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5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維(簡體書)
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5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維(簡體書)

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目次

商品簡介

本書通過展現國內外5G邊緣雲計算一線的實際案例,從經濟價值、商業模式、網絡拓撲、系統框架、安全防護、人員能力和後續運維管理多個維度,以及基礎設施、中間件、重點應用等多個層面進行系統闡述,將5G邊緣雲計算概念落地。本書聚焦於5G帶來的移動接入端網絡的進步,同時特別強調這些進步也在倒逼整個大網的升級改造,建成面向服務的未來網絡;5G帶來的不僅僅是邊緣計算能力的提升,更是計算範式的變化,合眾計算範式的聯邦計算(Federated Computing)將會成為主流並保持相當長的時間;5G的雲計算內涵就是邊緣計算。本書按照“雲層(Cloud Layer)、霧層(Fog Layer)、薄霧層(Mist Layer)、器件層(Device Layer)”的分層架構逐層遞進,闡述5G邊緣雲計算密切相關的課題,給出從規劃到實施再到後續運維的完整路線圖。本書同時重點介紹5G邊緣雲計算在新媒體、雲遊戲、智慧醫療、智能製造、城市治理等典型行業中的應用,為消費互聯網的升級、產業互聯網快速發展提供了豐富翔實的案例。附錄部分給出了亞馬遜邊緣雲解決方案,介紹了如何搭建基於開源的邊緣雲計算平臺,以及用於邊緣雲運維的常用工具。

作者簡介

謝朝陽,美國弗吉尼亞理工學院暨州立大學博士,中組部"千人計劃”特聘專家。于美國矽谷工作20余載,歷任Sun、英特爾、索尼等公司研發和技術管理高級職務。履歷涵蓋了信息技術領域內的產品研發、工程實踐、市場推廣等多個環節。曾是DMTF國際標準WS-Management、WS-CIM的主要貢獻者。曾任中國數據中心聯盟雲計算專家委員會主任委員及大數據專家委員會副主任委員,領導組建了中國電信雲計算公司並擔任首任總經理。現任中國電子科技集團軟件信息服務有限公司首席科學家,上海華訊網絡系統有限公司董事高級副總裁兼CTO。

名人/編輯推薦

本書通過展現國內外5G邊緣雲計算一線的實際案例,從經濟價值、商業模式、網絡拓撲、系統框架、安全防護、人員能力和後續運維管理多個維度,以及基礎設施、中間件、重點應用等多個層面進行系統闡述,將5G邊緣雲計算概念落地。附錄部分給出了亞馬遜邊緣雲解決方案,介紹了如何搭建基於開源的邊緣雲計算平臺,以及用於邊緣雲運維的常用工具。

本書聚焦於5G帶來的移動接入端網絡的進步,同時特別強調這些進步也在倒逼整個大網的升級改造,建成面向服務的未來網絡;5G帶來的不僅僅是邊緣計算能力的提升,更是計算範式的變化,合眾計算範式的聯邦計算(Federated Computing)將會成為主流並保持相當長的時間;5G的雲計算內涵就是邊緣計算。



“我國已正式進入5G商用時代,繼大數據、人工智能之後湧現出的邊緣雲計算讓我們再次瞄準了世界科技的前沿。通過撰寫《5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維》,謝朝陽博士用單刀直入的風格引導讀者以科學的態度來研究和學習5G邊緣雲計算,同時毫無保留地將其經歷或參與的數次IT行業重要發展與變遷中積聚的造詣和經驗介紹給廣大讀者。” ―――中國工程院院士 倪光南



“5G邊緣雲不是5G與雲計算的簡單疊加,在實際應用中有很多新的問題需要研究。本書是謝朝陽博士的《雲計算:規劃、實施、運維》與《大數據:規劃、實施、運維》的姐妹篇,凝聚了作者在科研和工程實踐中勤於思考與善於總結的心得體會,可謂是雲計算、大數據、5G邊緣雲計算共同在規劃、實施、運維三部曲上演奏的三重奏。”―中國工程院院士 鄔賀銓



