Fixed/Mobile Convergence and Beyond pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Watson, Richard

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2008-10

价格:620.00元

装帧:

isbn号码:9780750687591

丛书系列:

图书标签:

• Fixed-Mobile Convergence
• Telecommunications
• Wireless Communication
• Network Convergence
• 5G
• 6G
• Mobile Networks
• Fixed Networks
• Network Architecture
• Future Networks

跨越数字鸿沟：物联网、边缘计算与未来网络架构的深度探索 本书聚焦于当前信息技术领域最前沿的交叉点：物联网（IoT）的爆炸性增长、边缘计算（Edge Computing）的崛起，以及它们如何共同重塑下一代网络架构。本书旨在为网络工程师、系统架构师、研究人员以及对未来信息基础设施感兴趣的专业人士，提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术视角。 第一部分：物联网的基石与挑战 本部分将详细剖析支撑万物互联时代的底层技术和面临的严峻挑战。我们不会仅仅停留在传感器和设备的层面，而是深入探讨如何构建一个可靠、安全且可扩展的物联网生态系统。 第一章：海量设备接入与协议的演进 物联网的本质在于规模。本章首先梳理了从传统IP网络到面向大规模低功耗设备的专用协议族的演变。我们将详细分析LPWAN (低功耗广域网络) 技术，包括LoRaWAN、NB-IoT和Sigfox的工作原理、覆盖范围、功耗特性及其在不同垂直行业（如智慧农业、智能城市基础设施）中的适用性对比。 随后，本书深入探讨了物联网通信协议栈的复杂性。MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 的设计哲学、QoS等级的精细化管理、以及与传统HTTP/RESTful API的性能权衡将被详尽论述。此外，针对时间敏感性应用（如工业自动化），我们还将评估TSN (时间敏感网络) 如何与上层物联网协议进行集成，以确保毫秒级的确定性交付。 本章的重点之一是身份认证与设备生命周期管理。面对数十亿设备，传统的证书管理模式已不可行。我们将介绍基于硬件信任根（RoT）的设备身份证明机制，以及空中固件更新（FOTA）的安全和可靠性策略，确保设备在整个生命周期内都能抵御新型攻击。 第二章：数据采集、预处理与传输效率优化 物联网设备产生的数据是海量的，但很多是冗余或低价值的。本章关注如何高效地处理这些数据流。我们首先分析了数据采集的粒度问题，探讨了何时应该在设备端进行聚合，何时应直接上报原始数据。 核心内容将聚焦于数据压缩与有效载荷优化。对于资源受限的设备，如何利用高效的编码方案（如CBOR、Protobuf）来最小化数据包大小，减少无线传输时间和能源消耗。 此外，本章引入了异步通信模型的深度应用。探讨了如何利用发布/订阅模型（Pub/Sub）解耦数据生产者和消费者，并分析了在移动性场景下如何维护会话一致性，减少因网络波动导致的重传开销。 第三章：物联网安全：零信任与纵深防御策略 物联网安全已成为关键瓶颈。本书采纳零信任架构（Zero Trust Architecture, ZTA）的理念来审视物联网环境。我们将分解物联网攻击面，包括物理篡改、供应链植入、网络层拒绝服务（DDoS）攻击等。 重点章节将详细解析微隔离技术在物联网中的实现。如何使用基于软件定义网络（SDN）或基于硬件的安全元件（SE）来限制设备间的横向移动，即使核心网络被攻陷，也能限制攻击范围。 最后，我们探讨了区块链/分布式账本技术（DLT）在身份和审计中的潜力与局限。分析了DLT如何在不引入中心化权威的情况下，为设备间的交易和数据溯源提供不可篡改的记录，并评估其在延迟敏感场景下的实际可行性。 --- 第二部分：边缘计算的范式转移 随着对实时性需求的提高，计算能力的下沉成为必然趋势。本部分将深入剖析边缘计算的架构设计、部署模型及其与传统云计算的协同关系。 