Foreword推荐序一
进入21世纪以来，信息技术的发展深刻改变了社会的生活和生产方式，并正进一步向着万物互联、万物智能的方向持续演进。在这一历史进程中，网络计算技术扮演了至关重要的角色。最初，通过互联网将分散在世界各地的信息设备连接起来，让它们具有信息传递的能力。后来，云计算将计算需求汇聚到数据中心，在通信网络之上形成了计算网络，通过共享云资源的方式让各类信息设备具有复杂运算的能力。
然而，当前的云计算架构遇到了重要瓶颈。一方面，网络视频应用的高速发展，对数据传输速率的要求不断提高，从而给主干网带宽和云中心资源带来重大挑战；另一方面，大量的物联网设备产生了海量的、低延迟的计算需求，使得传统集中式、高延迟的云中心模式逐渐难以为继。
为化解云计算面临的诸多瓶颈，在“万物互联”的基础上进一步建立网络与计算融合的无处不在的“万物智能”，边缘计算成为一个十分具有前景的研究方向，在近年来得到广泛研究。特别是在5G/6G技术快速发展的背景下，边缘计算的研究对科研和产业均具有十分重要的意义。
该书的撰写恰好处于边缘计算的核心问题逐渐清晰、落地前景逐渐明朗的关键节点，对于普及边缘计算概念、厘清边缘计算发展脉络、推广边缘计算技术原理、落地边缘计算实际系统具有重要的指导意义。考虑到我国正处于技术赶超的关键时期，而边缘计算又是有望取得突破的重要方向，该书的出版更具现实价值。
我与两位作者赵志为和闵革勇有过很好的交流与合作，他们都是网络领域非常活跃的专家学者，对于未来网络计算领域具有独到的见解。该书从“边缘计算”这一名词的出现开始讲起，重点介绍了边缘计算的概念及原理，并且从真实系统运行的视角，自顶向下地剖析边缘计算的关键技术，解答了边缘计算“是什么”“为什么”“怎么办”三个关键的基础问题，然后在阐述技术的基础上，提供了系统实现的手段和做法。相信读者能够通过该书了解边缘计算的技术进展、技术背后的发展逻辑，掌握其中关键的技术原理，在边缘计算理论和实践的结合过程中受到一定的启发。
长江学者特聘教授
电子科技大学网络空间安全研究院院长
张小松
Foreword推荐序二
近年来，随着5G技术的普及以及6G研究的迅猛发展，边缘计算逐渐成为学术界和工业界公认的下一代网络核心技术。边缘计算不仅是云计算的下沉，更重要的是将“计算能力”普及到数百亿数量级的物联网设备上，让各类低成本智能设备既具有感知能力，又具备任务处理能力，真正实现“万物智能”。
远景虽然宏大，但目前的诸多问题还需要深入探究和全面阐述。边缘计算为何出现，有怎样的发展脉络？边缘计算为何具有广泛前景？边缘计算与云计算究竟有何本质不同？边缘计算的实现形式究竟是怎样的？边缘计算的核心技术有哪些？边缘计算技术如何才能有效落地？如何评价和抉择众多的边缘计算方案？全面解答这些重要的本质问题，对边缘计算的深入发展至关重要。
本书对探索这些关键问题提供了新颖、全面的视角：从边缘计算产生的动机开始，阐述了边缘计算发展的底层逻辑；从边缘计算系统运转和使用的维度，清晰讲述了边缘计算的关键原理与核心技术；从实际系统开发的角度，介绍了两种边缘计算原型系统的实现方式。这些关键知识为边缘计算的发展提供了重要的理论支撑和方向引导，对边缘计算技术的产业落地具有重要意义。
本书的作者赵志为和闵革勇长期从事计算机网络方面的研究，是边缘计算领域十分活跃的专家学者。衷心希望读者能够通过此书系统地了解和学习边缘计算的原理与关键技术，同时在这个过程中受到新的启发并探索新的观点。
