邊緣計算理論與系統實踐：基於CNCF KubeEdge的實現

內容簡介

本書以 CNCF KubeEdge 為例，分理論知識和系統實現兩部分，介紹了邊緣計算的理論與系統實踐。理論知識部分首先介紹邊緣計算的概念、挑戰與機遇；接著闡述邊緣計算的系統架構，包括雲計算和虛擬化技術；進一步引出雲邊端協同機制，重點講解計算卸載、快取管理、移動性管理和競爭定價等關鍵技術；最後介紹邊緣計算中的 AI 部署。系統實現部分從定位、功能和整體架構3個方面介紹了主流的邊緣計算平台，詳細介紹了 CNCF KubeEdge 平台中功能模組間通信原理、雲邊組件等基礎知識，最後介紹了搭建 CNCF KubeEdge 的具體步驟和使用 CNCF KubeEdge 控制樹莓派LED 燈、使用 NPU 實現邊緣端人臉識別、實現雲邊協同的聯邦訓練等實驗的操作步驟。

本書將理論與實踐相結合，不僅介紹了邊緣計算的理論知識，還基於 CNCF KubeEdge 平台實戰操作進行了講解。本書匯集了作者在雲邊端協同領域多年的科研成果，並結合華為邊緣計算團隊一線的工程實踐經驗，可為研究人員、高校學生、企業技術人員學習和部署邊緣計算提供參考。

圖書目錄

第一部分理論知識

第 1 章邊緣計算概述 3

1．1 邊緣計算的起源與概念 3

1．2 邊緣計算的優勢與發展 5

1．2．1 邊緣計算的優勢 5

1．2．2 邊緣計算的發展 6

1．3 邊緣計算的挑戰與機遇 7

1．3．1 邊緣計算的挑戰 8

1．3．2 邊緣計算的機遇 12

1．3．3 邊緣計算的典型套用 14

第 2 章邊緣計算的系統架構 19

2．1 雲計算與雲原生 19

2．1．1 雲計算與邊緣計算 19

2．1．2 雲原生技術 20

2．1．3 Kubernetes 概述 26

2．1．4 主流邊緣計算平台 27

2．2 雲邊協同架構 31

2．3 跨平台邊緣設備 32

2．3．1 樹莓派 32

2．3．2 Jetson Nano 33

2．3．3 華為 Atlas 34

第 3 章雲邊端協同 36

3．1 雲邊端協同概述 36

3．2 預備知識 40

3．2．1 線上算法 40

3．2．2 分散式算法 43

3．2．3 強化學習 47

3．2．4 定價策略 52

3．3 計算卸載 58

3．3．1 線上任務分配與調度模型 58

3．3．2 線上任務分配與調度算法 60

3．3．3 其他線上任務分配與調度模型 63

3．4 快取管理 64

3．4．1 快取模型 65

3．4．2 LANDLORD 及旁路模型 66

3．4．3 邊緣計算場景中的快取問題 68

邊緣計算理論與系統實踐：基於CNCF KubeEdge的實現

基本介紹

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