移动互联网中的云计算应用研究

陈东方

（天津大学 管理与经济学部，天津 300072）

移动互联网是将移动通信和互联网融合为一体的产物，整合了移动通信随时、随地、随身和互联网开放、分享、互动的优势，其基本运作模式为运营商提供无线接入，互联网企业提供各种成熟应用[1]。随着3G网络在全国范围的进一步普及以及智能手机、平板电脑、上网本等手持移动终端的日渐成熟，移动互联网成为未来网络发展的一大趋势[2]。从目前情况来看，移动互联网的发展仍然存在着种种制约问题，依然无法完全取代传统互联网在人们生活中的地位。其原因是多方面的，而移动终端设备就是制约移动互联网发展的因素之一。而云计算技术的发展可以有效克服移动互联网中由终端等因素所带来的问题。

云计算以“Everything as a Service”为核心理念，即让一切都成为服务，用户可以随时、随地、以任何终端设备接入网络来使用“云资源”和享受“云服务”[3]。每一个移动应用背后必然需要有一个大数据承载能力的云计算空间，移动互联网、云计算和大数据三者之间有着密不可分、相辅相成的关系，是三位一体的。通过将计算能力和存储需求转移到云端，能够弥补终端设备的空间限制和处理能力不足等缺陷[3-5]。同时，在云端通过对大数据进行集中处理，辅助服务提供商实现科学决策和精准营销等。云计算让移动互联网业务平台的服务提供变得更加高效便捷。

1 移动互联网的发展现状

1.1 移动互联网的发展和特点

移动互联网主要包含3个内容：移动终端、移动网络和终端应用服务。中国互联网络信息中心（CNNIC）于2014年7月21日在京发布第34次 《中国互联网络发展状况统计报告》（以下简称《报告》）[6]，从总体来看，网民规模持续增长，网民生活全面“网络化”。《报告》详细显示，截至2014年6月，中国网民规模达到6.32亿，半年新增网民约1442万人，互联网普及率达到46.9%，较2013年底提升了1.1个百分点。其中，手机网民规模有5.27亿，较2013年底增加了2699万人，仅增长了5.4个百分点，低于往年用户规模的增长速度。智能机市场逐渐趋于饱和，手机网民增速放缓，进入稳定态势。此外，手机网民在整体网民中占比由2013年底的81.0%提升至83.4%，其比例远高于使用其他设备上网的网民比例，并首次超越80.9%的传统PC端上网比例，手机仍然保持着第一大上网终端设备的地位。未来，预测手机网民数量的增长将主要依靠创新类移动应用去迎合和挖掘非手机网民潜在的上网需求来拉动。

手机网民规模的持续增长、使用手机上网时长的不断增加和使用频率的进一步上升促进了各类移动应用的发展，对网民日常生活形态的影响力度不断加深。手机应用的种类丰富多样，几乎覆盖了人们日常生活的方方面面，使人们的衣食住行都变得更加方便。其中，网民在电子商务、休闲娱乐、即时通讯、便捷生活等类型的移动应用上的使用率增长尤为快速。并且，移动互联网也带动了整个互联网领域中各类应用的发展。

1.2 移动互联网业务发展的瓶颈

目前，移动互联网的发展已经如火如荼，移动互联网业务也更加深入人心，但是目前也存在着种种制约因素，使得移动互联网依然无法完全取代传统互联网的地位。

1）首先，移动终端的处理能力弱。在传统互联网的“免费午餐”模式下，用户只需要支付一定的上网费就可以使用电脑从网络上获得大量所需的信息资源。而移动终端由于受到机身体积和便携性等因素的制约，并且在运算存储、能力方面都与电脑存在着很大差距，所以应用的功能相对简单。此外，当传统互联网与电信网络发生联系后，移动互联网的运营模式是值得探讨的一大问题。

