比如亞馬遜的AWS GreenGrass Core、微軟的Azure Functions on IoT Edge、阿里巴巴的Link Edge、百度的IoT Intelligent Edge。除此之外，全球范圍的各大通信運營商也都陸續(xù)發(fā)布了邊緣計算白皮書。

邊緣計算得到了很多行業(yè)和組織的重視，但是目前市場上針對邊緣計算系統(tǒng)性分析的圖書還很少。于是，筆者萌生了寫一本書的想法，想從邊緣計算系統(tǒng)的部署切入，系統(tǒng)分析邊緣計算系統(tǒng)的云、邊、端的原理架構(gòu)和源碼。

讀者對象

• 云計算領域從業(yè)者
• 邊緣計算領域從業(yè)者
• 物聯(lián)網(wǎng)領域從業(yè)者
• 應用運維、開發(fā)人員
• 數(shù)據(jù)中心運維人員
• 在校計算機專業(yè)學生
• 物聯(lián)網(wǎng)領域的科研人員

本書特色

邊緣計算的意義在于云、邊、端的協(xié)同，而不應該將邊緣計算看作獨立于云計算的計算平臺，甚至是云計算的對立面。目前，針對云、邊、端都有不止一種開源計算框架，但每種計算框架又各有其側(cè)重點，在這種現(xiàn)狀下為云、邊、端各選一種比較合適的計算框架進行集成，打造一套云、邊、端協(xié)同的邊緣計算系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的部署方法、內(nèi)部原理和相關源碼進行解析是有現(xiàn)實意義的。

本書的云組成部分選擇Kubernetes，邊組成部分選擇KubeEdge，端組成部分選擇EdgeX Foundry，對云、邊、端各部分都進行了從架構(gòu)到源碼的系統(tǒng)分析，內(nèi)容系統(tǒng)性強，受眾群體廣，從在校計算機專業(yè)學生到云計算、邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)領域?qū)＜遥伎梢詤⒖急緯?/p>

如何閱讀本書

本書圍繞云、邊、端展開介紹，整體分為3篇。

基礎篇（第1～2章）

首先介紹邊緣計算概念、邊緣計算系統(tǒng)的具體組成，對邊緣計算系統(tǒng)中的相關概念進行解析；然后給出邊緣計算系統(tǒng)所需的自動化部署腳本，讀者可以根據(jù)腳本輕松地將邊緣計算系統(tǒng)整體框架部署起來，并在其上進行管理和部署應用；最后從管理終端設備應用的部署方式入手，對比分析該應用在云數(shù)據(jù)中心部署和以云、邊、端協(xié)同的方式部署的利弊，從而引出使用邊緣計算的必要性。

原理篇（第3～6章）

為了使讀者能夠?qū)吘売嬎阆到y(tǒng)有一個全面、深入的了解，本篇將組成邊緣計算系統(tǒng)的云、邊、端分開介紹，逐步部署，并對每部分的配置項進行詳細說明：云包括以系統(tǒng)進程方式部署和以容器化方式部署兩種；邊由與云控制節(jié)點交互的部分和在邊緣管理負載的部分組成，與云控制節(jié)點交互的部分包括以系統(tǒng)進程方式部署和以容器化方式部署兩種，在邊緣管理負載的部分只有以系統(tǒng)進程方式部署一種；端包括以系統(tǒng)進程方式部署和以容器化方式部署兩種。

源碼分析篇（第7～9章）

通過對邊緣計算系統(tǒng)部署和配置的詳細說明，讀者對邊緣計算最佳實踐的云、邊、端部分有了一個相對深入的了解，但還停留在各部分的具體組成組件和相關配置說明層面。本篇會對組成邊緣計算系統(tǒng)的云、邊、端部分進行源碼分析，并對每部分組件之間的邏輯關系進行詳細說明。

勘誤和支持

由于筆者水平有限，編寫時間倉促，書中難免會出現(xiàn)一些錯誤或者不準確的地方，懇請讀者批評指正。為此，筆者特意創(chuàng)建了一個在線支持與應急方案的微信群——EdgeComputing，你可以將書中的錯誤發(fā)布在該微信群。同時，如果你遇到任何問題，也可以發(fā)送郵件到cuiguangzhang@gmail.com，我將盡可能及時提供滿意的解答。如果你有更多寶貴的意見，也歡迎發(fā)送郵件至該郵箱，期待你們的真摯反饋。

致謝

首先要感謝開源社區(qū)，讓我有機會接觸、學習和分析Kubernetes、KubeEdge和EdgeX Foundry這些優(yōu)秀的軟件。

感謝之江實驗室，為我提供了一個良好的工作環(huán)境，還有齊全的實驗設備。

感謝浙江省重點研發(fā)計劃項目“基于數(shù)字孿生的智慧高速公路交通流全時空管控關鍵技術及應用示范”，使得書中相關技術得到驗證。

感謝之江實驗室的研究專家華煒老師，在本書的寫作過程中他從整體到具體細節(jié)都給予了筆者耐心的指導。

感謝《深度實踐KVM》作者肖力老師和公眾號“云技術”的北極熊老師的引薦，在他們的努力下才促成了本書的合作與出版。

感謝機械工業(yè)出版社華章公司的編輯楊福川老師和董惠芝老師，在這一年多的時間中他們始終支持我的寫作，他們的鼓勵和幫助引導我順利完成了全部書稿。

最后感謝家人的理解與支持，讓我可以在工作之余全身心地投入本書的寫作，并在迷惑時給予我信心和力量！