边缘计算 · 分布式消息队列 · 课程目录

边缘计算与消息队列概述

边缘计算概念
为什么需要分布式消息队列
MQTT协议基础
AMQP协议基础
选型对比

📌 基础篇

环境准备与基础搭建

Docker基础
Docker Compose编排
网络规划
资源限制策略
安全基线配置

⚙️ 环境

Mosquitto部署与配置

单节点部署
配置文件详解
TLS/SSL加密
认证与授权
WebSocket支持

🐧 Mosquitto

RabbitMQ部署与配置

Erlang环境安装
集群部署
镜像队列
插件管理
管理界面使用

🐇 RabbitMQ

EMQX部署与配置

集群搭建
规则引擎
数据桥接
共享订阅
热配置更新

🚀 EMQX

NanoMQ部署与配置

轻量级部署
边缘原生特性
桥接配置
Web管理
性能调优

🌱 NanoMQ

消息路由与拓扑设计

主题命名规范
通配符使用
路由策略
消息过滤
拓扑结构选择

🗺️ 路由

消息持久化与存储

文件存储
数据库集成 (InfluxDB/PostgreSQL)
消息过期策略
存储容量规划
数据压缩

💾 持久化

QoS与消息可靠性

QoS 0/1/2详解
消息确认机制
重试策略
死信队列
幂等性设计

✅ 可靠性

边缘设备间通信模式

发布/订阅模式
请求/响应模式
点对点通信
广播模式
延迟敏感场景处理

📡 通信

网络分区与容错

网络分区检测
脑裂问题
自动恢复
仲裁机制
跨区域同步

🛡️ 容错

TLS双向认证
ACL控制
JWT认证
密钥轮换
审计日志

🔐 安全

监控与告警

Prometheus集成
Grafana仪表盘
告警规则
日志聚合
健康检查

📊 监控

性能测试与调优

基准测试工具 (mqtt-bench/emqtt-bench)
吞吐量优化
延迟优化
连接数优化
内存优化

⚡ 调优

边缘-云协同

云端消息桥接
数据过滤与聚合
离线缓存
同步策略
带宽优化

☁️ 协同

多协议网关

CoAP协议集成
HTTP桥接
WebSocket网关
自定义协议适配
协议转换性能

🌐 网关

设备管理与注册

设备身份管理
动态注册
证书管理
设备影子
状态同步

📱 设备

规则引擎与流处理

SQL规则编写
数据转换
条件过滤
动作链
函数扩展

⚙️ 规则

数据桥接与集成

Kafka桥接
数据库桥接
HTTP钩子
MongoDB集成
时序数据库集成

🔗 桥接

集群管理与扩展

集群节点管理
水平扩展
负载均衡
分区再平衡
滚动升级

🧩 集群

边缘AI与消息队列

模型分发
推理结果传输
数据预处理
边缘训练协同
模型版本管理

🧠 AI

OTA升级与消息队列

固件分发策略
增量更新
版本回滚
升级状态跟踪
断点续传

📲 OTA

时间同步与顺序保证

NTP配置
逻辑时钟
因果序
全局顺序
时间戳处理

⏱️ 时间

资源受限设备优化

内存优化
CPU优化
网络带宽优化
电池续航优化
协议精简

🔋 优化

多租户与隔离

租户隔离策略
资源配额
流量控制
数据隔离
计费支持

🏢 多租户

故障排查与诊断

常见问题
日志分析
网络抓包
性能分析
调试工具

🔍 诊断

高可用架构设计

主备切换
多副本
异地容灾
故障转移
SLA保障

🏗️ 高可用

实战案例一：智能工厂数据采集

场景分析
架构设计
部署实施
调优过程
效果评估

🏭 工厂

实战案例二：车联网消息分发

场景分析
架构设计
部署实施
调优过程
效果评估

🚗 车联网

实战案例三：智慧能源监控

场景分析
架构设计
部署实施
调优过程
效果评估

⚡ 能源