基于移動(dòng)寬帶技術(shù)發(fā)展的云計(jì)算系統(tǒng)淺析

解偉 申慧 宋治飛

【摘要】隨著通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是4G等新的通信技術(shù)的出現(xiàn)，用戶終端的訪問(wèn)機(jī)制也相應(yīng)的發(fā)生改變。本文對(duì)傳統(tǒng)的通信模式進(jìn)行了分析，同時(shí)描述了云計(jì)算技術(shù)在高速移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】4G；通信終端；云計(jì)算

1、4G技術(shù)與傳統(tǒng)的通信模式

近年來(lái)，通信技術(shù)發(fā)展迅速，給使用者帶來(lái)很多前所未有的全新體驗(yàn)。隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)和多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，新的無(wú)線寬帶技術(shù)——第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）應(yīng)運(yùn)而生。

為了充分利用4G通信帶來(lái)的先進(jìn)服務(wù)，人們還必須借助各種各樣的4G終端來(lái)實(shí)現(xiàn)，許多通信營(yíng)運(yùn)商已經(jīng)看到了未來(lái)通信的巨大市場(chǎng)潛力，開(kāi)始把眼光瞄準(zhǔn)到4G通信終端產(chǎn)品及它們承載的無(wú)線新應(yīng)用業(yè)務(wù)上。例如，具有無(wú)線高速分組通信功能的小型終端、筆記本或掌上便攜式電腦、配備攝像機(jī)的手機(jī)以及影像發(fā)送服務(wù)的終端，或者是與計(jì)算機(jī)相匹配的卡式數(shù)據(jù)通信專用終端。裝配這些通信終端產(chǎn)品和相應(yīng)的應(yīng)用程序（APP）后，手機(jī)用戶就可以隨心所欲的漫游，隨時(shí)隨地的溝通，人們可以享受各類高品質(zhì)的通信服務(wù)。

基于上述無(wú)線應(yīng)用業(yè)務(wù)，用戶的通信需求主要由應(yīng)用服務(wù)器、用戶終端、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)軟件組成的系統(tǒng)承載，如圖1所示。

其中，運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器和用戶終端（客戶端），起到承上啟下、承載各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信令傳輸?shù)淖饔谩５捎谶\(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)發(fā)展落后于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的服務(wù)器—客戶端系統(tǒng)中造成傳輸瓶頸。因此，在傳統(tǒng)服務(wù)器—客戶端系統(tǒng)中，為了減輕應(yīng)用服務(wù)處理器的負(fù)荷，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)商將在用戶終端安裝相關(guān)客戶端應(yīng)用程序輔助程序，來(lái)處理、分擔(dān)運(yùn)算工作量，以減小服務(wù)器和客戶端之間的交互次數(shù)，這將占用用戶終端商多余的處理器和存儲(chǔ)資源。另外，應(yīng)用軟件商為了解用戶行為而進(jìn)行大數(shù)據(jù)商業(yè)分析，會(huì)實(shí)時(shí)收集用戶的相關(guān)信息，服務(wù)器端和客戶終端又會(huì)發(fā)生頻繁的小包信息交互，占用本已緊張的用戶端處理器資源。與此同時(shí)，大量后臺(tái)應(yīng)用程序運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致終端（如：手機(jī)、便攜式電腦）等設(shè)備的電池帶載能力下降，進(jìn)而影響用戶使用。最后，由于系統(tǒng)維護(hù)的需要，在服務(wù)器端和客戶端均需要對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行升級(jí)，頻繁的升級(jí)操作也不便于用戶使用。因此，采用傳統(tǒng)服務(wù)器—客戶端系統(tǒng)（如圖2所示），將導(dǎo)致客戶端處理和存儲(chǔ)資源受限、服務(wù)器與客戶端交互頻繁，進(jìn)而造成用戶使用感知的下降。

