黃彩鋒，趙建民，朱信忠，王梅

0 引言

手機云計算應用是互聯(lián)網(wǎng)云計算應用在手機平臺的延伸，隨著三網(wǎng)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(nèi)外網(wǎng)絡運營商帶來潛在的商機，還大大拓展相關產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，企業(yè)也因此加大對云計算的投入。IDC的數(shù)據(jù)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(nèi)云計算市場規(guī)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(yè)與消費者有透徹的理解。眾所周知，智能手機目前已經(jīng)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(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、分布式計算等技術的發(fā)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(huán)境下獲取數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)交換方面手機表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。手機的可攜帶性和通信性更強，可以提供24小時的網(wǎng)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(fā)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(xiàn)給用戶，從而實現(xiàn)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(tǒng)

（1）Web操作系統(tǒng)

Web OS是一個基于網(wǎng)絡和瀏覽器的虛擬操作系統(tǒng)[3]。用戶可以從任何手機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，整個操作系統(tǒng)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(tǒng)操作系統(tǒng)的資源管理，作業(yè)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(tǒng)是在一個網(wǎng)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(wǎng)絡即可訪問系統(tǒng)，并進行相應的服務操作。目前針對PC機開發(fā)的Web OS已經(jīng)很多，應用于手機的Web操作系統(tǒng)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(tǒng)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(wǎng)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡的延遲時間盡量縮短。隨著三網(wǎng)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(fā)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(yōu)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(tǒng)和流暢的網(wǎng)絡環(huán)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(xiàn)在客戶端，這樣既可以實現(xiàn)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(jīng)成為了重要的組成部分。如在基于Android操作系統(tǒng)平臺的系列智能手機上經(jīng)常出現(xiàn)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(shù)據(jù)中心平臺收集各地的天氣數(shù)據(jù)信息并進行匯總分析，同時根據(jù)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?shù)氐膶崟r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(wǎng)絡，手機離開了移動通信網(wǎng)絡就不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(wǎng)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(xù)航、移動便攜性、數(shù)據(jù)處理能力的制約、移動網(wǎng)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(tǒng)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(tǒng)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(huán)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(jù)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(wǎng)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(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)同步（備份）：手機云計算服務可以將本地重要數(shù)據(jù)（通訊錄、短信、日歷提醒、備忘錄等）通過個人賬號上傳至云計算服務器，實現(xiàn)“云”備份，在任何時候我們都可以通過PC端網(wǎng)頁瀏覽的方式訪問這些數(shù)據(jù)，也可以在手機數(shù)據(jù)丟失后利用云計算服務器將這些數(shù)據(jù)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(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，如果你進行資訊搜索時附加地理位置信息，和周邊相關的資訊會優(yōu)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(shù)據(jù)備份有一些相似之處，只不過存儲的對象和存儲對象的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)容量方面根據(jù)服務提供方的要求可大可小。目前該類大多數(shù)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(nèi)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(shù)據(jù)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(nèi)容，服務器會在線實時將內(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(fā)展趨勢

移動互聯(lián)網(wǎng)的今天已經(jīng)讓手機成為了數(shù)碼行業(yè)的主角。日漸增加的手機功能已經(jīng)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(fā)展，三網(wǎng)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(wǎng)絡以及服務器技術的發(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)將又會有一個新的提高。云計算的加入將會改變現(xiàn)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(jīng)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(wǎng)融合的積極推進，正日新月異地發(fā)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(fā)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(yè)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(tǒng)實例與研究現(xiàn)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)