工業物聯網核心技術（邊緣計算網關）

陳良銀，四川大學工學博士/教授/博導。
任四川省大數據分析與融合應用技術工程實驗室主任、四川大學工業互聯網研究院常務副院長、四川大學計算機學院物聯網專業學科建設負責人。
研究方向：智能物聯網及安全、工業互聯網等。發表論文100多篇，主持/主研基金、重點專項等10多項縱向項目，申請發明專利40餘項，獲得各類獎項40餘項，出版教材8本，寫作字數超150萬。

綜述篇
第　1章 邊緣計算概述　1
1．1　邊緣計算的基本概念　2
1．2　邊緣計算的相關知識　4
1．2．1　分佈式計算基礎　4
1．2．2　雲計算概述　7
1．2．3　大數據概述　13
1．2．4　邊緣計算概述　16
1．3　邊緣計算的發展歷程　17
1．3．1　分佈式數據庫　17
1．3．2　內容分發網絡　18
1．3．3　對等網絡　18
1．3．4　微雲　18
1．3．5　霧計算　18
1．3．6　多接入邊緣計算　19
本章小結　19
思考題　19
第　2章 邊緣計算基本架構與關鍵技術　20
2．1　邊緣計算基本架構　21
2．1．1　移動邊緣計算　21
2．1．2　邊緣計算參考架構　23
2．1．3　霧計算　24
2．1．4　微雲　25
2．1．5　小結　26
2．2　邊緣計算關鍵技術　27
2．2．1　5G通信技術　27
2．2．2　計算卸載技術　31
2．2．3　服務遷移技術　33
2．2．4　邊緣計算資源管理　35
2．2．5　邊緣計算安全與隱私保護　37
本章小結　39
思考題　39
技術篇
第3章　邊緣計算網關設計　40
3．1　邊緣計算網關的基本概念　41
3．1．1　網關的概念　41
3．1．2　邊緣計算網關的能力　42
3．2　邊緣計算網關硬件架構　42
3．2．1　邊緣計算網關應用系統方案設計方法　43
3．2．2　邊緣計算網關硬件設計方案　44
3．3　邊緣計算網關軟件架構　46
3．4　邊緣計算網關的CROSS能力要求　48
3．4．1　邊緣計算網關的連接能力（Connection）　48
3．4．2　邊緣計算網關的業務實時性處理能力（Real-Time）　50
3．4．3　邊緣計算網關的數據優化能力（Optimization）　51
3．4．4　邊緣計算網關的智能能力（Smart）　51
3．4．5　邊緣計算網關的安全能力（Security）　52
本章小結　55
思考題　55
第4章　邊緣計算網關關鍵技術——開放性　56
4．1　虛擬化技術介紹　57
4．1．1　服務器虛擬化技術　57
4．1．2　網絡虛擬化技術　60
4．2　LXC容器　62
4．2．1　LXC是什麼　62
4．2．2　LXC組件　63
4．2．3　虛擬化　64
4．2．4　LXC的使用　65
4．3　Docker容器　66
4．3．1　容器簡介　66
4．3．2　Docker簡介　67
4．3．3　Docker的主要特點　69
4．3．4　Docker的主要組件　70
4．3．5　Docker的應用場景　72
4．4　網關開放接口　73
4．4．1　軟件接口　73
4．4．2　硬件接口　78
本章小結　85
思考題　85
第5章　邊緣計算網關關鍵技術——可維護性與可靠性　86
5．1　可維護性概述　87
5．2　可靠性概述　87
5．3　網關維護技術　88
5．3．1　軟件維護　88
5．3．2　硬件維護　90
5．4　網關可靠性技術　91
5．4．1　提高可靠性　91
5．4．2　故障監控　92
5．4．3　性能測試　94
本章小結　95
思考題　95
第6章　邊緣計算網關關鍵技術——安全性　96
6．1　邊緣計算安全性概述　97
6．2　邊緣計算環境下的安全隱患　98
6．2．1　硬件安全　98
6．2．2　軟件安全　98
6．3　邊緣計算網關安全體系　99
6．3．1　安全芯片　99
6．3．2　數據安全　100
6．3．3　身份認證　102
6．3．4　訪問控制　102
6．3．5　隱私保護　103
6．4　總結　105
本章小結　105
思考題　105
應用篇
第7章　邊緣計算網關設計實例　106
7．1　AR502硬件基礎環境　107
7．2　AR502軟件基礎架構　107
7．3　AR502開放性接口　109
7．4　AR502開發實戰　109
7．4．1　短信控制功能開發　109
7．4．2　LTE無線鏈路監控功能開發　112
7．5　易書橋實驗室多模安全態勢監測雲平台　114
7．5．1　設計需求分析　114
7．5．2　特色與創新　116
7．5．3　功能設計　117
7．5．4　系統實現　121
7．6　恩易通邊緣計算方案　126
7．6．1　應用背景　126
7．6．2　系統設計　126
7．6．3　系統實現方法　127
7．6．4　案例總結　130
7．7　KubeEdge的介紹與實踐　130
7．7．1　Kubernetes簡介　130
7．7．2　Kubernetes的主要組件　131
7．7．3　KubeEdge簡介　132
7．7．4　KubeEdge的主要特點　134
7．7．5　KubeEdge的架構介紹　134
7．7．6　KubeEdge的架構實踐　135
7．8　K3s的介紹與實踐　136
7．8．1　K3s邊緣計算開源平台介紹　136
7．8．2　K3s邊緣計算開源平台實踐　140
7．9　基於邊緣計算的實驗室實時數據採集方案　143
7．9．1　背景　143
7．9．2　目標　144
7．9．3　方案調研　144
7．9．4　整體設計　146
7．9．5　詳細設計　146
7．9．6　案例小結　147
本章小結　147
思考題　148
第8章　華為自主研發案例　149
8．1　華為EC-IoT邊緣計算解決方案　150
8．2　華為梯聯網邊緣計算方案　151
8．3　華為智能配變終端邊緣計算方案　152
本章小結　154
思考題　154