本書通過理論和實踐結合，系統地闡述邊緣計算的發展，分析眾多互聯網行業案例并探討邊緣計算未來發展方向。本書內容包括邊緣計算架構，邊緣計算管理、運維以及安全構架設計，邊緣計算應用，邊緣計算未來發展展望。在案例選取上，將從智慧城市和無人零售、智慧交通、智能電網、智慧醫院、智慧家庭和邊緣加速CDN網絡等角度入手，詳細講解邊緣計算的技術應用方案。同時，也對運維和安全等技術難點做了深入分析。

圖靈獎得主David Patterson與John Hennessy認為，未來十年將是計算機體系結構新的黃金時代。確實如此，互聯網和云計算從業人員是幸運的，經歷了搜索引擎、電子商務、社交網絡等互聯網應用帶來的超大規模計算架構的快速發展，當前正處在云計算大行其道的洪流之中，并期待著AI產業跨越核心技術的鴻溝。我們深感計算架構的迭代如此之快，新想法和新技術層出不窮、百花齊放，我們可以痛快地在工作和學習中汲取營養，快速提升認知。而當下，邊緣計算正是其中熱度最高的技術領域之一，學術界和產業界看到“云－邊－端”協同將帶來更廣闊的想象空間，邊緣計算的時代即將到來，未來計算將無處不在。
該書作者所在的團隊專門從事邊緣計算研究和實踐，并且重點關注邊緣計算軟硬件協同設計，根據邊緣計算的特定應用場景已設計了一系列的硬件產品。也正是因為在實際項目中的合作，有幸結識作者和該團隊的技術專家。作者不僅對計算架構有深刻理解，也通過和互聯網企業的長期合作，積累了大量的實踐經驗，并將這個領域相關的知識和實踐編纂成書。
邊緣計算正處于隨著產業的快速發展、不斷進化的過程中，因此，學術界、產業界等不同領域的同仁對邊緣計算的理解會略有不同，往往容易造成困惑，但本質都是在靠近數據源的網絡邊緣某處就近提供服務。作者通過廣泛接觸行業應用，獲得一手的信息和資料，從云計算、產業互聯網的角度給讀者全新的呈現。該書涵蓋邊緣計算的原理、計算架構、軟件架構和應用場景，對于希望全面了解邊緣計算相關技術的互聯網從業人員，無疑是比較好的參閱資料。相信讀者即便不是從業人員，通過本書也可以理解互聯網、云計算的相關技術。
伴隨著5G和AI的腳步臨近，相信5G會給邊緣計算帶來更廣闊的外延，AI會給邊緣計算帶來更豐富的場景。我邀請大家跟我們一起來探討邊緣計算的無限可能，并且在實踐中去解決實際的問題，共同推動產業的進步。最后，衷心祝賀此書的出版！
劉?寧
百度系統部總監

當2006年亞馬遜正式推出EC2服務時，全世界第一次真實感受到了云計算服務，也把我們帶入了“云”的時代。從那時起，我們開始嘗試和體驗各種類型的云服務，也開始接受云服務對我們生活的改變。經過十多年的發展，我們已經完全接受云服務，正如當初我們接受互聯網一樣。
技術永遠都在不斷進步。當互聯網已經成為我們生活的一部分，當云服務已經如同我們使用的水和電一樣方便的時候，未來還有什么新的技術方向在等待著我們？隨著5G和IPv6的建設、發展和普及，互聯網會進入下一個發展階段——IoT（Internet of Things）。因為我們將依賴互聯網和5G高速接入網絡實現萬物互聯，讓互聯網從計算機、平板、智能手機延伸到我們身邊的每一個智能終端設備，更加深入生活的方方面面。云計算作為基礎設施服務，如何適應萬物互聯，如何適應AI全面發展，如何適應人們對美好生活向往的要求，成為我們要面對的挑戰。讓云服務更加靠近邊緣，讓計算、存儲、網絡延展到互聯網的邊緣甚至每個家庭的互聯網關上，就是云計算發展的未來。CDN服務將網站的集中式訪問拓展到邊緣，將互聯服務從中心化服務延展到網絡邊緣，實現網站的存儲、網絡邊緣化，進而推動和支撐了互聯網的快速發展。邊緣計算將現在的計算能力邊緣化,將成為云計算發展的一個必然趨勢。
