三網融合下手機云計算的應用模式探討

黃彩鋒，趙建民，朱信忠，王梅

0 引言

手機云計算應用是互聯網云計算應用在手機平臺的延伸，隨著三網融合的逐步實施以及3G/4G正在向我們走近，云計算不僅為國內外網絡運營商帶來潛在的商機，還大大拓展相關產業鏈的發展，企業也因此加大對云計算的投入。IDC的數據顯示，2010年全球智能手機出貨量達3.26億部，同比增長74.4%，預計今年出貨量將同比增長55%。未來三年，國內云計算市場規模將達到3000億元左右。智能手機的高速成長，催生了消費者對移動計算的強勁需求，他們追求更強大的移動計算融合終端，追求更為流暢的移動體驗，這也給終端廠商出了一道難題。要想成為融合時代的主導者，必須對行業與消費者有透徹的理解。眾所周知，智能手機目前已經遇到了計算和存儲瓶頸，搭建手機云平臺應用可以解決這一問題。

1 手機云計算

1.1 移動計算

隨著移動通信、互聯網、數據庫、分布式計算等技術的發展以及人們對于隨時隨地工作的需求，移動計算成為計算技術研究中的熱點領域。移動計算技術使便攜式電腦、手機等移動終端設備在無線環境下獲取數據和信息并進行相應的計算處理，由于我國的wifi熱點覆蓋率還不夠廣闊，加上便攜式電腦和單純的PDA的通訊功能較弱，因此在數據交換方面手機表現出更多的優勢。手機的可攜帶性和通信性更強，可以提供24小時的網絡接入。移動計算在我國就大體走了兩條路：計算能力強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而計算能力不足的手機。所以對于較為簡單的移動計算來說，手機終端更是最合適的設備，所以發展基于手機的移動計算是十分必要的。云計算將應用的“計算”從終端轉移到服務器端，從而弱化了對移動終端設備的處理需求。這樣移動終端主要承擔與用戶交互的功能，復雜的運算交由云端（服務器端）處理，終端不需要強大的運算能力即可響應用戶操作，并將結果展現給用戶，從而實現豐富的應用。手機云計算服務架構圖，如圖1所示：

圖1 手機云計算服務架構圖

1.2 手機云計算系統

（1）Web操作系統

Web OS是一個基于網絡和瀏覽器的虛擬操作系統[3]。用戶可以從任何手機終端通過瀏覽器訪問的操作系統，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，整個操作系統即為瀏覽器中運行的虛擬的應用程序。一個好的Web OS除了傳統操作系統的資源管理，作業管理之外，還應該具備計算和存儲資源透明、輸入輸出界面友好等特點。

Web操作系統是在一個網頁上運行的，利用手機移動設備在任何地點任何時間接入網絡即可訪問系統，并進行相應的服務操作。目前針對PC機開發的Web OS已經很多，應用于手機的Web操作系統還不多，有待進一步研究。

（2）高速通道帶寬

在手機云計算系統中，云端的所有軟硬件都作為“服務”提供給用戶使用，而要想得到這些服務就離不開網絡，其過程是通過手機終端的輸入輸出的界面，將請求服務數據傳送到云中進行處理并接收返回結果，為了較快地響應服務、縮短請求的時間，這就需要較高的帶寬，使網絡的延遲時間盡量縮短。隨著三網融合的快速推進和3G技術的普及，以及下一代移動通信技術LTE發展，下行帶寬則可以達到326M，配合手機終端輸入輸出界面的優化，完全可以滿足手機云計算平臺的要求。

（3）在線軟件服務

除了擁有完善的手機 Web操作系統和流暢的網絡環境要使用云計算還是不夠的，這僅僅具備了基本的硬件條件，還需要有服務供應商提供一些在線軟件服務，諸如 Google docs，Google maps 等等，這樣用戶就可以通過手機使用豐富的軟件服務。

1.3 手機云計算的特點

手機云計算最大特點就是把復雜的計算交給服務器處理，只將最簡單的結果呈現在客戶端，這樣既可以實現多任務處理同時也可以保證程序的輕量化。在目前的智能手機當中，手機云計算服務已經成為了重要的組成部分。如在基于Android操作系統平臺的系列智能手機上經常出現的各種天氣Widgets應用，實際上就是手機云計算的一種典型應用。每天服務器會通過云存儲數據中心平臺收集各地的天氣數據信息并進行匯總分析，同時根據用戶智能終端的定制需求進行實時更新，這種服務模式的逐漸普及讓智能手機的使用變得更加便捷高效，打開屏幕就可以知道手機終端所在當地的實時天氣情況，而不需要再上網去查看，方便人們生活。由此可以總結出手機云計算的特點如下：

(1)手機云計算必須基于移動通信網絡，手機離開了移動通信網絡就不能實現數據的無線傳輸，手機云計算也就無從談起。

(2)加入云計算服務的手機，本身不進行功能上的運算處理，只是通過移動網絡將需求上傳告知云計算服務器，云計算服務器再將計算結果返回給用戶。

(3)由于手機受到電池續航、移動便攜性、數據處理能力的制約、移動網絡信號強弱等特點的制約，手機云計算的載體是云計算服務器，手機扮演享受計算結果的角色。

2 手機云計算的應用模式

2.1 云架構的服務層次

云計算系統的組織方式稱為云計算架構（云架構），由美國國家標準研究院（NIST）提出，后被廣泛引用的云架構包含三個基本層次：基礎設施層、平臺層和應用層。該架構層次中每層的功能都已服務的形式提供，每一層都可以獨立為用戶提供服務，云架構層次示意圖，如圖2所示：

