三网融合下手机云计算的应用模式探讨

黄彩锋，赵建民，朱信忠，王梅

0 引言

手机云计算应用是互联网云计算应用在手机平台的延伸，随着三网融合的逐步实施以及3G/4G正在向我们走近，云计算不仅为国内外网络运营商带来潜在的商机，还大大拓展相关产业链的发展，企业也因此加大对云计算的投入。IDC的数据显示，2010年全球智能手机出货量达3.26亿部，同比增长74.4%，预计今年出货量将同比增长55%。未来三年，国内云计算市场规模将达到3000亿元左右。智能手机的高速成长，催生了消费者对移动计算的强劲需求，他们追求更强大的移动计算融合终端，追求更为流畅的移动体验，这也给终端厂商出了一道难题。要想成为融合时代的主导者，必须对行业与消费者有透彻的理解。众所周知，智能手机目前已经遇到了计算和存储瓶颈，搭建手机云平台应用可以解决这一问题。

1 手机云计算

1.1 移动计算

随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展以及人们对于随时随地工作的需求，移动计算成为计算技术研究中的热点领域。移动计算技术使便携式电脑、手机等移动终端设备在无线环境下获取数据和信息并进行相应的计算处理，由于我国的wifi热点覆盖率还不够广阔，加上便携式电脑和单纯的PDA的通讯功能较弱，因此在数据交换方面手机表现出更多的优势。手机的可携带性和通信性更强，可以提供24小时的网络接入。移动计算在我国就大体走了两条路：计算能力强而通信能力和携带性较弱的便携式电脑及PDA；通信能力和携带性很强而计算能力不足的手机。所以对于较为简单的移动计算来说，手机终端更是最合适的设备，所以发展基于手机的移动计算是十分必要的。云计算将应用的“计算”从终端转移到服务器端，从而弱化了对移动终端设备的处理需求。这样移动终端主要承担与用户交互的功能，复杂的运算交由云端（服务器端）处理，终端不需要强大的运算能力即可响应用户操作，并将结果展现给用户，从而实现丰富的应用。手机云计算服务架构图，如图1所示：

图1 手机云计算服务架构图

1.2 手机云计算系统

（1）Web操作系统

Web OS是一个基于网络和浏览器的虚拟操作系统[3]。用户可以从任何手机终端通过浏览器访问的操作系统，基本上不受本地软硬件资源的限制，只要安装有浏览器即可，整个操作系统即为浏览器中运行的虚拟的应用程序。一个好的Web OS除了传统操作系统的资源管理，作业管理之外，还应该具备计算和存储资源透明、输入输出界面友好等特点。

Web操作系统是在一个网页上运行的，利用手机移动设备在任何地点任何时间接入网络即可访问系统，并进行相应的服务操作。目前针对PC机开发的Web OS已经很多，应用于手机的Web操作系统还不多，有待进一步研究。

（2）高速通道带宽

在手机云计算系统中，云端的所有软硬件都作为“服务”提供给用户使用，而要想得到这些服务就离不开网络，其过程是通过手机终端的输入输出的界面，将请求服务数据传送到云中进行处理并接收返回结果，为了较快地响应服务、缩短请求的时间，这就需要较高的带宽，使网络的延迟时间尽量缩短。随着三网融合的快速推进和3G技术的普及，以及下一代移动通信技术LTE发展，下行带宽则可以达到326M，配合手机终端输入输出界面的优化，完全可以满足手机云计算平台的要求。

（3）在线软件服务

除了拥有完善的手机 Web操作系统和流畅的网络环境要使用云计算还是不够的，这仅仅具备了基本的硬件条件，还需要有服务供应商提供一些在线软件服务，诸如 Google docs，Google maps 等等，这样用户就可以通过手机使用丰富的软件服务。

1.3 手机云计算的特点

手机云计算最大特点就是把复杂的计算交给服务器处理，只将最简单的结果呈现在客户端，这样既可以实现多任务处理同时也可以保证程序的轻量化。在目前的智能手机当中，手机云计算服务已经成为了重要的组成部分。如在基于Android操作系统平台的系列智能手机上经常出现的各种天气Widgets应用，实际上就是手机云计算的一种典型应用。每天服务器会通过云存储数据中心平台收集各地的天气数据信息并进行汇总分析，同时根据用户智能终端的定制需求进行实时更新，这种服务模式的逐渐普及让智能手机的使用变得更加便捷高效，打开屏幕就可以知道手机终端所在当地的实时天气情况，而不需要再上网去查看，方便人们生活。由此可以总结出手机云计算的特点如下：

(1)手机云计算必须基于移动通信网络，手机离开了移动通信网络就不能实现数据的无线传输，手机云计算也就无从谈起。

(2)加入云计算服务的手机，本身不进行功能上的运算处理，只是通过移动网络将需求上传告知云计算服务器，云计算服务器再将计算结果返回给用户。

(3)由于手机受到电池续航、移动便携性、数据处理能力的制约、移动网络信号强弱等特点的制约，手机云计算的载体是云计算服务器，手机扮演享受计算结果的角色。

2 手机云计算的应用模式

2.1 云架构的服务层次

云计算系统的组织方式称为云计算架构（云架构），由美国国家标准研究院（NIST）提出，后被广泛引用的云架构包含三个基本层次：基础设施层、平台层和应用层。该架构层次中每层的功能都已服务的形式提供，每一层都可以独立为用户提供服务，云架构层次示意图，如图2所示：