雖然邊緣計算是未來云計算發展的方向，但目前它還是一個新的概念，正如本書所說，對于邊緣計算的定義，目前業界還沒有一個統一的嚴格定義。邊緣計算正處在百家爭鳴的發展時期，我才更覺得本書的出版對這個領域的發展具有深遠意義。
本書從邊緣計算的演變和概念切入，讓讀者充分理解邊緣計算并不是云計算簡化版的邊緣化部署，也不是為了顛覆云計算而橫空出世的殺手級服務，它是為了讓云計算能更加廣泛地滿足未來5G的發展和AI市場的需求而誕生的。書中圍繞邊緣計算的基礎技術架構、軟件架構、網絡架構、存儲架構等各個方面，進行了深入淺出地闡述，詳細說明邊緣計算的各種類型，讓讀者從理論上對邊緣計算能有一個清晰地認識和理解。在云計算當中，安全服務已經越來越受到關注，所以我們在研究邊緣計算的時候，從一開始就要考慮如何在廣泛分布的邊緣計算節點上規劃好安全管理工作，做到未雨綢繆。正是從這一點出發，書中用了大量篇幅對邊緣計算的相關安全管理進行了系統化的分析。本書還有一個非常大的特點，就是不僅僅從理論上對邊緣計算進行研究和分析，還從眾多行業領先企業的視角出發，通過大量的最新應用實踐展現出繽紛燦爛的行業畫卷，讓讀者感受到更加真實的技術應用場景，從而激發出更大的創造力。
在20年前，當我們開始研究邊緣計算的第一種業務形態——CDN的時候，沒有任何關于 CDN方面的專業書籍；在10年前，當我們開始研究云計算的時候，也沒有太多的專業書籍可供學習和參考，更不要說行業實踐案例,一切都是邊做邊學，摸著石頭過河。在邊緣計算剛剛出現的今天，就有這樣一本能從理論和實踐兩個方面對邊緣計算進行全面介紹的書籍，相信一定會對這個行業的技術發展起到巨大的推動作用。
宗?劼
金山云CDN及視頻云產品中心總經理


1946年，第一代電子管計算機——ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer）在費城公諸于世，標志著現代計算機的誕生。從此以后在不到一個世紀的人類發展史上，以數據為基礎、以網絡為媒介、以計算為核心的科技發展以迅雷不及掩耳的速度極速發展，日新月異。特別是進入新世紀的近二十年以來，全球進入了移動互聯網時代，人與人、人與物之間的數據井噴，產生的數據量相當于過去數世紀的數據量的總和，并持續以指數級的數量增加。以大數據處理為核心的云計算服務取代過去以終端計算為核心的服務，并迅速為全世界所接受。特別是2006年亞馬遜正式推出了EC2的服務，標志著人類進入了“云”的時代。以計算、軟件、網絡、終端等為核心業務的各類企業開始紛紛轉型，并為不同行業和個人提供各類云服務，誕生了亞馬遜、微軟、阿里巴巴等云服務全球領導者。經過十多年的發展，云服務已經影響到企業和個人生活的方方面面。