加拿大工程院院士、IEEE Fellow、ACM杰出会员、长江讲座教授
香港理工大学电子计算学系教授、副系主任
郭 嵩
自 序The Author's Words
物联网自诞生以来，已经晃晃悠悠地走过了20个年头，时至今日，物联网的发展似乎总不那么令人满意——物联网到底在哪里呢？什么时候我的茶壶能够自己协调好开水、茶叶、茶具，像一位贴心的管家一样帮我泡好茶呢？
可见，物联网虽然叫“网”，但却远远不只是一个“网”，它的实现涉及对物理世界的全方位改造：除了给万物增加“感知”（传感）和“交流”（通信组网）能力之外，还要增加“思考”（复杂运算）的能力。只有具备了这三方面的能力，上面关于茶壶的畅想才能成为现实。考虑到集成电路的发展历史，如果能够一直沿着摩尔定律的轨迹将芯片体积持续缩小，那么总有一天，我们能够实现“体积无限小、能力无限大”的嵌入式芯片，从而让各类微小的物联网设备具备复杂运算的能力。然而，现实却事与愿违，摩尔定律已经失效，各类计算需求的复杂度却仍在高速增加。
为解决这个问题，另一个思路则是为物联网设备提供无处不在的额外计算资源，让物联网设备在自身能力受限的情况下，可以将复杂的计算任务交给这些额外资源来完成，这就是边缘计算。可以说，边缘计算是让世间万物具备“思考”能力的关键手段。试想，当边缘算力与网络相生相伴时，我们相当于随时随地具有一台高性能计算机可供使用。只要有边缘网络，各类微小的物联网设备就能够应对复杂的计算和逻辑推理，我们就可以在手机上玩“3A”游戏大作，小小茶壶也可以识别复杂环境，查找并协调泡茶必备的各个材料。随时随地处理计算需求，是边缘计算的重要使命。
当前边缘计算正处于思想碰撞、快速演进的重要时期，不同机构从不同角度对其进行了定义和产业化的探索。例如，电信运营商关注的重点是算力的铺设，软件厂商关注的重点是服务的管理，硬件厂商关注的重点是专用的边缘设备，科研界关注的重点是新型架构及优化算法等。正因如此，对于一般读者而言，边缘计算的概念似乎无处不在，云计算、人工智能、物联网等领域似乎都多出了一个边缘计算的课题，但这些领域的课题却又无法充分刻画边缘计算的全貌。
本书以用户的视角，从前端设备向边缘计算设备发起请求开始，通过一次完整的边缘计算过程来介绍各项关键技术的原理和方法，最后针对两类典型的边缘计算场景，探讨如何实现一个初步的边缘计算原型系统，帮助读者快速体会边缘计算方法的系统实现。本书配备全套的教学讲义、系统源码和习题答案，可供读者使用。
在决定撰写此书后，我与闵革勇教授怀着激动的心情与团队的师生探讨，大家都表现出了很高的热情，投入了大量的精力。舒畅、刘长胜、高伟峰、丛荣、毛文量、莫继为、胡诗琦、冯思林、张健飞等在各自擅长的领域纷纷贡献了他们对边缘计算技术的见解和思路，这对本书的顺利成文具有十分重要的参考和支撑作用。此外，李经纬对书中的插图进行了美化和统一，胡诗琦规范了书中的诸多格式问题，使本书阅读起来更加流畅。
同时，要特别感谢机械工业出版社李永泉编辑，正是他的热情邀请才促使我们下定决心完成本书。不仅如此，在出版过程中李编辑还不断地与我讨论诸多细节和琐碎的问题，为本书的顺利出版和质量保障起到了至关重要的作用。
边缘计算仍处在快速发展的过程中，知识更新速度很快，本书难免存在纰漏，恳请读者批评指正。
赵志为
2021年7月于清水河畔