图2 云架构层次示意图

1）基础设施即服务

基础设施即服务（IaaS）交付给用户的是基本的基础设施资源。用户无需购买、维护硬件设备和相关的系统软件，就可以直接在基础设施即服务层上构建自己的平台和应用。如Amazon EC2就是基础设施即服务的典型实例。

2）平台即服务

平台即服务（PaaS）交付给用户的是丰富的“云中间件”资源，这些资源包括应用运行时环境、共享服务及自动化管理服务等。Google公司的Google App Engine是典型的平台即服务实例。

3）软件即服务

软件即服务（SaaS）交付给用户的是定制化的软件应用，即软件提供方根据用户的需求，将软件或应用通过租用的形式提供给用户，用户通过网络访问使用。Google公司推出的Google Docs、手机终端审批、公文流转系统等就是软件即服务的典型代表。

2.2 手机云计算应用模式

云计算在手机平台上的应用主要体现在以下几个方面：

1) 远程控制：手机云计算远程控制主要应用于手机安全方面，通过云计算账号可以在PC端定位丢失的手机，甚至可以将手机上的重要资料加密锁定、删除，或是将数据通过服务器转移到新的手机，如图3所示：

图3 手机云计算远程控制模式示意图

2) 数据同步（备份）：手机云计算服务可以将本地重要数据（通讯录、短信、日历提醒、备忘录等）通过个人账号上传至云计算服务器，实现“云”备份，在任何时候我们都可以通过PC端网页浏览的方式访问这些数据，也可以在手机数据丢失后利用云计算服务器将这些数据下载、恢复至手机设备，其备份示意图，如图4所示：

图4 手机云备份模式示意图

3) 地理位置跟踪：地理位置相关功能覆盖面极为广泛，例如，在天气软件中，它可以告诉服务器你的所在地，然后服务器会自动将该地理位置的相关天气预报推送至你的手机；在社交软件中，它可以在你的个人状态中记录地理位置信息，通过相互之间位置信息的交互，你可以第一时间找到周围的好友；在资讯类软件中，地理位置信息也发挥着重要的作用，如果你进行资讯搜索时附加地理位置信息，和周边相关的资讯会优先显示；在手机安全方面，结合远程控制，你可以定位丢失的手机。

4) 移动存贮：移动存贮与移动存储和数据备份有一些相似之处，只不过存储的对象和存储对象的数据容量有较大的差别。移动存储对存储文件的类型没有限制，你可以将任何想要在线保存的东西上传至云计算服务器，日后通过手机、电脑或者其他设备下载访问。移动存贮主要针对照片、文档、视频等其他非指定类型文件，数据容量方面根据服务提供方的要求可大可小。目前该类大多数免费服务提供的上载空间都已超过200MB，付费服务更是以 GB为单位提高空间给用户，例如当前较为流行的微博手机客户端，可以随时通过手机终端将文字、照片以及视频上传至云端服务器，

5) 资源推送：手机云计算的资源推送主要涉及到两个方面，一方面是是我们熟知的软件市场，手机用户通过内置或后来安装的手机软件市场下载所需的应用程序,这些程序24小时存储于在线服务器中，可以随时通过手机访问下载，免除了过去从电脑端下载，然后通过数据线连接、拷贝、安装等繁琐程序。另一方面特指手机中的资讯类客户端。这些客户端本身不需要占用太多的手机存储空间，它们仅仅是一个获取资讯的窗口，你需要什么内容，服务器会在线实时将内容推送至客户端。这类软件覆盖面非常广泛，常见的有新闻客户端、微博客户端、各种 SNS社交网络客户端、菜谱、电子杂志、健康指南、电子书市场、股票软件等等。

3 手机云计算应用发展趋势

移动互联网的今天已经让手机成为了数码行业的主角。日渐增加的手机功能已经替代了原有单一功能的移动终端，而随着手机核心硬件的快速发展，三网融合的顺利实施，云计算、3G/4G正在逐步向我们走进，通信对我们的影响将会越来越大。移动计算的明天说到底就是处理器以及云计算服务的明天，处理器代表的是终端硬件方面，而云计算代表的是网络以及服务器技术的发展。这两者的发展都是相辅相成的，未来五年今天的互联网将又会有一个新的提高。云计算的加入将会改变现有手机的应用模式，如图5所示：

图5 多终端移动云计算应用模式

4 结束语

手机云计算时代，已经不是一个简单的、存在于概念中设想，手机通信技术的进步、手机功能的扩展、三网融合的积极推进，正日新月异地发生着改变，手机将成为云计算一个非常重要的终端。当然这里也面临着一系列的问题，需要解决的问题还很多，如手机Web OS还有待进一步的发展；云计算的服务商并不是很多；能否为手机终端提供安全可靠的服务；如何保护手机用户的隐私以及如何加强手机安全机制。随着技术的进步，手机云计算会成为人们生活中的一部分，为广大移动用户提供新的便利。

[1]王鹏.走进云计算[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]王庆波，金 等.云计算实践之道[M].北京：电子工业出版社，2011.

[3]兰许昌.手机云计算的分析与研究 [J].微处理机 ,2010.

[4]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用，2009，(9).

[5]陈康,郑纬民.云计算系统实例与研究现状[J].软件学报 ,2009,(05).

[6]张海望，杨波.云计算在手机通信中的应用研究[J].计算机安全.2011,(01)