边缘计算技术与应用 pdf下载

边缘计算的标准化和代码实现者、开源生态系统领导者——英特尔亚太研发有限公司又一力作。

主要包括各个项目的起源与发展、实现原理与框架、要解决的边缘计算问题等方面展开讨论

致力于帮助读者对边缘计算的实现与发展形成整体清晰的认识。

本书致力于帮助读者形成有关边缘计算领域比较细致的拓扑，从边缘计算的由来与发展、软件与硬件基础、OpenNESS/Akraino/StarlingX等主流的边缘计算开源解决方案等各个角度与层次展开讨论，并且结合实际的案例对边缘计算的应用前景做出了展示。本书内容基本不涉及具体源码，主要围绕各个项目的起源与发展、实现原理与框架、要解决的边缘计算问题等方面展开讨论，致力于帮助读者对边缘计算的实现与发展形成整体清晰的认识。本书语言通俗易懂，能够带领读者快速走入边缘计算的世界并作出自己的贡献。

练丽萍英特尔云计算软件研发资深总监，长期从事开源系统软件研发，兼任开源基础设施基金会董事。王庆开源基础设施基金会个人独立董事，多年从事开源云计算和边缘计算的软件工作，也是《系统虚拟化》《OpenStack设计与实现》等书作者之一。乐慧丰Akraino/ICN和OpenNESS SD-WAN解决方案的主要贡献者，在边缘计算/云计算领域的物联网、人工智能、大数据、网络和SDWAN等相关技术有较丰富的经验。赵复生18年IT从业经验，目前活跃于Akraino、stio、Envoy等边缘计算、服务网格开源项目。郭瑞景20年网络存储的研发经历，长期从事开源软件开发工作包括OpenStack、Kubernetes、OPNFV、ODL等。陆连浩在云计算相关领域有多年开发经验，OpenStack、ONAP、CNCF等社区的多个项目中有过活跃贡献。黄海彬ONAP项目中Multi-Cloud 和 VFC部分Committer，在虚拟化和智能监控领域拥有多篇专利。应若愚Akraino/ICN和OpenNESS SDWAN解决方案的积极贡献者，对边缘/云计算的网络有丰富研究，曾参与边缘计算白皮书的编写。姚乐活跃于Service Mesh社区和Akriano/ICN项目，主要负责Envoy、WASM和SDEWAN的开发。方亮多年存储系统、硬件加速器等相关领域经验。陈铤杰从事云存储和边缘计算相关项目的开发。任桥伟从事Linux内核、OpenStack、Ceph等开源项目的开发，著有《Linux内核修炼之道》《Linux那些事儿》系列。佟晓鹏负责MEC边缘计算架构的设计和研发，并承担多个边缘计算相关标准化组织和行业联盟的技术接口人。马昌萍目前从事高密度深度学习及OpenVino上层应用程序与边缘计算平台相关的工作。赵婧多年通信领域研发经验，深入了解无线通信物理层理论以及4G、5G背景知识，参与了5G边缘计算领域前沿课题的探索研究与相关项目实践。周建东多年从事Media开发，拥有丰富CI/CD经验，目前在Edge computing方面从事显卡和加速卡相关工作。史中宝边缘计算多年从业经验，目前是OpenNESS 开源社区活跃的推动者之一。

从虚拟化到容器化，从OpenStack到Kubernetes，随着云计算如火如荼地发展，边缘计算的兴起也成了一件自然而然的事情。中国市场是边缘计算生态非常重要的一部分，我们英特尔的开源技术开发团队一直投资在中国、成长在中国和贡献在中国，我们很高兴能为中国的边缘计算社区提供这样一本书作为参考，更好地帮助中国边缘计算生态里的开发者和推广者系统地了解相关的技术、项目与案例。

练丽萍

英特尔云计算软件研发资深总监

随着消费互联网的智能化升级和产业互联网的快速发展，传统端-管-云基础设施也加速向以云-边协同为特征的智能基础设施演进，同时随着5G、AI以及工业物联网的新时代到来，ICT技术融合正在加速。本书中介绍的OpenNESS（开放网络边缘服务平台），可协助边缘计算领域的合作伙伴加速开发面向电信领域以及其他异构边缘网络场景的相关应用，并兼容ETSI MEC架构。

