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內(nèi)容簡介

　　近年來，物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量及其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量增長迅猛，僅靠傳統(tǒng)專有協(xié)議或云架構(gòu)已經(jīng)無法滿足物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前和今后的發(fā)展需要，作為新一代物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)的分層算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。本書由學(xué)界和工業(yè)界專家聯(lián)袂執(zhí)筆，介紹以霧計(jì)算為代表的分層算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括其工作原理、發(fā)展趨勢、系統(tǒng)模型與架構(gòu)、節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)、軟件與應(yīng)用程序管理，商用平臺(tái)服務(wù)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及組織等內(nèi)容，并從IT資源的角度分析霧計(jì)算及其物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，最后剖析了公共安全和醫(yī)療健康領(lǐng)域的霧計(jì)算案例，以及云、霧和邊緣結(jié)合的大范圍智能應(yīng)用場景。本書可供物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者、投資者了解技術(shù)發(fā)展前景，也可作為技術(shù)人員深入研究物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)和分層算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的參考材料。

作者簡介

　　陳南希，全球Top一百高校海歸博士、博士后，曾承擔(dān)多項(xiàng)歐盟物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的研究與開發(fā)任務(wù)，8年霧計(jì)算、普適計(jì)算領(lǐng)域研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)任中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所與信息技術(shù)研究所分布式算法研究員，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人/參與人在多項(xiàng)5G、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中主導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，是霧計(jì)算技術(shù)的早期實(shí)踐者與技術(shù)專家。劉軍，1998年起就職于思科系統(tǒng)中國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司，目前任職思科全球杰出工程師。高級(jí)工程師職稱。在IP網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有二十年以上的經(jīng)驗(yàn)，是霧計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)芯片技術(shù)等領(lǐng)域的專家。國際霧計(jì)算產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟（OpenFog Consortium）大中華區(qū)市場推廣與投資理事長。思科公司駐中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）召集人，參與編寫多個(gè)中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主持編譯了《策略驅(qū)動(dòng)型數(shù)據(jù)中心》、《軟件定義網(wǎng)絡(luò)》等多本著作。擁有2項(xiàng)美國專利，5個(gè)CCIE證書和JNICE證書。楊旸，上?？萍即髮W(xué)創(chuàng)意與藝術(shù)學(xué)院執(zhí)行院長，國際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)士，在加入上?？萍即髮W(xué)之前，先后在香港中文大學(xué)、英國布魯奈爾大學(xué)、英國倫敦大學(xué)學(xué)院、以及中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所擔(dān)任教職。曾兼任OpenFog Consortium大中華區(qū)主任，是霧計(jì)算領(lǐng)域權(quán)威專家。