2）其次，网络带宽相对较小。随着智能手机和无线网络的不断普及，使用音乐、视频、游戏等高流量手机应用的用户越来越多。据统计，在2014年上半年，视频类、移动网上支付类（购物、团购、旅行）、游戏类用户在整体层面及手机类应用用户规模增长幅度统计中均排名前三[6]。这些应用与消费者生活的紧密结合也催生了众多其他类应用场景和数据服务功能。使用基础环境的改善、上网成本的下降和用户上网设备向智能终端的转移，这3个因素促成了移动终端高流量应用的使用率激增。尽管随着3G移动接入技术的继续普及及4G网络的不断兴起，带宽的瓶颈也会不断被突破，但更多、种类更丰富的移动互联网应用业务的产生也将会对带宽提出更高的要求。

3）互联网行业竞争多元化，机遇和挑战并存。以前，电信运营商的凭借自己广阔的网络覆盖和庞大的用户资源，以及完善的服务体系占据市场主导地位。但随着移动互联网产业链的不断裂变和细化，市场上的主体正逐渐变得多元化，并且各主体也在业务上不断地进行横向扩展。时下，很多互联网企业通过控制终端软件和移动互联网的入口，同时借助于电信运营商的移动网络资源，不断地向服务和内容等领域渗透，撼动了传统电信运营商的主导地位，并试图将其变成移动互联网的管道[4]。因此，整个互联网行业呈现“百花齐放，百家争鸣”的竞争局面。

2 云计算技术简介

云计算技术的基本思路是将需要共享的软硬件或数据信息以资源池的形式存于云端，用户就可通过网络以按需、易扩展方式从“云”中获得和使用所需资源，而无需具备相应的专业知识和了解云端的基础设施细节，也无需直接进行控制，实现按需使用、随时随地扩展、按使用付费。总之，云计算具有虚拟化、灵活制定、动态可扩展、高可靠性和强大的计算及存储能力等优点[2]。

2.1 云计算的应用模式

按服务层次和服务类型，云计算可分为以下3种应用模式[3，7]：

1）IaaS（Infrastructure-as-a-Service，基础设施即服务）。电信运营商通过对IT资源进行整合和虚拟化，可以给用户提供出租处理能力、网络、存储等基本的计算资源。用户通过网络就可以从完善的计算机基础设施上获得所需资源和服务。IaaS基础设施服务模式实现了IT基础设施由出售变为出租，如硬件服务器租用，并且能够实现客户灵活定制、计量收费等其他功能。

全面分层浇筑技术多应用于技术含量低、建筑结构小的建筑工程项目中，其在实际进行混凝土浇筑时，基本是遵循从下到上的顺序进行浇筑。采用全面分层浇筑方式进行混凝土浇筑时，应当在完成第一层浇筑工作后，再进行第二层的混凝土浇筑，若第一层混凝土初凝情况不够完好，则需要进行连续性的混凝土浇筑。为确保混凝土浇筑质量，采用全面分层浇筑方式进行浇筑时，建筑结构平面尺寸不能超过规定范围，且浇筑应当遵循从短到长的方向进行浇筑。若浇筑距离比较长，则可以将其拆分为两端进行浇筑，浇筑完成后再进行中央浇筑，这种方式利于提升混凝土浇筑的结构稳定性。

2）PaaS（Platform-as-a-Service，平台即服务）。 应用开发商将应用研发的平台作为一种服务开放，用户可以使用应用开发商提供的开发语言和工具，基于应用研发平台构建丰富的应用类型，并部署到云基础设施上。需要强调的是，用户只需控制部署应用程序，而不需要管理或控制底层的云基础设施即可享受服务。PaaS平台服务模式将会加快SaaS应用的开发速度，并且自如实现软件的个性化定制与开发。

3）SaaS（Software-as-a-Service，软件即服务）。 内容提供商通过网络将运行在云端基础设施上的应用程序以服务的方式提供给用户，这样用户无需购买软件，只需按需向提供商租用基于Web的软件即可，从而省去了在服务器和软件授权等方面的开支。

2.2 云计算的关键技术

云计算作为一种新型的、数据密集型的超级计算方式，它运用了许多关键技术，其中以虚拟化技术、海量数据分布存储技术、海量数据管理技术和编程模式四大技术最为重要[8-9]。

