三網(wǎng)融合下手機(jī)云計(jì)算的應(yīng)用模式探討

黃彩鋒，趙建民，朱信忠，王梅

0 引言

手機(jī)云計(jì)算應(yīng)用是互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算應(yīng)用在手機(jī)平臺(tái)的延伸，隨著三網(wǎng)融合的逐步實(shí)施以及3G/4G正在向我們走近，云計(jì)算不僅為國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來潛在的商機(jī)，還大大拓展相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，企業(yè)也因此加大對(duì)云計(jì)算的投入。IDC的數(shù)據(jù)顯示，2010年全球智能手機(jī)出貨量達(dá)3.26億部，同比增長74.4%，預(yù)計(jì)今年出貨量將同比增長55%。未來三年，國內(nèi)云計(jì)算市場規(guī)模將達(dá)到3000億元左右。智能手機(jī)的高速成長，催生了消費(fèi)者對(duì)移動(dòng)計(jì)算的強(qiáng)勁需求，他們追求更強(qiáng)大的移動(dòng)計(jì)算融合終端，追求更為流暢的移動(dòng)體驗(yàn)，這也給終端廠商出了一道難題。要想成為融合時(shí)代的主導(dǎo)者，必須對(duì)行業(yè)與消費(fèi)者有透徹的理解。眾所周知，智能手機(jī)目前已經(jīng)遇到了計(jì)算和存儲(chǔ)瓶頸，搭建手機(jī)云平臺(tái)應(yīng)用可以解決這一問題。

1 手機(jī)云計(jì)算

1.1 移動(dòng)計(jì)算

隨著移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、分布式計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)于隨時(shí)隨地工作的需求，移動(dòng)計(jì)算成為計(jì)算技術(shù)研究中的熱點(diǎn)領(lǐng)域。移動(dòng)計(jì)算技術(shù)使便攜式電腦、手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備在無線環(huán)境下獲取數(shù)據(jù)和信息并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理，由于我國的wifi熱點(diǎn)覆蓋率還不夠廣闊，加上便攜式電腦和單純的PDA的通訊功能較弱，因此在數(shù)據(jù)交換方面手機(jī)表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。手機(jī)的可攜帶性和通信性更強(qiáng)，可以提供24小時(shí)的網(wǎng)絡(luò)接入。移動(dòng)計(jì)算在我國就大體走了兩條路：計(jì)算能力強(qiáng)而通信能力和攜帶性較弱的便攜式電腦及PDA；通信能力和攜帶性很強(qiáng)而計(jì)算能力不足的手機(jī)。所以對(duì)于較為簡單的移動(dòng)計(jì)算來說，手機(jī)終端更是最合適的設(shè)備，所以發(fā)展基于手機(jī)的移動(dòng)計(jì)算是十分必要的。云計(jì)算將應(yīng)用的“計(jì)算”從終端轉(zhuǎn)移到服務(wù)器端，從而弱化了對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備的處理需求。這樣移動(dòng)終端主要承擔(dān)與用戶交互的功能，復(fù)雜的運(yùn)算交由云端（服務(wù)器端）處理，終端不需要強(qiáng)大的運(yùn)算能力即可響應(yīng)用戶操作，并將結(jié)果展現(xiàn)給用戶，從而實(shí)現(xiàn)豐富的應(yīng)用。手機(jī)云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)圖，如圖1所示：

圖1 手機(jī)云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)圖

1.2 手機(jī)云計(jì)算系統(tǒng)

（1）Web操作系統(tǒng)

Web OS是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)和瀏覽器的虛擬操作系統(tǒng)[3]。用戶可以從任何手機(jī)終端通過瀏覽器訪問的操作系統(tǒng)，基本上不受本地軟硬件資源的限制，只要安裝有瀏覽器即可，整個(gè)操作系統(tǒng)即為瀏覽器中運(yùn)行的虛擬的應(yīng)用程序。一個(gè)好的Web OS除了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的資源管理，作業(yè)管理之外，還應(yīng)該具備計(jì)算和存儲(chǔ)資源透明、輸入輸出界面友好等特點(diǎn)。