圖書目錄

第 1 章分層算力網(wǎng)絡(luò)——物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)趨勢的必然 1
1．1　將數(shù)據(jù)放到最適合的地方處理：云計(jì)算、邊緣計(jì)算和霧計(jì)算　3
1．2　霧計(jì)算的基本組成　8
1．2．1　霧計(jì)算與霧節(jié)點(diǎn)　9
1．2．2　霧計(jì)算系統(tǒng)　11
1．2．3　物聯(lián)網(wǎng)與霧計(jì)算設(shè)備　12
1．3　霧計(jì)算的特點(diǎn)　13
1．4　霧計(jì)算驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用　14
1．4．1　機(jī)器視覺服務(wù)　15
1．4．2　物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)分析　17
1．5　小結(jié)　20
第　2 章霧是如何工作的　22
2．1　霧計(jì)算的基礎(chǔ)功能　23
2．1．1　設(shè)備管理　23
2．1．2　數(shù)據(jù)的處理　25
2．1．3　環(huán)境感知　27
2．1．4　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c移動(dòng)性管理　30
2．2　霧計(jì)算的目標(biāo)與優(yōu)勢　31
2．2．1　低時(shí)延　31
2．2．2　可靠性　31
2．2．3　隱私保護(hù)　32
2．2．4　低運(yùn)維成本　32
2．2．5　面向需求的敏捷開發(fā)　33
2．3　霧計(jì)算的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)　33
2．3．1　動(dòng)態(tài)性　35
2．3．2　開放性　35
2．3．3　安全性　36
2．3．4　可伸縮性　36
2．3．5　自治　37
2．3．6　自適應(yīng)接口　38
2．3．7　服務(wù)質(zhì)量保障　39
2．4　小結(jié)　40
第　3 章霧計(jì)算資源與服務(wù)模式　43
3．1　霧計(jì)算的主要 IT 資源類型　45
3．1．1　存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)資源　46
3．1．2　網(wǎng)絡(luò)通信資源　46
3．1．3　計(jì)算資源與應(yīng)用軟件　47
3．2　霧計(jì)算中的角色　48
3．3　霧計(jì)算服務(wù)交付　49
3．3．1　云計(jì)算服務(wù)交付模式　49
3．3．2　霧計(jì)算自有的交付模式　52
3．4　小結(jié)　57
第　4 章霧計(jì)算系統(tǒng)模型與 OpenFog 參考架構(gòu)　58
4．1　分層算力網(wǎng)絡(luò)部署模型　60
4．1．1　層次結(jié)構(gòu)　60
4．1．2　分層霧部署　62
4．1．3　節(jié)點(diǎn)一致性　66
4．1．4　交叉霧應(yīng)用與全局分析　67
4．2　霧計(jì)算系統(tǒng)管理模型　69
4．2．1　帶內(nèi)管理與帶外管理接口　70
4．2．2　層次化管理　70
4．2．3　管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)　71
4．3　小結(jié)　73
第　5 章霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)　75
5．1　節(jié)點(diǎn)的軟硬件組成與管理　77
5．1．1　硬件虛擬化和容器　78
5．1．2　霧節(jié)點(diǎn)分布式存儲(chǔ)　79
5．1．3　節(jié)點(diǎn)管理　82
5．1．4　節(jié)點(diǎn)的生命周期　84
5．2　節(jié)點(diǎn)安全與隱私　85
5．2．1　惡意節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)可信機(jī)制　85
5．2．2　威脅模型　89
5．2．3　數(shù)據(jù)安全與軟件安全　91
5．2．4　物理安全和防篡改機(jī)制　96
5．2．5　OpenFog 霧節(jié)點(diǎn)安全模型　98
5．3　霧計(jì)算網(wǎng)絡(luò)　101
5．3．1　網(wǎng)絡(luò)類型　101
5．3．2　網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)　105
5．3．3　網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)配置　107
5．4　網(wǎng)絡(luò)安全　110
5．4．1　網(wǎng)絡(luò)安全威脅和應(yīng)對(duì)手段　110
5．4．2　端到端安全通信路徑　110
5．4．3　OpenFog 網(wǎng)絡(luò)安全層　113
5．5　小結(jié)　116
第　6 章霧計(jì)算軟件與應(yīng)用程序管理　119
6．1　微服務(wù)　119
6．1．1　微服務(wù)封裝　121
6．1．2　服務(wù)描述　122
6．1．3　服務(wù)發(fā)現(xiàn)與編排　122
6．1．4　物聯(lián)網(wǎng)中的微服務(wù)　125
6．1．5　微服務(wù)開發(fā)與通用微服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施　130
6．2　消息路由器　132
6．2．1　消息路由器功能　134
6．2．2　應(yīng)用程序 / 微服務(wù)交互　135
6．3　數(shù)據(jù)庫　137
6．3．1　設(shè)計(jì)要求　137
6．3．2　分布式數(shù)據(jù)庫　138
6．4　應(yīng)用程序的管理與控制　139
6．4．1　數(shù)據(jù)采集　140
6．4．2　數(shù)據(jù)傳輸　140
6．4．3　數(shù)據(jù)杠桿　140
6．4．4　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理　141
6．5　應(yīng)用程序支撐工具　142
6．6　小結(jié)　147
第　7 章霧計(jì)算商用平臺(tái)服務(wù)　149
7．1　霧計(jì)算操作系統(tǒng)：Cisco IOx　149
7．2　霧計(jì)算通用平臺(tái)軟件：Kinetic　151
7．3　FogHorn Lightning 技術(shù)平臺(tái)　154
7．4　Cloud IoT Edge 平臺(tái)與 Edge TPU　155
7．5　Azure IoT Edge 邊緣計(jì)算服務(wù)　157
7．6　AWS IoT Greengrass 平臺(tái)服務(wù)　158
7．7　小結(jié)　160
第　8 章霧計(jì)算工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)　161
8．1　相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)組織　161
8．1．1　OpenFog 聯(lián)盟與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟　161
8．1．2　EdgeX　162
8．1．3　CORD　162
8．1．4　ETSI MEC　162
8．2　霧計(jì)算工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程　163
8．3　關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)　165
8．3．1　底層通信標(biāo)準(zhǔn)　165
8．3．2　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)通信標(biāo)準(zhǔn)　173
8．3．3　數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)　179
8．3．4　安全標(biāo)準(zhǔn)　183
8．4　小結(jié)　187
第　9 章霧計(jì)算應(yīng)用案例　188
9．1　OpenFog 基于視覺的公共安全應(yīng)用　189
9．1．1　霧計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用　190
9．1．2　霧節(jié)點(diǎn)功能與資源配置需求　193
9．1．3　具體業(yè)務(wù)應(yīng)用與部署示例　196
9．2　醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)　203
9．2．1　醫(yī)療健康應(yīng)用的資源與性能需求　205
9．2．2　關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用　208
9．2．3　醫(yī)療健康應(yīng)用部署示例　209
9．3　云 + 霧的大范圍智能應(yīng)用　212
9．3．1　大范圍云霧結(jié)合架構(gòu)：協(xié)調(diào)管理的需求　213
9．3．2　Cisco 智慧城市　214
9．3．3　OpenFog 智能交通　222
9．4　小結(jié)　224
參考文獻(xiàn)　227
術(shù)語表　233