21世纪以来,信息网络技术的不断发展、演进,为基础通信、金融经济、传统制造等各行各业各领域都带了新的机遇和发展,极大地促进了跨行业间交叉融合。其中,大数据、人工智能和公有云的发展,催生了工业互联网(Industrial Internet of Things,IIoT)。通过将传统制造业与互联网技术有机结合,以信息数据技术驱动生产的新模式,逐渐取代人工经验模式。从整体生产力和成本的角度,工业互联网为工业界带来了革新,但由于传统制造业通信架构的“历史遗留性”问题,无法满足设备实时通信、全局设备管控以及任务自动化编排;而在计算能力上,无法结合互联网大数据分析、预测技术,导致产品生产、检测准确率和良率低。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和边缘计算(Edge Computing,EC)的出现,为工业互联网的实现,提供了有效的解决方案。SDN具有网络全局拓扑视野,并通过控制器管理数据流转发,能够实现设备和数据流的集中管理;简化数据平面传输,统一的南北向接口在提升架构扩展性的同时,还实现了网络的可编程化。边缘计算作为新兴计算模型,通过将计算资源以分布式计算节点的方式部署在靠近数据源的一端,能够提供云计算无法实现的稳定、时效性服务,主要应用于时延和数据安全要求高的场景。本文针对工业互联网中的关键问题,完成以下创新性工作:1)提出一种基于软件定义网络的边缘计算服务架构,为工业网络提供高效稳定的计算、资源管控、编排能力;2)提出一种基于全局网络拓扑的SDN交换机动态流表配置方法,提升工业网络承载能力;3)提出最小化计算卸载时延解决方案,针对多类型任务质量(Quality of Service,QoS)卸载问题进行研究、仿真。