近年来,随着“互联网+”战略格局的深入推进以及5G技术的日益成熟,物联网将迎来快速发展期。核心网数据流量的爆炸式增长给当前云计算架构带来了响应时延和通信负担方面的巨大挑战。边缘计算在临近用户的网络边缘进行计算和存储,提供低延迟,高带宽效率的弹性服务,成为云架构下的可行补充解决方案,代表了物联网解决方案的一种新趋势。边缘计算旨在满足可扩展性,多租户,安全性,隐私性和灵活性等关键要求,在这些方面,快速发展的轻量级虚拟化技术、软件定义网络技术试图解决这些问题,提高计算资源利用率,实现灵活组网。另一方面,单板计算机以其低成本低功耗的双重优势在物联网领域受到青睐,越来越多的研究表明使用单板计算机可以组建高性价比的边缘计算网络。针对上述网络与技术发展,本文主要研究轻量级的边缘计算平台解决方案,具体内容如下:(1)调研边缘计算研究进展及边缘计算平台解决方案,结合物联网环境下边缘计算平台的需求,提出了一种轻量级边缘计算平台架构。架构的轻量级体现在轻量级边缘节点、轻量级网络交换、轻量级虚拟化。基于平台架构进一步提出了轻量级边缘计算平台方案设计,完成了方案中各功能模块技术细节的设计,采用低成本、低功耗、小体积的单板机设备构成边缘计算节点,利用轻量级虚拟化技术及软件定义网络技术进行资源抽象以及控制和编排,实现了从组网到监控管理到服务提供一体的轻量级边缘计算平台。(2)基于轻量级边缘计算平台方案设计完成了方案中各个功能模块的技术实现。在低成本低功耗的单板机上实现了网络转发与计算存储功能融合的边缘智能服务器;使用边缘智能服务器按照主从分布式架构搭建边缘分布式集群;结合Docker和Kubernetes技术实现平台的服务交付及容器编排;利用Open vSwitch和SDN技术实现平台的网络交换及网络控制,通过控制器对组网中网络交换节点的流表预配置实现平台低时延网络动态构建。(3)根据轻量级边缘计算平台方案搭建测试环境进行平台性能分析,包括网络转发时延、请求处理能力、功耗、迁移效率、容器编排性能等。实验结果表明边缘智能服务器单跳转发时延最低为0.4ms,可以达到商用SDN交换机的水平;使用分布式节点协同处理请求可以达到与商用服务器相近的响应时间,具有高成本效益;边缘智能服务器具备明显的功耗性能及迁移效率优势;平台的容器编排方式可以有效地降低服务请求响应时间。然后基于平台分别实现了无线探测用户行为分析、移动视频业务QoE测试系统、以及轻量级边缘视频分析系统应用,验证轻量级边缘计算平台提供不同物联网服务的可行性。最后评估平台上视频应用的性能表现,验证平台方案对时延敏感类业务QoE的提升。