周晓梅

英特尔数据平台集团副总裁/NPG软件视频云和边缘计算总监

目录
第1章 综述 1
1．1 从云到边缘 1
1．1．1 云计算 1
1．1．2 雾计算 2
1．1．3 边缘计算 3
1．2 MEC 4
1．2．1 MEC原则 5
1．2．2 MEC框架 6
1．2．3 MEC参考架构 8
1．3 边缘计算的发展 13
1．4 边缘计算的分类 14
1．5 典型用例与选型 16
1．6 开源软件项目 18
1．7 小结 23
第2章 边缘计算的硬件基础 24
2．1 FPGA 26
2．1．1 FPGA的组成和技术特点 26
2．1．2 FPGA在边缘计算中的应用和挑战 27
2．2 Movidius Myriad X VPU 29
2．3 QAT 30
2．4 GPU 32
2．5 SR-IOV 33
2．6 Optane和NVMe 35
2．6．1 Optane 35
2．6．2 NVMe 38
第3章 边缘计算的软件基础 41
3．1 虚拟化和容器技术 41
3．1．1 虚拟化 41
3．1．2 容器 54
3．2 网络技术 56
3．2．1 内核旁路 57
3．2．2 平台增强 60
3．2．3 DPDK 65
3．2．4 VPP 68
3．3 存储技术 70
3．4 基于OpenStack的边缘计算平台 76
3．4．1 OpenStack基金会边缘计算工作组 78
3．4．2 Glance与边缘计算 84
3．4．3 Keystone与边缘计算 88
3．4．4 Ceph与OpenStack 96
3．5 基于Kubernetes的边缘计算平台 99
3．5．1 Kubernetes网络 105
3．5．2 Kubernetes存储 116
3．5．3 平台相关技术 123
3．5．4 容器与虚拟机 149
3．6 编排技术 160
3．7 人工智能技术 166
3．7．1 AI框架及OpenVINO 167
3．7．2 边缘计算与人工智能 177
第4章 OpenNESS 181
4．1 OpenNESS体系结构 183
4．2 OpenNESS 特性 186
4．2．1 OpenNESS 5G 186
4．2．2 OpenNESS Dataplane 191
4．2．3 OpenNESS EPA 193
4．2．4 Telemetry 198
4．3 OpenNESS 支持的软件开发套件 201
4．4 OpenNESS部署和使用 202
4．4．1 OEK 202
4．4．2 应用 203
4．4．3 容器化网络功能 206
4．4．4 OpenNESS Cloud Adapters 207
4．5 智慧城市应用程序在OpenNESS上的应用 212
4．6 小结 217
第5章 Akraino 219
5．1 Akraino 的目标和关键原则 220
5．1．1 Akraino的覆盖范围 220
5．1．2 Akraino的关键原则 221
5．2 Akraino交付点 222
5．3 Akraino项目的类型和生命周期 222
5．3．1 Akraino项目的类型 222
5．3．2 Akraino项目的生命周期 228
5．4 在Airship中支持OVS-DPDK 231
第6章 StarlingX 237
6．1 TSN技术在StarlingX中的应用 239
6．1．1 主要TSN标准协议 240
6．1．2 Linux中的TSN支持 241
6．1．3 StarlingX对TSN的支持 241
6．2 OVS-DPDK安全组 245
6．3 网段范围 246
6．4 StarlingX存储 249
第7章 案例：中国联通Cube-Edge平台及其ME-IaaS方案 251
7．1 Cube-Edge平台 252
7．2 ME-IaaS方案 254
7．3 应用场景 257
7．4 小结 258
第8章 案例：ICN 259
8．1 ICN组件 261
8．2 ICN体系结构 263
8．2．1 全局控制器 264
8．2．2 本地控制器 266
8．3 ICN部署安装 268
8．3．1 部署架构 268
8．3．2 部署环境 269
8．3．3 安装 271
8．3．4 验证 275
8．4 SD-EWAN的设计与实现 275
8．4．1 边缘互联应该考虑的问题 275
8．4．2 SD-EWAN的设计 276
8．4．3 SD-EWAN的技术实现 277
8．5 ICN典型案例 278

“不是我不明白，而是这世界变化太快”，新技术、新名词层出不穷，云计算方兴未艾，边缘计算已成燎原之火。

面对边缘计算这么一个崭新而又杂乱的世界，让人最为惴惴不安的问题或许便是：我该如何更快、更好地适应这个全新的世界？人工智能与机器学习领域中研究的一个很重要的问题是“为什么我们小时候有人牵一匹马告诉我们那是马，之后我们看到其他的马就知道那是马了？”。针对这个问题的一个结论是：我们头脑里形成了一个生物关系的拓扑图，我们所认知的各种生物都会放进这个拓扑图里，而我们随着年纪不断增长的过程就是形成并完善各种各样的树形、环形拓扑图的过程，我们以此来认知所面对的各种新事物。

由此可见，或许我们认知边缘计算最快也最为自然的方式就是努力在脑海里形成它的拓扑图，并不断细化。例如，这个生态里包括了什么样的层次，每个层次有什么样的项目需要实现，各个项目实现了哪些服务及功能，这些功能是以什么样的方式实现的。对于我们感兴趣的项目，可以更为细致地勾勒其中的脉络。就好像我们头脑里形成的有关一个城市的地图，它有哪些区，每个区里又有哪些标志性建筑及街道，对于我们熟悉的地方，可以将其周围放大细化，甚至细化到一个微不足道的角落。

本书的组织形式

本书的目的是帮助读者形成有关边缘计算世界相对细致的拓扑图。

第1章，主要对边缘计算的生态进行了整体的描述，包括边缘计算的由来与发展、边缘计算的标准及典型用例等。

第2章，介绍了边缘计算应用场景所需要的硬件基础，包括FPGA、GPU、SR-IOV等。

第3章，介绍了边缘计算应用场景所需要的软件基础，包括虚拟化、网络技术、存储技术、OpenStack、Kubernetes、编排技术、人工智能技术等。

第4～6章，分别介绍了OpenNESS、Akraino与StarlingX等主流的边缘计算开源解决方案。

第7章与第8章，分别介绍了两种实际的边缘计算应用案例，包括中国联通Cube-Edge平台和一个面向边缘计算用例的参考架构——ICN。