新一代物联网架构技术 分层算力网络

第 1 章 分层算力网络——物联网数据经济趋势的必然 1
1.1 将数据放到*适合的地方处理：云计算、边缘计算和雾计算 3
1.2 雾计算的基本组成 8
1.2.1 雾计算与雾节点 9
1.2.2 雾计算系统 11
1.2.3 物联网与雾计算设备 12
1.3 雾计算的特点 13
1.4 雾计算驱动的典型应用 14
1.4.1 机器视觉服务 15
1.4.2 物联网智能数据分析 17
1.5 小结 20
第 2 章 雾是如何工作的 22
2.1 雾计算的基础功能 23
2.1.1 设备管理 23
2.1.2 数据的处理 25
2.1.3 环境感知 27
2.1.4 网络拓扑与移动性管理 30
2.2 雾计算的目标与优势 31
2.2.1 低时延 31
2.2.2 可靠性 31
2.2.3 隐私保护 32
2.2.4 低运维成本 32
2.2.5 面向需求的敏捷开发 33
2.3 雾计算的发展趋势与挑战 33
2.3.1 动态性 35
2.3.2 开放性 35
2.3.3 安全性 36
2.3.4 可伸缩性 36
2.3.5 自治 37
2.3.6 自适应接口 38
2.3.7 服务质量保障 39
2.4 小结 40
第 3 章 雾计算资源与服务模式 43
3.1 雾计算的主要 IT 资源类型 45
3.1.1 存储与数据资源 46
3.1.2 网络通信资源 46
3.1.3 计算资源与应用软件 47
3.2 雾计算中的角色 48
3.3 雾计算服务交付 49
3.3.1 云计算服务交付模式 49
3.3.2 雾计算自有的交付模式 52
3.4 小结 57
第 4 章 雾计算系统模型与 OpenFog 参考架构 58
4.1 分层算力网络部署模型 60
4.1.1 层次结构 60
4.1.2 分层雾部署 62
4.1.3 节点一致性 66
4.1.4 交叉雾应用与全局分析 67
4.2 雾计算系统管理模型 69
4.2.1 带内管理与带外管理接口 70
4.2.2 层次化管理 70
4.2.3 管理系统的设计要点 71
4.3 小结 73
第 5 章 雾计算节点与网络 75
5.1 节点的软硬件组成与管理 77
5.1.1 硬件虚拟化和容器 78
5.1.2 雾节点分布式存储 79
5.1.3 节点管理 82
5.1.4 节点的生命周期 84
5.2 节点安全与隐私 85
5.2.1 恶意节点与节点可信机制 85
5.2.2 威胁模型 89
5.2.3 数据安全与软件安全 91
5.2.4 物理安全和防篡改机制 96
5.2.5 OpenFog 雾节点安全模型 98
5.3 雾计算网络 101
5.3.1 网络类型 101
5.3.2 网络管理与网络设计 105
5.3.3 网络的动态配置 107
5.4 网络安全 110
5.4.1 网络安全威胁和应对手段 110
5.4.2 端到端安全通信路径 110
5.4.3 OpenFog 网络安全层 113
5.5 小结 116
第 6 章 雾计算软件与应用程序管理 119
6.1 微服务 119
6.1.1 微服务封装 121
6.1.2 服务描述 122
6.1.3 服务发现与编排 122
6.1.4 物联网中的微服务 125
6.1.5 微服务开发与通用微服务基础设施 130
6.2 消息路由器 132
6.2.1 消息路由器功能 134
6.2.2 应用程序 微服务交互 135
6.3 数据库 137
6.3.1 设计要求 137
6.3.2 分布式数据库 138
6.4 应用程序的管理与控制 139
6.4.1 数据采集 140
6.4.2 数据传输 140
6.4.3 数据杠杆 140
6.4.4 数据存储与处理 141
6.5 应用程序支撑工具 142
6.6 小结 147
第 7 章 雾计算商用平台服务 149
7.1 雾计算操作系统：Cisco IOx 149
7.2 雾计算通用平台软件：Kinetic 151
7.3 FogHorn Lightning 技术平台 154
7.4 Cloud IoT Edge 平台与 Edge TPU 155
7.5 Azure IoT Edge 边缘计算服务 157
7.6 AWS IoT Greengrass 平台服务 158
7.7 小结 160
第 8 章 雾计算工业标准 161
8.1 相关的国际标准组织 161
8.1.1 OpenFog 联盟与工业互联网联盟 161
8.1.2 EdgeX 162
8.1.3 CORD 162
8.1.4 ETSI MEC 162
8.2 雾计算工业标准与标准化进程 163
8.3 关联标准 165
8.3.1 底层通信标准 165
8.3.2 物联网应用级通信标准 173
8.3.3 数据管理标准 179
8.3.4 安全标准 183
8.4 小结 187
第 9 章 雾计算应用案例 188
9.1 OpenFog 基于视觉的公共安全应用 189
9.1.1 雾计算关键技术应用 190
9.1.2 雾节点功能与资源配置需求 193
9.1.3 具体业务应用与部署示例 196
9.2 医疗健康物联网 203
9.2.1 医疗健康应用的资源与性能需求 205
9.2.2 关键技术应用 208
9.2.3 医疗健康应用部署示例 209
9.3 云 雾的大范围智能应用 212
9.3.1 大范围云雾结合架构：协调管理的需求 213
9.3.2 Cisco 智慧城市 214
9.3.3 OpenFog 智能交通 222
9.4 小结 224
参考文献 227
术语表 233