邊緣計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

前言

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第1章　邊緣計(jì)算概述 /1

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1.1　邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展 /1

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1.1.1　從云計(jì)算到移動(dòng)云計(jì)算 /1

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1.1.2　從移動(dòng)云計(jì)算到邊緣計(jì)算 /5

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1.2　邊緣計(jì)算的基本概念 /8

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1.2.1　邊緣計(jì)算的定義 /8

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1.2.2　“邊緣”的內(nèi)涵 /9

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1.2.3　邊緣計(jì)算模型的特征 /10

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1.3　物聯(lián)網(wǎng)對(duì)邊緣計(jì)算的需求 /11

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1.3.1　物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)性需求 /11

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1.3.2　移動(dòng)邊緣計(jì)算的概念 /12

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1.3.3　移動(dòng)邊緣計(jì)算的優(yōu)點(diǎn) /14

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1.4　邊緣計(jì)算的架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù) /15

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1.4.1　邊緣計(jì)算的模型 /15

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1.4.2　邊緣計(jì)算的覆蓋范圍 /17

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1.4.3　邊緣云與核心云的關(guān)系 /19

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1.4.4　邊緣計(jì)算中的異構(gòu)計(jì)算 /21

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1.4.5　邊緣數(shù)據(jù)的特點(diǎn) /22

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1.4.6　邊緣硬件設(shè)備 /24

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1.4.7　邊緣計(jì)算的工程應(yīng)用 /30

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1.5　習(xí)題 /31

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第2章　5G邊緣計(jì)算技術(shù) /33

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2.1　5G邊緣計(jì)算概述 /33

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2.1.1　5G的技術(shù)特點(diǎn) /33

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2.1.2　5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo) /34

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2.1.3　5G的應(yīng)用場(chǎng)景 /35

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2.1.4　5G邊緣云的分類 /41

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2.1.5　5G邊緣計(jì)算面臨的挑戰(zhàn) /42

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2.2　5G邊緣計(jì)算的架構(gòu) /43

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2.2.1　設(shè)計(jì)原則 /43

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2.2.2　ETSI MEC架構(gòu) /46

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2.2.3　MEC架構(gòu)的層次 /48

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2.3　邊緣計(jì)算參考架構(gòu)3.0 /49

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2.3.1　基本概念 /49

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2.3.2　商業(yè)視圖 /51

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2.3.3　使用視圖 /53

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2.3.4　功能視圖 /54

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2.3.5　部署視圖 /59

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2.3.6　共性服務(wù) /60

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2.4　在5G網(wǎng)絡(luò)中部署邊緣計(jì)算 /62

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2.4.1　部署位置 /62

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2.4.2　部署級(jí)別 /64

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2.4.3　網(wǎng)絡(luò)延時(shí)估算 /65

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2.4.4　整體部署策略 /67

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2.5　不同場(chǎng)景的MEC部署方案 /69

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2.5.1　eMBB部署方案 /69

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2.5.2　uRLLC部署方案 /69

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2.5.3　mMTC部署方案 /70

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2.5.4　從4G網(wǎng)絡(luò)到5G網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡 /70

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2.6　習(xí)題 /73

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第3章　計(jì)算遷移技術(shù) /75

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3.1　計(jì)算遷移概述 /75

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3.1.1　計(jì)算遷移的基本概念 /75

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3.1.2　計(jì)算遷移的類型 /76

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3.1.3　基于MEC的計(jì)算遷移的步驟 /80

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3.1.4　計(jì)算遷移的工作原理 /81

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3.2　計(jì)算遷移的實(shí)現(xiàn)方法 /83

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3.2.1　相關(guān)概念 /83

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3.2.2　細(xì)粒度計(jì)算遷移系統(tǒng) /84

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3.2.3　粗粒度計(jì)算遷移系統(tǒng) /87

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3.3　習(xí)題 /88

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第4章　移動(dòng)邊緣計(jì)算系統(tǒng) /91