1）虚拟化技术

在云计算环境中，可以通过在物理主机中同时运行多个虚拟机来搭建起虚拟化平台，进而由虚拟化平台去实现对多个虚拟机操作系统的监视以及多个虚拟机对物理资源的共享[9]。虚拟化技术可以提高资源的利用效率，并能够依据用户业务需求的变化，灵活、快速地部署资源，如硬件虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、数据库虚拟化等。

2）海量数据分布存储技术

云计算系统是由大量服务器组成的，因此云计算系统中主要采用分布式存储的方式来存储数据，并且用冗余存储的方式来辅助保证数据的可靠性，即为同一份数据同时存储多个副本。同时，由于云计算系统并行地为大量用户服务，因此其所采用的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。目前，云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google的GFS（Google File System，谷歌文件系统）和Hadoop团队开发的HDFS（Hadoop Distributed File System，分布式文件系统）。

3）海量数据管理技术

云计算需要对分布的、海量的数据进行读取、处理和分析，尤其是数据的读操作频率很高，因此，所采用的数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。云计算系统的数据管理通常采用数据库领域中列存储的数据管理模式，即将数据表按列划分后再存储[8]。目前，用在云计算系统中的主流的数据管理技术主要是由Google研发的BT（BigTable）数据管理技术和Hadoop团队开发的HBase开源数据管理模块。

4）编程模式

严格的编程模型使云计算环境下的编程十分简单，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，并且后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。Map-Reduce是由 Google开发的、适用于 java、C++、Python等语言的编程模型，它是一种简化、高效的分布式编程模型和任务调度模型，用于对大规模数据集的并行运算处理[9]。现在大部分IT厂商提出的“云”计划应用中都是采用该编程模型。

5）云计算平台管理技术

云计算系统中的平台管理技术的基本原理是通过一个监视服务器监控和调配计算资源池中的全部资源，并通过在“云”中的各个服务器上部署代理程序来配置并监视各资源服务器，对数据进行分析及跟踪资源的可用性。这样就可以方便的进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，最终自动化、智能化地实现大规模系统的稳定可靠运营。

3 移动互联网中的云服务应用

当下，云计算模式备受业界关注，成为了互联网发展的新形式。基于开放的接口、灵活的处理功能和分布式的计算理念，云计算将会在未来的移动互联网市场中占据更大的优势。国外互联网巨头亚马逊正在开辟自己在中国的云服务市场（EC2），而国内最大的电信运营商中国移动也推出了自己的“移动云”服务，阿里巴巴推出了“阿里云”服务以及百度的“百度云”服务等等，此外，一批新兴的创业企业也伺机在云计算市场中掘金。

3.1 移动互联网中的云服务模式

移动互联网种的云计算服务是一项复杂的系统工程，许多研究者和企业都在不断研究和改进云服务框架。

在移动互联网服务提供平台的构建中，云计算能通过前面所述的 IaaS、PaaS及 SaaS这 3种服务模式提供支撑[3，10]，如图1所示的云服务应用基本框架。首先，通过IaaS平台实现IT基础设施的按需扩展，电信运营商可利各种技术整合计算资源，并将灵活可靠的计算能力提供给上层平台和应用；然后，PaaS平台处于中间层，一方面向下根据业务能力来测算基础服务能力，通过IaaS平台提供的各种应用程序编程接口去调用硬件资源，另一方面向上提供各种业务引擎和开发接口以供开发者开发各类SaaS服务应用，并交付给最终用户使用；最后，通过SaaS服务层实现用户的简单接入（使用浏览器或客户端）、按需服务等。

图1 移动互联网中的云服务基本框架Fig.1 The basic framework of cloud services in mobile Internet

该框架连接了电信运营商、应用开发商及内容提供商，通过发挥云服务的优势，最终为用户提供优质的服务，实现移动互联网行业的价值链共赢。

3.2 基于云计算的数据挖掘助推移动互联网发展

随着互联网行业的日益繁荣，中国的整个云计算市场也将会加速发展。时下，“大数据”成为互联网领域的热点议题之一，蕴藏着巨大的价值。随着企业规模的不断扩大，企业会积累大量的数据资源，对信息资源建设的需求在不断地增加。而运营商利用云计算可以实现对海量数据的管理，把数据也变成一种服务。