解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵是解決運(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸、引入4G網(wǎng)絡(luò)、提升服務(wù)器和用戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸速率、解決相關(guān)瓶頸，這樣就可以極大提升和改善服務(wù)器與客戶端之間的通信，調(diào)整服務(wù)器與客戶端的運(yùn)行方式，減少客戶端對(duì)處理器、存儲(chǔ)資源的依賴，進(jìn)而提升用戶感知。云計(jì)算技術(shù)正是基于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而演變的新型服務(wù)器——客戶端系統(tǒng)。

2、云計(jì)算技術(shù)與新的通信模式

云計(jì)算技術(shù)（cloud computing）是分布式計(jì)算處理技術(shù)的一種，是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將龐大的處理器程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)能提供的服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他廣泛的應(yīng)用服務(wù)。最簡(jiǎn)單的云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中已經(jīng)隨處可見(jiàn)，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡(luò)信箱、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)等，使用者只要輸入簡(jiǎn)單云計(jì)算指令即能調(diào)用海量的處理器資源，得到大量信息。

基于移動(dòng)寬帶技術(shù)的云計(jì)算系統(tǒng)通信模式與傳統(tǒng)的服務(wù)器——客戶端模式不同。在服務(wù)器和客戶端之間消除了傳輸帶寬瓶頸，它可以把主要服務(wù)器、存儲(chǔ)資源及相應(yīng)應(yīng)用程序放在云端，而這些所謂云端的各類資源往往是物理分散的，只是邏輯上可以看作一個(gè)集群系統(tǒng)。在用戶終端中只安裝功能相對(duì)弱化的客戶端軟件，弱化了處理器資源和存儲(chǔ)資源的需求，其功能主要是完成對(duì)云端相關(guān)應(yīng)用程序的訪問(wèn)。特別是在處于經(jīng)常移動(dòng)狀態(tài)下的無(wú)線用戶終端設(shè)備，用戶使用效率和感知將大大提升。

其通信模式如圖3所示。

3、總結(jié)

基于移動(dòng)寬帶，特別是4G技術(shù)的云計(jì)算應(yīng)用，極大的促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)的融合，加快了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通信運(yùn)營(yíng)商擁有大量的用戶、包括4G在內(nèi)豐富的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，眾多大型數(shù)據(jù)處理中心，具備拓展“云業(yè)務(wù)”的天然優(yōu)勢(shì)。而互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)者也可以借助通信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)方便、靈活、快捷的部署和提供各種應(yīng)用業(yè)務(wù)，發(fā)展前景良好。例如，未來(lái)的便攜式移動(dòng)用戶終端如手機(jī)、便攜式電腦等全面普及，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算技術(shù)的引入，可以進(jìn)一步提升服務(wù)的效率：云計(jì)算為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供強(qiáng)大的計(jì)算能力和海量的存儲(chǔ)資源，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決了傳輸瓶頸，可便捷的疊加各種應(yīng)用程序軟件，實(shí)現(xiàn)豐富的功能，例如蘋(píng)果、谷歌等；可以根據(jù)企業(yè)用戶需求，開(kāi)發(fā)各種基于移動(dòng)云計(jì)算的商業(yè)應(yīng)用，如移動(dòng)辦公、移動(dòng)政務(wù)、移動(dòng)圖書(shū)館、移動(dòng)資料庫(kù)、立拍立傳、實(shí)時(shí)同步直播高清視屏等；可以客戶端的使用習(xí)慣實(shí)時(shí)的進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析提供商業(yè)發(fā)展決策等。

由于云計(jì)算是基于分散系統(tǒng)的，降低了服務(wù)器集群電能消耗，同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)將絕大多數(shù)的運(yùn)算和存儲(chǔ)功能放在云端，也減少了用戶終端的電能消耗，真正實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能。

參考文獻(xiàn)

[1]通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).移動(dòng)環(huán)境下云安全技術(shù)研究[R]

[2]宇淺談.計(jì)算技術(shù)在客服系統(tǒng)中的應(yīng)用[A].2011全國(guó)無(wú)線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C].2011年

[3]趙志雄.基于云計(jì)算的電信通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)系分析技術(shù)研究與應(yīng)用[D].北京郵電大學(xué)，2012年