隨著5G技術的不斷成熟和即將商業落地，過去主要以人與人、人與物之間進行互聯的互聯網技術開始朝向萬物互聯的方向發展，特別是在物與物之間進行互聯，人類開始進入工業互聯網時代。2018年，富士康工業互聯網公司成功在A股上市，吹響了傳統企業向工業互聯網全面轉型的號角。在工業互聯網時代，每個設備都將成為整個運算架構的一份子，不僅是數據的生產者，也是數據的消費者。但每個設備、每個過程產生數據的方式可能不同，大小可能相異，格式更是五花八門，如何處理這些大量異構的數據將是工業互聯網時代亟需解決的難題。同時每個設備聯網方式不一，無線網絡和有線網絡并存，甚至還有各種孤島設備，如何確保不同的聯網設備和孤島設備能夠實現實時數據交換，是工業互聯網時代另外一個需要解決的難題。更為關鍵的是，工業互聯網時代的每個設備的數據或因安全問題，或因數據的實時性問題，需要在本地進行即時處理，否則將因為網絡時延或安全而導致數據處理的滯后或生產數據的丟失。因此，在工業互聯網時代，如何對“六流”（人流、物流、過程流、金流、訊流、技術流）過程中所產生的異構數據同構化，并且進行實時安全的處理，如何通過DT（Data Technology）、AT（Analytical Technology）、PT（Platform Technology）、OT（Operation Technology）等四類不同數據分析手段對數據進行分析處理，并且進行深度學習，是我們需要面對的挑戰，解決之道就是邊緣計算。
邊緣計算的雛形其實早在20年前就已經以CDN的方式出現，其主要業務形態是內容存儲和網絡分發，并沒有對計算有特別的要求。隨著大數據的爆發和物聯網的廣泛應用，邊緣的內涵和外延開始不斷拓展，場景也不斷擴大，特別是工業互聯網的到來，網絡邊緣已經延伸到人們的衣食住行各個方面，誕生了智慧出行、智慧城市、智慧家居、智慧工廠等各種不同的邊緣應用場景。過往“云-端”架構在網絡類型和帶寬、數據實時、安全可控等方面已經不能滿足要求，高穩定、高效能、大帶寬和低時延將會是整個邊緣計算的基本需求。以計算為核心內涵的邊緣計算作為一個獨立的概念在最近幾年被正式提出并得到廣泛響應與應用，“云-端”架構被“云-邊-端”架構正式取代。透過邊緣計算，把云和端聯系起來，把云計算服務延伸至邊緣，實現計算的本地化、邊緣化，數據的同構化，同時減少云與端之間數據的海量傳輸，實現安全可控的數據處理，快速推動和支撐工業互聯網時代的快速發展。
邊緣計算是一個比較廣泛的概念，每家都有各自對邊緣計算定義的理解，該書作者充分研究了邊緣計算的發展和現狀，并且對各種邊緣計算的模型和定義分別進行了分析和闡述，同時提煉了邊緣計算的本質和共性，即：在靠近數據源的網絡邊緣某處就近提供服務。該書緊密圍繞邊緣計算這個核心主題，深度闡明了邊緣計算的原理和基本特征，并深入分析了“云-邊-端”模型中的云計算與邊緣計算服務的區別和聯系。同時分別就邊緣計算的基礎技術架構、網絡架構、存儲架構、軟件架構以及信息安全等方面進行重點分析和闡述，并對邊緣計算所適用的各類場景進行深入研究、分析和探討，力圖讓讀者可以對整個邊緣計算有一個清晰的認識和理解。此外，邊緣計算不只會帶來硬件層面的升級，同時也會提高存取性能、效率、性價比與數據用量，推動整個產業生態鏈的演化。該書作者通過充分調研走訪，圖文并茂、深入淺出地對各個行業領先企業在邊緣計算的最新具體實踐進行介紹，如專注于SMT智能制造和工業互聯網業務的富士康旗下子公司海納智聯科技有限公司在SMT工業互聯網方面的最新實踐等，力圖讓讀者能夠感受到最新的技術實踐以及行業生態，為行業中不同的企業和客戶提供參考，讓邊緣計算不光只是高科技產業的專利，也是未來中小企業與傳統產業向數字化和智能化轉型升級的關鍵要素，從而激發更大的靈感和創新。