Web操作系統(tǒng)是在一個(gè)網(wǎng)頁上運(yùn)行的，利用手機(jī)移動(dòng)設(shè)備在任何地點(diǎn)任何時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)即可訪問系統(tǒng)，并進(jìn)行相應(yīng)的服務(wù)操作。目前針對(duì)PC機(jī)開發(fā)的Web OS已經(jīng)很多，應(yīng)用于手機(jī)的Web操作系統(tǒng)還不多，有待進(jìn)一步研究。

（2）高速通道帶寬

在手機(jī)云計(jì)算系統(tǒng)中，云端的所有軟硬件都作為“服務(wù)”提供給用戶使用，而要想得到這些服務(wù)就離不開網(wǎng)絡(luò)，其過程是通過手機(jī)終端的輸入輸出的界面，將請求服務(wù)數(shù)據(jù)傳送到云中進(jìn)行處理并接收返回結(jié)果，為了較快地響應(yīng)服務(wù)、縮短請求的時(shí)間，這就需要較高的帶寬，使網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間盡量縮短。隨著三網(wǎng)融合的快速推進(jìn)和3G技術(shù)的普及，以及下一代移動(dòng)通信技術(shù)LTE發(fā)展，下行帶寬則可以達(dá)到326M，配合手機(jī)終端輸入輸出界面的優(yōu)化，完全可以滿足手機(jī)云計(jì)算平臺(tái)的要求。

（3）在線軟件服務(wù)

除了擁有完善的手機(jī) Web操作系統(tǒng)和流暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要使用云計(jì)算還是不夠的，這僅僅具備了基本的硬件條件，還需要有服務(wù)供應(yīng)商提供一些在線軟件服務(wù)，諸如 Google docs，Google maps 等等，這樣用戶就可以通過手機(jī)使用豐富的軟件服務(wù)。

1.3 手機(jī)云計(jì)算的特點(diǎn)

手機(jī)云計(jì)算最大特點(diǎn)就是把復(fù)雜的計(jì)算交給服務(wù)器處理，只將最簡單的結(jié)果呈現(xiàn)在客戶端，這樣既可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理同時(shí)也可以保證程序的輕量化。在目前的智能手機(jī)當(dāng)中，手機(jī)云計(jì)算服務(wù)已經(jīng)成為了重要的組成部分。如在基于Android操作系統(tǒng)平臺(tái)的系列智能手機(jī)上經(jīng)常出現(xiàn)的各種天氣Widgets應(yīng)用，實(shí)際上就是手機(jī)云計(jì)算的一種典型應(yīng)用。每天服務(wù)器會(huì)通過云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心平臺(tái)收集各地的天氣數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行匯總分析，同時(shí)根據(jù)用戶智能終端的定制需求進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，這種服務(wù)模式的逐漸普及讓智能手機(jī)的使用變得更加便捷高效，打開屏幕就可以知道手機(jī)終端所在當(dāng)?shù)氐膶?shí)時(shí)天氣情況，而不需要再上網(wǎng)去查看，方便人們生活。由此可以總結(jié)出手機(jī)云計(jì)算的特點(diǎn)如下：

(1)手機(jī)云計(jì)算必須基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)離開了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，手機(jī)云計(jì)算也就無從談起。

(2)加入云計(jì)算服務(wù)的手機(jī)，本身不進(jìn)行功能上的運(yùn)算處理，只是通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將需求上傳告知云計(jì)算服務(wù)器，云計(jì)算服務(wù)器再將計(jì)算結(jié)果返回給用戶。

(3)由于手機(jī)受到電池續(xù)航、移動(dòng)便攜性、數(shù)據(jù)處理能力的制約、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)弱等特點(diǎn)的制約，手機(jī)云計(jì)算的載體是云計(jì)算服務(wù)器，手機(jī)扮演享受計(jì)算結(jié)果的角色。

