移動云計算MCC模式研究

舒長興 葛明珠

摘要：移動云計算作為移動互聯網和云計算結合的產物，近年來得到了快速發展，得到了學術界和工業界的廣泛關注。文中介紹了移動云計算的服務模型/架構及優勢，展望了移動云計算未來的發展趨勢和研究方向。

關鍵詞：移動云計算；移動互聯網；云計算

1 移動云計算發展背景

近幾年，面向移動設備的應用正逐漸豐富，如娛樂、健康、游戲、社交、旅游等等。移動性是應用的一大特征，用戶在移動過程中仍可以無縫的繼續工作娛樂等。然而，移動設備有其固有的問題，比如移動設備電池能量有限、硬件資源有限、網絡連接不穩定、隱私保護不夠等。所以很多應用單純依靠移動設備效率會低很多。比如基于位置的社交網絡，需要利用移動設備的各種傳感數據。再比如對視頻圖片、自然語言的處理需要大量地處理器資源，依靠單個移動設備很難完成。

云計算現在被廣泛認為是下一代計算框架，它所秉承的核心理念是“按需服務”，使用戶能夠通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件、等信息資源或信息服務。所以將云計算的理念應用于移動計算，即移動云計算（Mobile Cloud Computing，MCC），是未來的一大發展趨勢，MCC為移動用戶帶來了一種新的服務和基礎設施模型。

2 移動云計算的概念

移動云計算的概念是由2010年3月在Open Gardens[1]博客上發布的一篇文章中提出的，其被定義為移動云生態系統中云計算服務的可用性。它合并了許多元素，包括使用者、企業、家庭基站、代碼轉換、端到端安全、家庭網關和移動寬帶的服務。從該概念中可以看出移動云計算是指通過移動網絡，以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件（或應用）等的一種IT資源或信息服務的交互與使用模式。

在學術界和工業界還有其他一些定義，從不同方面對移動云計算的概念進行了補充，可以綜合為是一種幫助移動設備存儲和處理數據的基礎設施，集成了移動計算，網絡和云計算三者而出現的一種移動云模式，基本目標是以按需付費的方式提供基于位置的移動服務、安全的移動云資源、服務應用以及數據資源等。

MCC是一種新的移動應用模式，數據處理和數據存儲過程從移動設備轉到性能強大的云端平臺，移動設備通過無線網絡獲取這些應用。

簡單地說，MCC就是為移動用戶提供一種數據存儲和數據處理服務，移動設備不需要高性能的配置（比如CPU速度、內存容量等），因為復雜的處理都可以在云端完成。

3 移動云計算的服務模型/架構

根據移動云計算的定義，其體系結構一般如圖1所示[2]。移動設備通過基站、無線接入點或衛星等連接到移動網絡。移動用戶的請求被傳到中心處理器，中心處理器通常連接提供移動網絡服務的服務器。之后，用戶的請求通過因特網傳到云端。在云端，控制器處理請求，并將相應的服務提供給用戶。

根據MCC的體系結構，相應的服務模型包括3個部分[2]，分別稱為“端” “管” “云”，如圖2所示?！岸恕敝溉魏文芙尤搿霸啤辈⑼瓿尚畔⒔换サ氖謾C等移動終端設備；“管”指用于完成用戶信息傳輸的通信網絡；“云”的本質就是業務實現的方式即業務模式。

“云”與傳統的云計算的云端類似，可以劃分為3個層次的業務模式。最頂層是軟云，軟云也稱軟件即服務（Software as a Service， SaaS）。中間層是平云，平云也稱平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）。底層是基云，基云也稱基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）?；浦笇T的基礎設施作為業務平臺，直接按資源占用的時長和多少，通過公共互聯網進行業務實現的“云”?；频挠脩艨梢允莻€人，也可以是企業、集體和行政單位。基云的IT業務將計算、存儲、網絡、安全等原始IT資源以出租形式租給用戶。用戶可以通過操作系統和應用軟件（如數據庫和Web服務軟件）使用租來的IT資源。平云指將應用開發環境作為業務平臺，將應用開發的接口和工具提供給用戶用于創造新的應用，并利用互聯網和提供商來進行業務實現的“云”。平云可以利用其他基云平臺，也可以用平云運營商自己的基云平臺。軟云指基于基云或平云開發的軟件或應用。與傳統的套裝軟件不同，軟云是通過互聯網應用來進行業務實現。軟云業務可以利用其他基云和平云平臺，也可以利用軟云運營商自己的基云和平云環境。