如今，以計算為核心內涵的邊緣計算在蓬勃發展，該書不僅僅從邊緣計算的理論和架構方面進行了系統闡述，而且從行業實踐角度進行了全面介紹。衷心祝賀此著作的出版！相信該書的出版對邊緣計算這個領域有著深刻的指導意義，同時也會對邊緣計算領域的技術發展和行業指導起到巨大的推動作用。在此祝福所有行業的朋友，為邊緣運算的發展做出更大的貢獻！
傅富明
富士康科技集團服務器事業群總經理
兼海納智聯科技有限公司董事長，IPC董事

在過去的兩年中，邊緣計算在學術界和產業界受到廣泛熱議，成為占據業界各大技術峰會、媒體、技術博客、論壇熱搜的關鍵詞。這也可能正是你會關注到本書的原因之一。邊緣計算概念最早可以追溯到2003年，AKAMAI與IBM公司合作，在WebSphere服務器上提供基于邊緣的服務。歷經10余年的迭代演進，產業界逐漸形成以互聯網云服務企業、工業互聯網企業、通信運行商以及設備商的三大陣營，并領跑邊緣計算規范制定和商業開發部署。互聯網云服務企業以消費物聯網為主要陣地，將公有云服務能力延伸到網絡邊緣側，用于滿足低時延、大帶寬、多鏈接的新型業務需求；工業互聯網企業發揮自身工業網絡連接及其平臺服務領域的優勢，在網絡邊緣側加強算力、儲存、安全管理體系建設，實現IT技術與OT技術的深度融合；通信運行商以及設備商以邊緣計算為突破口，發力于網絡架構和通信設備設計變革，開放接入側網絡能力，為萬物互聯數據提供新生產模式和消費模式的服務能力。
2018年7月，現任英特爾數據中心集團中國區總經理周翔，在百度 AI 開發者大會上與電子工業出版社宋亞東編輯就邊緣計算發展機遇與挑戰進行了交流，同時雙方了解到當前系統介紹邊緣計算設計方法和工程開發案列的書籍非常匱乏，國內中文資源的書籍或詳細材料較為少見。為給邊緣計算在國內加速發展添磚加瓦，在周翔總經理的引薦下，本書主編從此開啟了撰寫工作。為使內容盡可能達到學術理論全而廣、工程案例精而深的目標，我們成立了編寫本書的專案小組。專案小組成員來自英特爾公司技術帶頭人和技術一線的軟、硬件開發設計師，他們多年工作在工業互聯網、通信網絡和設備以及數據中心云服務架構設計領域，擁有豐富的理論和實踐經驗。小組成員利用工作之余熬夜編寫，確保了本書順利面世。
在本書編寫過程中，部分國內學術界和產業界聯盟在各自領域陸續發布了邊緣計算框架規范或白皮書。專案小組對其進行了深入研究和探討，將這些分散于工業互聯網、通信網絡、通信設備、互聯網和物聯網的技術內容進行系統梳理，幫助讀者從全局的視角理解邊緣計算架構。同時，本書中多數工程開發案例來自工作伙伴和客戶的聯合工程開發項目或客戶開源工程項目的產出。案例內容按理論架構、設計方法以及業務測試驗證三大部分進行描述，利于讀者從理論學習邁向工程實踐。在本書編寫中后期，業界三大陣營的合作伙伴技術代表加入本書的編委會，對本書內容進行了精心的審校和修改。本書集邊緣計算各陣營所成，以編委會提出的“云-邊-端”完整方案思想為指導，內容融會貫通，希望為業界加速邊緣計算商業化步伐有所啟發和幫助。