通常，在系统建设时各部分是独立规划的，然而随着现有系统的日益庞大，设备复用程度低、资源浪费严重等问题也逐渐凸现出来。尤其是对于不同的服务器、数据库软件和网络设备等资源，几乎每套系统都需要重复购置且需要不断升级，使得建设周期加长。这样既增加了系统建设成本和维护成本，也加大了系统维护难度。而通过构建私有云并根据云的共享性，就可以实现跨部门的资源融合，各系统之间的边界可以被业务流联系起来，实现安全、快速的资源共享，有效解决了上述诸多不便的问题。此外，通过把数据汇总到一起，也方便进行数据挖掘，即从大数据中发掘有用的信息来辅助管理运营决策。私有云的构建对后续的系统建设也大有好处。

3.3 移动互联网商务中的个性化推荐服务

云计算技术为移动互联网用户提供了从移动终端到数据的连接通道，与此同时，运营商也应抓紧时机探索消费者的多样化服务需求，不断提升企业商务应用的灵活性、专业性和可靠性。

同传统的电子商务相比，移动计算环境能获取更多的有关用户的动态信息，如终端设备信息、位置信息等，因而移动电子商务能更好地为移动用户提供个性化实时服务。移动商务可以为不同位置的用户提供更具位置特性的服务，如商家可以向附近的人群推送广告信息，还可以通过分析顾客的购买记录推送相关服务信息等。同样，用户也能更加灵活地根据自己的需求和喜好来定制服务与信息，如用户可以选择定位地点，调整快递配送的时间，随时、随地获取所需的信息、商品或服务等。

3.4 云计算为用户提供付费云计算服务和付费租用服务

云计算通过前面所述的虚拟化、智能化和自动化的关键技术，实现了资源的动态、合理调配，进而提供能够满足用户多样化需求的服务。随着无线网络的迅速发展和云计算技术应用的不断深入，用户可以将运算量大的任务交由“云”来完成，“云”最终把结果返回到用户终端[11]。采用这种处理方式不仅可以减少平台对移动终端程序的限制，也避免对不同终端的开发，从而有利于移动互联网应用行业的市场推广。

网络运营商引入云计算后，除了满足客户对内外部应用的需求，也可为用户提供可购买的、高质量的计算能力及存储服务。云存储通常是指一个大规模的分布存储系统，它会对第三方用户公开接口，并结合自身需求来采购相应容量。云存储的应用形式众多，包括个人用户磁盘、数据中心等[12-13]。例如，用户可以通过访问网盘的电脑客户端或手持设备客户端来获取一定的云存储空间，同时运营商还可以为用户提供额外的空间扩展服务，如托管云服务等等。

此外，网络上的黑客活动和病毒传播十分频繁，这势必威胁到企业信息存储的安全性。云计算服务提供商将企业的信息数据存储在云端，为企业提供安全可靠的存储中心实现安全数据存储，让企业不再担忧信息安全问题[14-15]。

4 结束语

当下，移动互联网的发展如火如荼，已经受到电信运营商、设备提供商和互联网企业等各方的普遍关注。而移动互联网与云计算与结合，促使了移动互联网的应用类型更加丰富、应用领域更加广泛、功能更加强大，涉及到人们日常生活的方方面面。文中浅析了移动互联网的发展现状，介绍了云计算的基本思想与关键技术，列举了目前云计算在移动互联网中的诸多应用模式。当然，目前云计算尚未形成统一标准，无法实现跨平台互操作，而且存在一定的安全问题，这些因素制约着云计算平台和服务的稳定发展。但云计算技术的应用将有力的推动移动互联网产业深入发展的趋势却是不容置疑的。云计算在移动互联网中的应用，在推动移动互联网快速发展的同时，也必将会促进云计算技术自身的不断改进与完善。

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