2 手機(jī)云計(jì)算的應(yīng)用模式

2.1 云架構(gòu)的服務(wù)層次

云計(jì)算系統(tǒng)的組織方式稱為云計(jì)算架構(gòu)（云架構(gòu)），由美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究院（NIST）提出，后被廣泛引用的云架構(gòu)包含三個(gè)基本層次：基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。該架構(gòu)層次中每層的功能都已服務(wù)的形式提供，每一層都可以獨(dú)立為用戶提供服務(wù)，云架構(gòu)層次示意圖，如圖2所示：

圖2 云架構(gòu)層次示意圖

1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）交付給用戶的是基本的基礎(chǔ)設(shè)施資源。用戶無需購買、維護(hù)硬件設(shè)備和相關(guān)的系統(tǒng)軟件，就可以直接在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層上構(gòu)建自己的平臺(tái)和應(yīng)用。如Amazon EC2就是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的典型實(shí)例。

2）平臺(tái)即服務(wù)

平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）交付給用戶的是豐富的“云中間件”資源，這些資源包括應(yīng)用運(yùn)行時(shí)環(huán)境、共享服務(wù)及自動(dòng)化管理服務(wù)等。Google公司的Google App Engine是典型的平臺(tái)即服務(wù)實(shí)例。

3）軟件即服務(wù)

軟件即服務(wù)（SaaS）交付給用戶的是定制化的軟件應(yīng)用，即軟件提供方根據(jù)用戶的需求，將軟件或應(yīng)用通過租用的形式提供給用戶，用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問使用。Google公司推出的Google Docs、手機(jī)終端審批、公文流轉(zhuǎn)系統(tǒng)等就是軟件即服務(wù)的典型代表。

2.2 手機(jī)云計(jì)算應(yīng)用模式

云計(jì)算在手機(jī)平臺(tái)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1) 遠(yuǎn)程控制：手機(jī)云計(jì)算遠(yuǎn)程控制主要應(yīng)用于手機(jī)安全方面，通過云計(jì)算賬號(hào)可以在PC端定位丟失的手機(jī)，甚至可以將手機(jī)上的重要資料加密鎖定、刪除，或是將數(shù)據(jù)通過服務(wù)器轉(zhuǎn)移到新的手機(jī)，如圖3所示：

圖3 手機(jī)云計(jì)算遠(yuǎn)程控制模式示意圖

2) 數(shù)據(jù)同步（備份）：手機(jī)云計(jì)算服務(wù)可以將本地重要數(shù)據(jù)（通訊錄、短信、日歷提醒、備忘錄等）通過個(gè)人賬號(hào)上傳至云計(jì)算服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)“云”備份，在任何時(shí)候我們都可以通過PC端網(wǎng)頁瀏覽的方式訪問這些數(shù)據(jù)，也可以在手機(jī)數(shù)據(jù)丟失后利用云計(jì)算服務(wù)器將這些數(shù)據(jù)下載、恢復(fù)至手機(jī)設(shè)備，其備份示意圖，如圖4所示：

圖4 手機(jī)云備份模式示意圖

3) 地理位置跟蹤：地理位置相關(guān)功能覆蓋面極為廣泛，例如，在天氣軟件中，它可以告訴服務(wù)器你的所在地，然后服務(wù)器會(huì)自動(dòng)將該地理位置的相關(guān)天氣預(yù)報(bào)推送至你的手機(jī)；在社交軟件中，它可以在你的個(gè)人狀態(tài)中記錄地理位置信息，通過相互之間位置信息的交互，你可以第一時(shí)間找到周圍的好友；在資訊類軟件中，地理位置信息也發(fā)揮著重要的作用，如果你進(jìn)行資訊搜索時(shí)附加地理位置信息，和周邊相關(guān)的資訊會(huì)優(yōu)先顯示；在手機(jī)安全方面，結(jié)合遠(yuǎn)程控制，你可以定位丟失的手機(jī)。

