深入理解邊緣計算：雲、邊、端工作原理與源碼分析

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深入理解邊緣計算：雲、邊、端工作原理與源碼分析

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內容描述

內容簡介
這是一本從環境搭建、部署配置、系統架構、工作原理、源碼分析、
二次開發等維度系統講解如何打造協同的雲、邊、端系統的著作。
全書一共9章，邏輯上分為三大部分：
第1部分邊緣計算基礎（第1～2章）
首先介紹了邊緣計算和邊緣計算系統的概念、組成、架構，以及邊緣計算系統的部署與管理；
然後分別以Kubernetes、KubeEdge、EdgeX Foundry為例講解了雲、邊、端的部署與配置。
既給出了邊緣計算系統部署所需的自動化腳本，又分析了應用在雲數據中心部署和以雲、邊、端協同的方式部署的利弊。
第二部分工作原理（第3～6章）
首先從整體上對邊緣計算系統的邏輯架構進行了介紹，然後從部署、
配置、架構等角度對分別雲、邊、端的核心組件的工作原理進行了深入解析。
第三部分源碼分析（第7～9章）
雲、邊、端的開源框架眾多，雲部分選擇Kubernetes、邊部分選擇KubeEdge、端部分選擇EdgeX Foundry，
首先詳細介紹了這3種開發框架的開發環境搭建和源碼的整體架構，然後對他們的核心組件的源碼進行了深入分析，
同時也對這3個框架的二次開發進行了講解。

目錄大綱

前言
基礎篇
第1章邊緣計算入門3
1.1邊緣計算系統3
1.1.1邊緣計算系統的組成3
1.1.2概念解析6
1.2邊緣計算的意義11
1.3邊緣計算系統的部署與管理11
1.3.1系統部署11
1.3.2系統管理23
1.4不同應用部署方式的比較25
1.5本章小結27
第2章云、邊、端的部署與配置29
2.1邊緣計算整體架構29
2.2部署雲部分—Kubernetes31
2.2.1 Kubernetes相關的容器運行時部署31
2.2.2 Kubernetes的學習環境部署34
2.2.3 Kubernetes的生產環境部署39
2.3部署邊緣部分—KubeEdge45
2.3.1以系統進程的方式部署KubeEdge45
2.3.2以容器化的方式部署KubeEdge51
2.4部署端部分—EdgeX Foundry52
2.4.1以系統進程的方式部署EdgeX Foundry53
2.4.2以容器化的方式部署EdgeX Foundry57
2.5本章小結60
原理篇
第3章邊緣計算系統邏輯架構63
3.1邊緣計算系統邏輯架構簡介63
3.2雲、邊協同64
3.3邊、端協同65
3.4雲、邊、端協同68
3.5本章小結68
第4章云部分原理解析71
4.1整體架構71
4.2邏輯架構72
4.3控制流程74
4.3.1集群基礎設施層面的資源的控制流程74
4.3.2集群中應用負載層面的資源的控制流程77
4.4數據流81
4.4.1集群內應用負載間的數據訪問流81
4.4.2集群外應用到集群內應用負載的數據訪問流86
4.5資源調度88
4.5.1資源調度流程88
4.5.2資源調度算法和調度策略89
4.6資源編排90
4.7本章小結91
第5章邊緣部分原理解析93
5.1 KubeEdge的整體架構93
5.2與雲交互的組件94
5.3管理邊緣負載的組件96
5.4與終端設備交互的組件97
5.5雲、邊協同98
5.6設備管理模型100
5.7邊緣存儲和網絡資源102
5.8邊緣節點管理103
5.8.1以節點的形式管理邊緣計算資源103
5.8. 2以獨立集群的形式管理邊緣計算資源104
5.8.3以多集群的形式管理邊緣計算資源105
5.9本章小結106
第6章端部分原理解析107
6.1整體架構107
6.2設備服務層108
6.3核心服務層110
6.4支持服務層115
6.5導出服務層119
6.6安全組件122
6.7系統管理組件122
6.8本章小結123
源碼分析篇
第7章云部分源碼分析127
7.1搭建開發環境127
7.1.1安裝Go和GoLand127
7.1.2安裝Git並下載Kubernetes源碼130
7.1.3 Go Modules簡介130
7.1.4下載Kubernetes的源碼依賴131
7.2 Kubernetes源碼整體結構分析131
7.3組件源碼分析133
7.3.1共用命令行工具庫Cobra133
7.3.2 Kube-apiserver136
7.3.3 Kube-controller-manager140
7.3.4 Kube-scheduler145
7.3.5 Kubelet148
7.3.6 Kube-proxy150
7.4本章小結153
第8章邊緣部分源碼分析155
8.1搭建開發環境155
8.2源碼整體架構分析155
8.2.1源碼目錄及組件源碼入口155
8.2.2組件中各功能模塊的共用框架和功能分析160
8.3組件源碼分析166
8.3.1配置文件讀取166
8.3.2 CloudCore172
8.3.3 EdgeCore之Edged180
8.3.4 EdgeCore之DeviceTwin189
8.3.5 EdgeCore之EdgeHub195
8.3.6 EdgeCore之EventBus202
8.3.7 EdgeCore之MataManager206
8.3.8 EdgeCore之EdgeMes​​h212
8.4本章小結217
第9章端部分源碼分析219
9.1搭建開發環境219
9.2源碼整體架構分析219
9.3組件源碼分析220
9.3.1 Config -seed221
9.3.2 Core-command232
9.4本章小結238

作者介紹

崔廣章
之江實驗室助理研究員，資深雲計算和邊緣計算技術工程師。
從2014年接觸雲計算以來，參與過多個雲計算生產項目，其中代表性的項目有基於OpenStack進行定制開發的運營商私有云、政務雲，基於開源容器雲方案定制開發的面向運營商的數據中心操作系統（DCOS），2018年開始從事邊緣計算相關研究與開發。