《深入理解边缘计算：云、边、端工作原理与源码分析》

深入理解边缘计算（云、边、端工作原理与源码分析）

边缘计算是指在用户或数据源的物理位置或其附近进行的计算。将云计算中心的计算能力下沉到边缘，甚至终端设备，并通过云数据中心进行统一交付、运维、管理。通过将计算服务靠近这些位置，用户能够得到更快速、可靠的服务，公司能够享受混合云计算带来的灵活性。通过边缘计算，公司能够在多位置使用和分布公共资源池。边缘计算的意义在于云、边、端协同，而不应该被看成与云计算相独立的计算平台，甚至是云计算的对立面。

1. 边缘计算系统

1.1. 组成

边缘计算系统由云、边、端三部分组成，每部分都有多种解决方案，如云：Kubernetes（Google开源的大规模容器编排解决方案）、边：KubeEdge（华为开源的一款基于Kubernetes的边缘计算平台）、端：EdgeX Foundry（由Linux基金会运营的开源边缘计算物联网软件框架项目）

1.2. 概念

• 云：Container、Pod、ReplicaSet、Service、Deployment、DaemonSet、Job、Volume、Config Map、NameSpace、Ingress等
• 边：边涉及的概念是云的子集，而且与云保持一致
• 端：部署在边上的一套微服务。EdgeX Foundry是一套可以用KubeEdge部署到边缘的IoT SaaS平台，它可以采集、存储IoT设备的数据并将其导出到云数据中心，同时通过向终端设备下发指令对终端设备进行控制。

1.3. 比较不同应用部署方式

• 在云、边协同的集群上部署应用：适合实时性要求较高、比较重视隐私、与云连接的网络质量没有保障、网络带宽受限的场景，如5G、无人驾驶、车联网、智能家居、工业互联网、医疗互联网、AR/VR等

• 在传统云平台上部署应用：适合实时性要求不高、计算和I/O密集型场景，如面向互联网的各种各样的Web服务、AI模型训练、离线大数据处理等。

2. 边缘计算整体架构

边缘计算整体架构：系统整体分为云、边、端三部分

3. 边缘计算系统逻辑架构

3.1. 云、边、端各部分的交互协同

• 云、边协同：通过云部分Kubernetes的控制节点和边部分KubeEdge所运行的节点共同实现。
• 边、端协同：通过边部分KubeEdge和端部分EdgeX Foundry共同实现。
• 云、边、端协同：通过云部分Kubernetes的控制节点、边部分KubeEdge和端EdgeX Foundry共同实现。

3.2. 云部分

• 云部分Kubenetes整体架构
  

3.3. 边部分

• 边部分KubeEdge的整体架构

3.4. 端部分

• 端解决方案EdgeX Foundry整体架构

4. 书籍介绍

《深入理解边缘计算：云、边、端工作原理与源码分析》

ISBN：9787111684220

• 第一部分 边缘计算基础（第1～2章）

首先介绍了边缘计算和边缘计算系统的概念、组成、架构，以及边缘计算系统的部署与管理；然后分别以Kubernetes、KubeEdge、EdgeX Foundry为例讲解了云、边、端的部署与配置。既给出了边缘计算系统部署所需的自动化脚本，又分析了应用在云数据中心部署和以云、边、端协同的方式部署的利弊。

• 第二部分工作原理（第3～6章）

首先从整体上对边缘计算系统的逻辑架构进行了介绍，然后从部署、配置、架构等角度对分别云、边、端的核心组件的工作原理进行了深入解析。

• 第三部分源码分析（第7～9章）

云、边、端的开源框架众多，云部分选择Kubernetes、边部分选择KubeEdge、端部分选择EdgeX Foundry，首先详细介绍了这3种开发框架的开发环境搭建和源码的整体架构，然后对他们的核心组件的源码进行了深入分析，同时也对这3个框架的二次开发进行了讲解。