云端的基礎設施層面一般由服務器、數據庫、存儲設備、并行分布式計算系統等組成；平臺層面一般由運營、支撐和開發3個平臺組成；應用層面主要提供軟件、數據和信息等各種應用。

4 移動云計算的優勢

云計算與移動計算結合是未來一種很有前途的解決方案，克服了移動計算中的一些缺點，移動云計算相對于單純的移動計算有如下幾點優勢。

4.1 延長移動終端電池壽命

電池的續航能力是移動設備關心的一個重要方面。在移動云環境下，移動設備將任務遷移到云端，降低設備本身的負載，從而減小能量消耗，延長電池的使用時間。有實驗表明，利用移動云平臺玩手機游戲可以節省27%?45%的能量。

4.2 提高了數據存儲和處理能力

相對于單個移動設備，云端的數據存儲能力要強得多。移動云計算的出現，可以滿足移動用戶只需通過無線網絡，就能存儲或獲取大量數據，比如我們平時用的微云、百度云，可以節約用戶大量的存儲空間。很多在線應用程序，我們只需進行輸入，就能從云端獲得所需結果，而不需要在移動設備上進行數據處理。

4.3 增強了數據可靠性

數據存儲在云端，通常會有多臺電腦備份數據，保證數據的可靠性。另外，一個完善的系統，通常會有強大的安全保護措施，保證用戶數據的隱私等。

另外，移動云計算也繼承了云計算的一些特點，主要有：

（1）動態按需提供資源。根據用戶的需求、出價等因素動態提供資源。（2）可擴展性較強。移動云計算環境是一個分布式系統，移動設備、無線網絡和云端都可以不斷擴展。（3）集成度高。通過云和互聯網，不同的服務可以很容易地集成起來滿足用戶的需求。

5 移動云計算應用面臨的問題

雖然移動云計算有很多優點，但在實際應用時，仍面臨一些問題[3]。

5.1 移動通信中的無線帶寬問題

移動設備通過無線網絡接入云端，而目前的無線網絡帶寬并不高，如果傳輸大量數據到云端，所花的代價較高。同時，無線網絡的不穩定性也可能影響服務質量。

5.2 數據遷移問題

當有大量數據需要處理時，如何選擇數據遷移的時機從而實現性能最優，也是需要考慮的問題。另外，數據遷移過程中，如何數據的完整性[4]。

5.3 數據隱私保護問題

移動云計算環境下，應用或服務通常會首先獲取用戶信息，從而可能導致用戶隱私泄露。存儲在云端的數據如果沒有完善的安全機制，也有可能會遭攻擊者入侵，盜取用戶信息[5]。

6 結語

移動互聯網行業與云計算技術的結合產生了移動云計算，而4G，5G網絡的發展也將積極推動移動云計算的快速發展。智能手機的普及將使越來越多的人受益于移動云計算提供的各項服務。但是，移動云計算還存在諸多問題，尤其是隱私和安全問題還沒有得到有效的解決，這將是未來的研究重點。

[參考文獻]

[1]陳鑫，曹三省，徐磊.移動云計算系統架構及其相關推進技術分析[J].網友世界，2014（3）：3-4.

[2JHOANG T D， CHONHO LEE， DUSIT N， et al.A survey of mobile cloud computing：architecture， applications and approaches[J].Wireless Communications and Mobile Computing， 2013（13）：1587-1611.

[3]鄧茹月，覃川，謝顯中.移動云計算的應用現狀及存在問題分析[J].重慶：重慶郵電大學學報（自然科學版），2012（6）：716-721.

[4]張文麗，郭兵，沈艷，等智能移動終端計算遷移研究[J].計算機學報，2016（5）：1021-1038.

[5]閏蒞.移動云計算領域的網絡安全解決方案研究[J].信息技術，2016（11）：112-116.