第四章：边缘计算架构与分层模型 本书将边缘计算定义为一个连续的计算谱系，而非简单的云计算替代。我们首先建立一个多层级边缘架构模型：从设备层（Near-Edge）、接入层（Service Provider Edge）到区域中心（Regional Edge）。 核心内容聚焦于工作负载的智能卸载（Workload Offloading）。分析了决策模型：基于网络带宽、计算资源可用性、延迟要求和能耗成本，算法如何动态决定任务应在本地执行、在近端边缘执行还是在远端云端执行。我们将引入博弈论模型来优化跨层级的资源分配博弈。 第五章：容器化与轻量级虚拟化在边缘的应用 将云计算的敏捷性带到边缘需要新的运行时环境。本章详细对比了容器（如Docker/Moby）和轻量级虚拟机（如Kata Containers）在资源受限的边缘节点上的性能差异、启动速度和安全隔离能力。 我们将介绍Kubernetes的边缘部署实践（K3s, MicroK8s）。重点分析了在带宽受限和频繁断网的边缘环境中，如何实现集群管理、服务发现和配置同步的自动化。这包括对“云到边”的拓扑同步和断线后本地自愈机制的深度探讨。 第六章：实时数据处理与流式分析在边缘的落地 边缘计算的价值在于实时决策。本章着重于流处理引擎（Stream Processing Engines）在边缘的部署优化。分析了Apache Flink、Kafka Streams等框架在资源受限环境下的精简版本（如Watermarks的优化处理）。 我们深入探讨了“训练在云端，推理在边缘”的模型部署流程。重点讲解了模型量化（Quantization）、模型剪枝（Pruning）等技术，以适应边缘设备的CPU/GPU或NPU约束。同时，讨论了联邦学习（Federated Learning）如何作为一种隐私保护的训练范式，在边缘节点间协作，避免大规模原始数据上传。 --- 第三部分：网络融合与未来范式 本部分将探讨边缘计算与物联网的融合如何推动网络基础设施的根本性变革，展望无线接入技术和网络虚拟化的未来方向。 第七章：5G/6G与移动边缘计算（MEC）的深度融合 5G技术的网络切片（Network Slicing）是实现差异化服务质量的关键。本章将详细分析如何利用MEC将特定业务的虚拟网络功能（VNF）直接部署在移动基站附近，以满足超低延迟和高可靠性的需求（如自动驾驶和AR/VR应用）。 我们将分析UPF（User Plane Function）的下沉如何与边缘平台进行交互，实现数据包的本地转发和应用逻辑的快速响应。此外，对未来6G愿景下的“原生边缘化”进行预测，探讨太赫兹通信和智能反射面（RIS）技术将如何进一步模糊核心网与接入网的界限。 第八章：软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）在边缘的自动化 为了管理分布式的边缘资源池，需要强大的自动化和控制平面。本章详细阐述了SDN控制器如何扩展到边缘环境，以集中管理底层物理或虚拟交换机。 重点放在NFV的轻量化部署。分析了如何将传统网络功能（如防火墙、负载均衡器）以极小的资源占用部署为CNF（Containerized Network Functions）。本章提供了一个详尽的蓝图，说明如何利用开放API和意图驱动的网络（Intent-Based Networking, IBN）原则，实现从云端到数千个边缘节点的自动配置和策略下发。 第九章：跨域协调与可观测性 边缘环境的复杂性在于其异构性和地理分散性。本章讨论了跨域资源协调的必要性，特别是在涉及多个运营商或私有网络的混合边缘部署中。 我们重点介绍可观测性（Observability）的构建。在高度分布式的系统中，日志、指标和追踪（Logs, Metrics, Traces）必须能够无缝地在设备、边缘节点和云端之间流动。本书将介绍利用eBPF等技术在内核层面捕获网络和应用事件的先进方法，确保在出现性能瓶颈时，能够快速定位问题是出在传感器采集、传输链路还是边缘处理逻辑。 本书最终提供的不仅是理论框架，更是一套实用的路线图，指导读者如何构建一个具备高弹性、低延迟和强安全性的下一代融合基础设施，以驱动工业、城市乃至生活方式的根本性变革。

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