前言

2019年3月，李克强总理在政府工作报告中再次提及人工智能，这标志着人工智能产业已经上升到国家战略高度；2019年10月31日，在中国国际信息通信展览会上，工业和信息化部宣布5G商用正式启动。这两大标志性事件意味着中国将全面进入5G+AI时代，这是一个新的数字化时代，通信行业面临新一轮的机遇与调整。

在众多的通信新技术、新业务中，边缘计算脱颖而出，成为学术界、产业界及政府部门的关注热点，同时市场也反响积极。Gartner数据显示，到2022年将有65%的数据在边缘数据中心存储和处理，未来1～3年边缘计算将进入规模商用部署期。未来边缘计算在电力、交通、制造、智慧城市等多个价值行业将有规模应用。

但边缘计算仍处于研究和探索阶段，系统理清其各方面的知识并非易事。单从定义上讲，各个组织、机构就有不同的看法。ISO/IEC JTC1/SC38认为，边缘计算是一种将主要处理和数据存储放在网络的边缘节点的分布式计算形式。边缘计算产业联盟对边缘计算的定义是：在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台（架构），就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。它可以作为连接物理和数字世界的桥梁，使能智能资产、智能网关、智能系统和智能服务。欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）认为，边缘计算是在网络边缘（运营商网络边缘）为应用开发者和内容服务商提供所需的云端计算功能、互联网技术（Internet Technology，IT）服务环境等。

对于边缘计算的应用场景、实施架构，更是各种说法、各类方案层出不穷。但究其本源，边缘计算是在网络边缘提供计算、存储等资源，通过分布式的系统满足上层应用对时延等性能指标的要求，同时降低资源消耗，降低综合支出。因此边缘计算无法像传统云计算那样通过集中化、规模化管控，需要找到新的途径实现对离散资源的管控与资源互通，并实现网络资源和计算资源的协同调度，从而向用户提供有质量保证的服务。

本书希望可以帮助读者对边缘计算和算力网络有系统性的理解，包括但不限于对边缘计算的定义、场景、架构及算力网络产生的背景、定义及实现具体方法等进行全面、具体的阐述。

本书共8章，内容涵盖了边缘计算和算力网络的主要内容。第1章从整体上介绍了在当今技术发展的大趋势下算力在社会发展中的重要地位、算力提供的方式及算力提供平台与网络连接的关系。第2章介绍了边缘计算的演进与定义，并从需求出发介绍了边缘计算的典型应用场景。第3章介绍了边缘计算的主要特征与典型技术架构。第4章介绍了边缘计算的基础设施层，包括边缘计算接入设备、数据中心网络及新的无损网络技术等。第5章重点介绍了边缘计算的管控体系。第6章介绍了由于边缘计算的出现而提出的由云网一体向算网一体演进的思想。最后两章是对算力网络的详细介绍，第7章介绍了算力网络的背景、定义、算力网络中多资源联合优化的数学模型及算力网络应用案例；第8章分别从资源关联和资源交易两个方面介绍了算力网络体系，还具体介绍了算力网络资源关联的集中式和分布式两种方案。附录介绍了边缘计算的开源系统、自动化测试及实践供读者拓展学习。

本书由雷波、陈运清组织编写并统稿，其他参与编写的人员有王旭亮、赵倩颖、刘增义、王江龙、柏楠、解云鹏、唐静等。第1章由雷波、赵倩颖、王旭亮、唐静编写；第2、3章由王旭亮、刘增义、王江龙编写；第4章由王旭亮、王江龙编写；第5章由柏楠编写；第6章由解云鹏、王江龙编写；第7、8章由雷波、刘增义编写。

国内外对边缘计算的研究尚处于标准化阶段，算力网络也处于积极的研究发展之际。限于作者认知水平，相关的观点和技术方向不一定非常准确，错误和遗漏在所难免，欢迎读者不吝赐教。

编著者
2020年10月于北京市北七家未来科技城