考慮到有關邊緣計算方面的中文書籍較少，編者希望能從理論和應用相結合的角度，對邊緣計算相關知識進行較為全面的梳理。本書既可以作為初級讀者的入門書籍，也適合中級讀者加深理論知識的系統理解，對于從理論走向實踐的邊緣計算工程開發者也有較高的參考價值。本書共6章。第1章對邊緣計算進行綜述，涉及邊緣計算的發展歷史、契機、現狀、定義和架構原理。第2章詳細介紹邊緣計算網絡、存儲、計算基礎資源架構技術以及架構設計準則。總結了邊緣計算與云、大數據、人工智能、5G等前沿技術的融合。第3章系統介紹邊緣計算軟件架構設計，內容涵蓋云原生、微服務、容器化、虛擬化、管理編排技術、邊緣操作系統和平臺服務系統等。第4章介紹邊緣計算安全管理架構、理論技術，并列舉了基于區塊鏈的邊緣計算安全案例分析。同時，對邊緣計算資源受限環境下的微處理器安全架構設計也作了重點介紹。第5章分享了9個典型的邊緣計算工程案例，包括智慧城市、無人零售和自動駕駛案例，智能家居和智慧醫療案例，工業互聯網領域的智能工廠和智能電網案例，邊緣CDN和Kata Container邊緣安全案例以及通信領域uCPE通用客戶端邊緣設備案例。工程案例橫跨邊緣計算三大陣營，從理論架構深入工程設計、開發部署。第6章是邊緣計算展望，對邊緣計算大規模商業部署面臨的挑戰和機遇進行了分析，討論了未來關鍵技術和應用場景的趨勢和特點，并以百度邊緣計算“OTE”平臺為典型例子，探討了未來邊緣計算“云-邊-端”整體方案架構的演進方向。
邊緣計算在未來幾年將進入高速發展階段，很多更先進的理論技術和架構設計方法勢必會不斷涌現，本書無法包羅當前邊緣計算的方方面面。由于編者水平和精力所限，書中難免有錯漏之處，承蒙各位讀者不吝告知，若對本書有任何疑問或建議，煩請通過郵箱jun.z.zhang@me.com進行反饋。
致謝
在此謹代表本書專案小組感謝為本書做出貢獻的每一個人。
在本書的編寫過程中，得到了編委會中各位行業專家的點撥與指導，感謝每一位編委對本書的大力支持。借此，特別感謝編委會四位技術顧問：英特爾數據中心集團中國區總經理周翔先生，金山云CDN及視頻云產品中心總經理宗劼先生，富士康科技集團服務器事業群總經理兼海納智聯科技有限公司董事長、IPC董事傅富明先生，開放數據中心委員會副主席李潔博士，感謝他們在百忙之中抽時間提出了很多寶貴意見，并為本書寫序或推薦語。同時，特別感謝百度系統部總監劉寧先生為本書寫序，以及對英特爾和百度邊緣計算合作項目的大力支持；特別感謝英特爾全球大客戶銷售總經理張哲源先生、英特爾數據中心云計算事業部中國區總經理李爾成先生、英特爾云平臺技術部門英特爾Fellow Mohan Kumar先生和英特爾資深Principal Engineer Nishi Ahuja女士為本書寫推薦語。
在本書的編寫過程中，還從以下合作伙伴獲得了極大幫助，在此表示衷心的感謝：電子工業出版社的宋亞東編輯，英特爾云邊緣計算開發小組成員杜連昌、夏宇陽，英特爾公司的楊錦文、宋仲儒、賈培、呂薈晶、岳園、應蓓蓓、張杰、彭翔宇，99云的張敏、蔣暕青，百度的王均、符氣康、范曉晉，富士康的郭利文，康佳特科技的林忠義、儲圣杰。
在此，我再次感謝本書專案小組成員：祝鯤業、陸科進、問治國、周超、劉敬、吳敏，感謝大家在本書編寫過程中齊心協力、相互支持。
最后，非常感謝我的家人對我工作的理解和支持，他們在我寫作的過程中給予了很大的照顧和鼓勵，也是激勵我能完成本書寫作的最大動力。
張?駿
2019年7月于上海