“未來網絡迎來發展機遇,5G邊緣雲計算將支撐萬億級、人/機/物、全時空、安全、智能的連接與服務。計算不僅是一種技術,同時也是一種思維模式。在《5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維》中,謝朝陽博士按照'雲層、霧層、薄霧層和器件層'的分層架構闡述了5G邊緣雲計算課題,並上升到了聯邦計算的合眾計算範式的高度。” ―中國工程院院士 劉韻潔



“柔性電子可謂是最接近用戶的邊緣,5G邊緣雲計算―第五代移動通信技術與邊緣雲計算的融合―將帶來諸多新的應用場景。謝朝陽博士的新作《5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維》融通了信息技術和通信領域,對如何將5G作為接入技術有效地提升邊緣計算的能力進行了翔實的闡述。” ―――中國科學院院士 黃維



“隨著第五代移動通信技術―5G的到來,萬物互聯將不以人的意志為轉移。但5G的應用首先需要有明確的需求和務實的規劃先行。本書對企業5G邊緣雲系統的規劃、建設、運維和應用給出了實用的、深入淺出的解讀。” ―――北京郵電大學教授 呂廷傑

“5G是一個重資產的'遊戲',謝朝陽博士的《5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維》對於日升這樣的最接近客戶、處在5G時代轉型升級期的服務商來說真是恰逢其時。本書對於5G邊緣雲計算的正確理解、新基礎設施的建設、企業信息系統的雲邊分工與協同,以及相應的商業模式的探索均具有實際指導意義,可以幫助企業減少巨額投資帶來的經營風險。” ―――日升天信董事長 方偉

“第五代移動通信技術引發的不單是接入側傳輸和時延在數量級上的進步,同時使得移動組網開放性變得實用化,更是對整個傳輸網、核心網在安全、容量和性能等各方面提出的新的挑戰。謝朝陽博士作為雲計算的實幹家,在《5G邊緣雲計算:規劃、實施、運維》一書中對企業5G邊緣雲系統建設中可能遇到的規劃、實施、運維問題逐一進行解答,並且指出聯邦計算將會成為新的主流計算範式。” ―――寬帶資本董事長 田溯寧