4) 移動(dòng)存貯：移動(dòng)存貯與移動(dòng)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)備份有一些相似之處，只不過存儲(chǔ)的對(duì)象和存儲(chǔ)對(duì)象的數(shù)據(jù)容量有較大的差別。移動(dòng)存儲(chǔ)對(duì)存儲(chǔ)文件的類型沒有限制，你可以將任何想要在線保存的東西上傳至云計(jì)算服務(wù)器，日后通過手機(jī)、電腦或者其他設(shè)備下載訪問。移動(dòng)存貯主要針對(duì)照片、文檔、視頻等其他非指定類型文件，數(shù)據(jù)容量方面根據(jù)服務(wù)提供方的要求可大可小。目前該類大多數(shù)免費(fèi)服務(wù)提供的上載空間都已超過200MB，付費(fèi)服務(wù)更是以 GB為單位提高空間給用戶，例如當(dāng)前較為流行的微博手機(jī)客戶端，可以隨時(shí)通過手機(jī)終端將文字、照片以及視頻上傳至云端服務(wù)器，

5) 資源推送：手機(jī)云計(jì)算的資源推送主要涉及到兩個(gè)方面，一方面是是我們熟知的軟件市場，手機(jī)用戶通過內(nèi)置或后來安裝的手機(jī)軟件市場下載所需的應(yīng)用程序,這些程序24小時(shí)存儲(chǔ)于在線服務(wù)器中，可以隨時(shí)通過手機(jī)訪問下載，免除了過去從電腦端下載，然后通過數(shù)據(jù)線連接、拷貝、安裝等繁瑣程序。另一方面特指手機(jī)中的資訊類客戶端。這些客戶端本身不需要占用太多的手機(jī)存儲(chǔ)空間，它們僅僅是一個(gè)獲取資訊的窗口，你需要什么內(nèi)容，服務(wù)器會(huì)在線實(shí)時(shí)將內(nèi)容推送至客戶端。這類軟件覆蓋面非常廣泛，常見的有新聞客戶端、微博客戶端、各種 SNS社交網(wǎng)絡(luò)客戶端、菜譜、電子雜志、健康指南、電子書市場、股票軟件等等。

3 手機(jī)云計(jì)算應(yīng)用發(fā)展趨勢

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的今天已經(jīng)讓手機(jī)成為了數(shù)碼行業(yè)的主角。日漸增加的手機(jī)功能已經(jīng)替代了原有單一功能的移動(dòng)終端，而隨著手機(jī)核心硬件的快速發(fā)展，三網(wǎng)融合的順利實(shí)施，云計(jì)算、3G/4G正在逐步向我們走進(jìn)，通信對(duì)我們的影響將會(huì)越來越大。移動(dòng)計(jì)算的明天說到底就是處理器以及云計(jì)算服務(wù)的明天，處理器代表的是終端硬件方面，而云計(jì)算代表的是網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展。這兩者的發(fā)展都是相輔相成的，未來五年今天的互聯(lián)網(wǎng)將又會(huì)有一個(gè)新的提高。云計(jì)算的加入將會(huì)改變現(xiàn)有手機(jī)的應(yīng)用模式，如圖5所示：

圖5 多終端移動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用模式

4 結(jié)束語

手機(jī)云計(jì)算時(shí)代，已經(jīng)不是一個(gè)簡單的、存在于概念中設(shè)想，手機(jī)通信技術(shù)的進(jìn)步、手機(jī)功能的擴(kuò)展、三網(wǎng)融合的積極推進(jìn)，正日新月異地發(fā)生著改變，手機(jī)將成為云計(jì)算一個(gè)非常重要的終端。當(dāng)然這里也面臨著一系列的問題，需要解決的問題還很多，如手機(jī)Web OS還有待進(jìn)一步的發(fā)展；云計(jì)算的服務(wù)商并不是很多；能否為手機(jī)終端提供安全可靠的服務(wù)；如何保護(hù)手機(jī)用戶的隱私以及如何加強(qiáng)手機(jī)安全機(jī)制。隨著技術(shù)的進(jìn)步，手機(jī)云計(jì)算會(huì)成為人們生活中的一部分，為廣大移動(dòng)用戶提供新的便利。

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