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4.1　MEC系統(tǒng)概述 /91

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4.1.1　相關(guān)概念 /91

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4.1.2　標(biāo)準(zhǔn)化工作 /92

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4.2　Cloudlet /93

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4.2.1　基本概念 /93

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4.2.2　基本特征 /94

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4.2.3　關(guān)鍵技術(shù) /95

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4.2.4　工作原理 /95

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4.2.5　資源發(fā)現(xiàn)與選擇機(jī)制 /98

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4.3　Cloudlet的相關(guān)研究 /101

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4.3.1　ParaDrop /101

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4.3.2　PCloud /102

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4.3.3　FocusStack /103

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4.3.4　CloudPath /105

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4.4　霧計(jì)算 /107

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4.4.1　基本概念 /107

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4.4.2　霧節(jié)點(diǎn)的功能 /108

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4.4.3　霧計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu) /109

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4.4.4　層次結(jié)構(gòu)劃分 /111

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4.5　邊緣計(jì)算中間件 /114

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4.5.1　研究背景 /114

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4.5.2　中間件的功能 /114

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4.5.3　中間件的架構(gòu) /115

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4.5.4　智能中間件的研究 /120

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4.6　MEC、Cloudlet與霧計(jì)算 /121

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4.6.1　發(fā)展背景與特點(diǎn) /121

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4.6.2　整體技術(shù)比較 /122

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4.7　習(xí)題 /122

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第5章　邊緣計(jì)算安全 /125

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5.1　邊緣計(jì)算安全概述 /125

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5.1.1　邊緣計(jì)算安全的重要性 /125

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5.1.2　邊緣計(jì)算安全的特殊性 /126

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5.1.3　邊緣計(jì)算潛在的安全威脅分析 /127

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5.1.4　邊緣計(jì)算安全面臨的挑戰(zhàn) /131

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5.2　邊緣計(jì)算安全服務(wù)的架構(gòu) /133

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5.2.1　邊緣計(jì)算安全的需求 /133

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5.2.2　安全架構(gòu)設(shè)計(jì)原則 /136

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5.2.3　邊緣計(jì)算安全參考框架1.0 /137

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5.3　邊緣計(jì)算安全架構(gòu)視圖 /138

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5.3.1　基礎(chǔ)設(shè)施安全 /138

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5.3.2　網(wǎng)絡(luò)安全 /139

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5.3.3　數(shù)據(jù)安全 /141

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5.3.4　應(yīng)用安全 /142

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5.3.5　邊緣安全生命周期管理 /143

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5.3.6　“邊-云”協(xié)同安全 /146

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5.4　邊緣計(jì)算安全的關(guān)鍵技術(shù) /147

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5.5　習(xí)題 /149

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第6章　物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算應(yīng)用 /151

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6.1　基于MEC的CDN系統(tǒng) /151

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6.1.1　場(chǎng)景分析 /151

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6.1.2　技術(shù)方案 /152

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6.2　基于MEC的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù) /154

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6.2.1　場(chǎng)景分析 /154

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6.2.2　技術(shù)方案 /155

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6.3　基于MEC的實(shí)時(shí)人物目標(biāo)跟蹤 /158

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6.3.1　場(chǎng)景分析 /158

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6.3.2　技術(shù)方案 /158

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6.4　基于MEC的智能家居系統(tǒng) /162

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6.4.1　場(chǎng)景分析 /162

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6.4.2　技術(shù)方案 /163

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6.5　習(xí)題 /170

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第7章　邊緣計(jì)算開(kāi)源平臺(tái) /173

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7.1　開(kāi)源平臺(tái)概述 /173

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7.2　面向設(shè)備側(cè)的開(kāi)源平臺(tái) /175

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7.2.1　EdgeX Foundry /176

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7.2.2　ioFog /177

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7.2.3　Fledge /179

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7.3　面向邊緣云的開(kāi)源平臺(tái) /180

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7.3.1　Akraino Edge Stack /180

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7.3.2　StarlingX /182

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7.3.3　CORD /183

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7.4　“邊-云”協(xié)同的開(kāi)源平臺(tái) /184

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7.4.1　Azure IoT Edge /184

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7.4.2　KubeEdge /186

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7.4.3　Baetyl /188

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7.5　習(xí)題 /189

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部分習(xí)題參考答案 /191

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參考文獻(xiàn) /193

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