目次

第1篇 導 論 篇

第1章 初識5G 4

1.1 移動通信系統的發展 5

1.1.1 1G 5

1.1.2 2G 6

1.1.3 3G 6

1.1.4 4G 7

1.2 5G驅動力 8

1.2.1 問題導向 8

1.2.2 社會效益 9

1.3 5G的特點 11

1.3.1 三大特徵 11

1.3.2 八大性能指標 13

1.3.3 標準化進展 14

1.4 小結 15

第2章 初識邊緣雲計算 16

2.1 邊緣雲計算的起源 17

2.2 邊緣雲計算的定義 19

2.3 小結 21

第3章 5G邊緣雲計算 22

3.1 5G邊緣雲計算網絡 23

3.2 5G邊緣雲計算典型架構 24

3.3 聯邦計算的概念 27

3.4 聯邦計算的架構 27

3.5 聯邦計算的特徵 28

3.6 5G邊緣雲計算的發展機遇 29

3.7 小結 32

第4章 5G邊緣雲產業鏈 33

4.1 現金流與產業模式 34

4.2 5G產業鏈 34

4.2.1 市場規模 34

4.2.2 產業鏈廠商 36

4.3 邊緣雲產業鏈 37

4.3.1 市場規模 37

4.3.2 主要玩家 38

4.3.3 商業模式 43

4.4 挑戰與機會 44

4.5 小結 45

第2篇 規 劃 篇

第5章 5G邊緣雲體系 50

5.1 5G邊緣雲接入體系 51

5.1.1 5G網絡總體架構 51

5.1.2 5G無線接入網技術體系 52

5.1.3 5G核心網技術體系 54

5.2 5G邊緣雲技術體系 57

5.2.1 5G邊緣雲架構 57

5.2.2 邊緣基礎設施 58

5.2.3 邊緣管理 60

5.2.4 邊緣計算安全 60

5.3 小結 61

第6章 5G邊緣雲技術要求 62

6.1 網絡能力要求 63

6.1.1 接入網絡 63

6.1.2 現場邊緣網絡 64

6.1.3 傳輸承載網 65

6.2 計算能力要求 66

6.2.1 異構計算 66

6.2.2 邊緣智能 66

6.2.3 雲邊協同 67

6.3 安全能力要求 67

6.3.1 邊緣基礎設施安全 68

6.3.2 邊緣網絡安全 69

6.4 小結 69

第7章 系統安全 70

7.1 邊緣雲安全概述 71

7.1.1 核心問題 71

7.1.2 雲安全市場 72

7.2 安全訪問服務邊緣 74

7.3 邊緣雲安全需求 76

7.3.1 邊緣雲安全挑戰 76

7.3.2 邊緣雲安全需求特徵 79

7.4 邊緣雲安全參考框架 79

7.5 小結 81

第3篇 實 施 篇

第8章 5G邊緣雲無線接入網技術 86

8.1 全頻譜技術 87

8.2 新型多址技術 87

8.3 新型調製編碼技術 89

8.4 全雙工技術 90

8.5 大規模天線陣列技術 91

8.6 超密集組網技術 92

8.7 小結 93

第9章 5G邊緣雲核心網技術 94

9.1 5G核心網網元 95

9.2 SDN技術 98

9.2.1 SDN的定義 99

9.2.2 SDN架構的優勢 101

9.3 NFV技術 104

9.3.1 概述 104

9.3.2 NFV標準架構 104

9.4 MEC技術 106

9.4.1 MEC系統與5G核心網功能的集成 106

9.4.2 MEC系統架構 107

9.5 網絡切片技術 110

9.5.1 網絡切片的概念 110

9.5.2 使用網絡切片的通信服務實例 112

9.5.3 網絡切片即服務 113

9.6 小結 115

第10章 雲計算技術回顧 116

10.1 傳統雲計算技術 117

10.1.1 虛擬化技術 117

10.1.2 雲存儲 121

10.1.3 雲管理 123

10.1.4 雲安全 125

10.2 容器和Kubernetes 130

10.2.1 容器技術 130

10.2.2 Kubernetes 132

10.3 微服務架構 134

10.4 混合雲 135

10.5 DevOps 136

10.6 Service Mesh 137

10.7 雲原生 137

10.8 小結 139

第11章 邊緣雲技術 140

11.1 邊緣計算 141

11.1.1 輕量級虛擬化技術 141

11.1.2 邊緣硬件設備 142

11.2 邊緣存儲 143

11.3 邊緣網絡 144

11.3.1 邊緣雲接入網絡 144

11.3.2 邊緣雲內部網絡 145

11.3.3 邊緣雲互聯網絡 145

11.4 邊緣安全 146

11.5小結 147

第12章 邊緣人工智能 148

12.1 機器學習 149

12.1.1 算法分類 149

12.1.2 選擇算法 151

12.2 人工智能 152

12.2.1 模式定義 152

12.2.2 人工智能核心技術簡介 153