圖2 云架構層次示意圖

1）基礎設施即服務

基礎設施即服務（IaaS）交付給用戶的是基本的基礎設施資源。用戶無需購買、維護硬件設備和相關的系統軟件，就可以直接在基礎設施即服務層上構建自己的平臺和應用。如Amazon EC2就是基礎設施即服務的典型實例。

2）平臺即服務

平臺即服務（PaaS）交付給用戶的是豐富的“云中間件”資源，這些資源包括應用運行時環境、共享服務及自動化管理服務等。Google公司的Google App Engine是典型的平臺即服務實例。

3）軟件即服務

軟件即服務（SaaS）交付給用戶的是定制化的軟件應用，即軟件提供方根據用戶的需求，將軟件或應用通過租用的形式提供給用戶，用戶通過網絡訪問使用。Google公司推出的Google Docs、手機終端審批、公文流轉系統等就是軟件即服務的典型代表。

2.2 手機云計算應用模式

云計算在手機平臺上的應用主要體現在以下幾個方面：

1) 遠程控制：手機云計算遠程控制主要應用于手機安全方面，通過云計算賬號可以在PC端定位丟失的手機，甚至可以將手機上的重要資料加密鎖定、刪除，或是將數據通過服務器轉移到新的手機，如圖3所示：

圖3 手機云計算遠程控制模式示意圖

2) 數據同步（備份）：手機云計算服務可以將本地重要數據（通訊錄、短信、日歷提醒、備忘錄等）通過個人賬號上傳至云計算服務器，實現“云”備份，在任何時候我們都可以通過PC端網頁瀏覽的方式訪問這些數據，也可以在手機數據丟失后利用云計算服務器將這些數據下載、恢復至手機設備，其備份示意圖，如圖4所示：

圖4 手機云備份模式示意圖

3) 地理位置跟蹤：地理位置相關功能覆蓋面極為廣泛，例如，在天氣軟件中，它可以告訴服務器你的所在地，然后服務器會自動將該地理位置的相關天氣預報推送至你的手機；在社交軟件中，它可以在你的個人狀態中記錄地理位置信息，通過相互之間位置信息的交互，你可以第一時間找到周圍的好友；在資訊類軟件中，地理位置信息也發揮著重要的作用，如果你進行資訊搜索時附加地理位置信息，和周邊相關的資訊會優先顯示；在手機安全方面，結合遠程控制，你可以定位丟失的手機。

4) 移動存貯：移動存貯與移動存儲和數據備份有一些相似之處，只不過存儲的對象和存儲對象的數據容量有較大的差別。移動存儲對存儲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算服務器，日后通過手機、電腦或者其他設備下載訪問。移動存貯主要針對照片、文檔、視頻等其他非指定類型文件，數據容量方面根據服務提供方的要求可大可小。目前該類大多數免費服務提供的上載空間都已超過200MB，付費服務更是以 GB為單位提高空間給用戶，例如當前較為流行的微博手機客戶端，可以隨時通過手機終端將文字、照片以及視頻上傳至云端服務器，

5) 資源推送：手機云計算的資源推送主要涉及到兩個方面，一方面是是我們熟知的軟件市場，手機用戶通過內置或后來安裝的手機軟件市場下載所需的應用程序,這些程序24小時存儲于在線服務器中，可以隨時通過手機訪問下載，免除了過去從電腦端下載，然后通過數據線連接、拷貝、安裝等繁瑣程序。另一方面特指手機中的資訊類客戶端。這些客戶端本身不需要占用太多的手機存儲空間，它們僅僅是一個獲取資訊的窗口，你需要什么內容，服務器會在線實時將內容推送至客戶端。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社交網絡客戶端、菜譜、電子雜志、健康指南、電子書市場、股票軟件等等。

3 手機云計算應用發展趨勢

移動互聯網的今天已經讓手機成為了數碼行業的主角。日漸增加的手機功能已經替代了原有單一功能的移動終端，而隨著手機核心硬件的快速發展，三網融合的順利實施，云計算、3G/4G正在逐步向我們走進，通信對我們的影響將會越來越大。移動計算的明天說到底就是處理器以及云計算服務的明天，處理器代表的是終端硬件方面，而云計算代表的是網絡以及服務器技術的發展。這兩者的發展都是相輔相成的，未來五年今天的互聯網將又會有一個新的提高。云計算的加入將會改變現有手機的應用模式，如圖5所示：

圖5 多終端移動云計算應用模式

4 結束語

手機云計算時代，已經不是一個簡單的、存在于概念中設想，手機通信技術的進步、手機功能的擴展、三網融合的積極推進，正日新月異地發生著改變，手機將成為云計算一個非常重要的終端。當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Web OS還有待進一步的發展；云計算的服務商并不是很多；能否為手機終端提供安全可靠的服務；如何保護手機用戶的隱私以及如何加強手機安全機制。隨著技術的進步，手機云計算會成為人們生活中的一部分，為廣大移動用戶提供新的便利。

[1]王鵬.走進云計算[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2]王慶波，金 等.云計算實踐之道[M].北京：電子工業出版社，2011.

[3]蘭許昌.手機云計算的分析與研究 [J].微處理機 ,2010.

[4]陳全，鄧倩妮.云計算及其關鍵技術[J].計算機應用，2009，(9).

[5]陳康,鄭緯民.云計算系統實例與研究現狀[J].軟件學報 ,2009,(05).

[6]張海望，楊波.云計算在手機通信中的應用研究[J].計算機安全.2011,(01)