12.2.3 人工智能應用案例 156

12.3 5G人工智能 164

12.3.1 人工智能組網 164

12.3.2 人工智能運維 166

12.3.3 5G人工智能應用 168

12.4 小結 170

第4篇 運 維 篇

第13章 5G網絡運維 174

13.1 5G網絡運維的挑戰 175

13.2 邊緣數據中心 176

13.3 5G網絡的智能運維 179

13.3.1 智能化網絡切片開通 180

13.3.2 網絡切片智能SLA保障 181

13.3.3 網絡切片智能閉環運維 181

13.3.4 網絡切片故障智能定位 182

13.4 小結 183

第14章 邊緣雲環境的監管 184

14.1 背景 185

14.2 監控對象和監控策略 186

14.2.1 監控對象 186

14.2.2 監控策略 186

14.3 監控體系 188

14.4 開源監控軟件 188

14.4.1 Zabbix 188

14.4.2 Telegraf 189

14.5 小結 190

第15章 邊緣雲的治理 191

15.1 背景 192

15.2 邊緣雲治理方案 192

15.3 邊緣計算開源軟件棧 193

15.3.1 StarlingX 193

15.3.2 OpenNESS 197

15.4 小結 200



第16章 運維人員 201

16.1 需要具備的能力 202

16.2 雲計算系統運維與傳統數據中心運維比較 203

16.3 任務內容 205

16.3.1 硬件管理和維護 205

16.3.2 軟件管理和維護 205

16.3.3 監控資源變化 206

16.3.4 收集性能指標 206

16.3.5 使用性能分析工具 207

16.3.6 運維預案和預演 207

16.4 小結 208

第5篇 實 例 篇

第17章 新媒體 212

17.1 概述 213

17.2 AR/VR發展趨勢 213

17.2.1 產業發展現狀 213

17.2.2 產業發展趨勢 214

17.2.3 對5G邊緣雲的要求 215

17.2.4 AR/VR應用規劃 215

17.3 5G邊緣雲AR/VR應用場景 216

17.3.1 汽車視頻流 216

17.3.2 場館內容上傳 217

17.3.3 六自由度視頻 217

17.3.4 觸覺互聯網 218

17.4 5G邊緣雲AR/VR應用案例 219

17.5 小結 220

第18章 雲遊戲 221

18.1 概述 222

18.2 雲遊戲發展趨勢及機遇 223

18.2.1 產業發展現狀 223

18.2.2 產業發展趨勢 223

18.2.3 對通信網絡的要求 224

18.2.4 雲遊戲規劃 224

18.3 5G雲遊戲典型應用場景 226

18.4 中國聯通沃家雲遊 227

18.5 小結 228

第19章 智慧醫療 229

19.1 概述 230

19.2 智慧醫療發展趨勢 230

19.3 5G邊緣雲醫療應用場景 231

19.3.1 遠程醫學示教 231

19.3.2 遠程重症監護 232

19.3.3 遠程急救 234

19.3.4 智能導診 236

19.4 5G邊緣雲應用案例 238

19.4.1 企業概況 238

19.4.2 智慧醫療實踐 238

19.5 小結 241

第20章 智能製造 242

20.1 概述 243

20.2 工業互聯網發展趨勢 244

20.3 智能製造技術架構 245

20.3.1 智能製造核心要素 245

20.3.2 智能製造整體架構 247

20.3.3 智能製造高端技術 249

20.4 智能製造應用場景 250

20.4.1 數字化工廠 250

20.4.2 AR/VR輔助應用 251

20.4.3 精准控制 252

20.4.4 邊緣雲應用 252

20.4.5 多樣化網絡服務 253

20.5 5G邊緣雲應用案例 254

20.5.1 企業概況 254

20.5.2 智能製造實踐 254

20.6 小結 257

第21章 智慧城市 258

21.1 概述 259

21.2 智慧城市發展趨勢 260

21.2.1 行業發展現狀 260

21.2.2 行業發展趨勢 260

21.2.3 行業關鍵技術要求 261

21.3 5G智慧城市應用場景 262

21.4 新加坡智慧城市實踐 263

21.5 小結 265

結 束 語

附 錄

附錄A HPE、Saguna和AWS的邊緣雲解決方案 280

附錄B 搭建一個開源5G邊緣雲平臺 286

附錄C Linux系統性能分析工具 307

附錄D 部分英文縮略詞 315

本書參考資料 318

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