鐘偉彬，周梁月，潘軍彪，文錦軍

（中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

1 引言

“云計(jì)算”（cloud computing）是分布式處理（distributed computing）、并行處理（parallel computing）和網(wǎng)格計(jì)算（grid computing）的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。許多跨國(guó)信息技術(shù)行業(yè)的公司如IBM、Yahoo和Google等正在使用云計(jì)算的概念兜售自己的產(chǎn)品和服務(wù)。

云計(jì)算是一種新的計(jì)算理念，一種新的資源交付方式，一種新的商業(yè)模式。在計(jì)算理念上，將計(jì)算通過(guò)Internet交給云平臺(tái)來(lái)處理；在資源交付上，將IT資源、系統(tǒng)資源和應(yīng)用等整合為服務(wù)提供給用戶；在商業(yè)模式上，實(shí)現(xiàn)了資源的按需定制、按量付費(fèi)。

云計(jì)算具有以下技術(shù)特點(diǎn)。

· 超大規(guī)模?！霸啤本哂邢喈?dāng)?shù)囊?guī)模，Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，企業(yè)私有“云”一般擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器。“云”能賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。

· 虛擬化。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”，而不是固定的、有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，用戶無(wú)需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。

· 高可靠性。“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。

· 通用性。云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。

· 高可擴(kuò)展性?！霸啤钡囊?guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長(zhǎng)的需要。

· 按需服務(wù)?！霸啤笔且粋€(gè)龐大的資源池，可以按需購(gòu)買；“云”可以像自來(lái)水、電、煤氣那樣計(jì)費(fèi)。

· 極其廉價(jià)?！霸啤钡奶厥馊蒎e(cuò)措施允許采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)成“云”，“云”的自動(dòng)化集中式管理使大量企業(yè)無(wú)需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬(wàn)美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。

云計(jì)算是當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)最熱門的詞語(yǔ)，也是最具前景的技術(shù)之一，而云計(jì)算應(yīng)用必須通過(guò)終端設(shè)備才能完美地呈現(xiàn)給用戶，云終端必須符合云計(jì)算的要求，并隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。

2 主流云計(jì)算技術(shù)以及相應(yīng)的云終端

當(dāng)前各大云計(jì)算廠商采用各自的方案實(shí)現(xiàn)云計(jì)算，下面簡(jiǎn)單介紹主流的云計(jì)算服務(wù)實(shí)現(xiàn)方案。

（1）Google云計(jì)算方案

Google的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)由4個(gè)相互獨(dú)立又緊密結(jié)合在一起的系統(tǒng)組成，這4個(gè)系統(tǒng)分別為建立在集群之上的文件系統(tǒng)(Google file system)、針對(duì)Google應(yīng)用程序的特點(diǎn)提出的Map/Reduce分布式計(jì)算系統(tǒng)、分布式鎖服務(wù)系統(tǒng)（Chubby）以及大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（BigTable）。Google的云可以看成利用虛擬化實(shí)現(xiàn)的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)（硬件架構(gòu)），加上基于云的文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)以及相應(yīng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用環(huán)境，用戶通過(guò)瀏覽器就可以使用分布在云上的Google DOCS等應(yīng)用。

（2）Amazon 云計(jì)算方案

Amazon云計(jì)算方案稱為 AWS（Amazon Web service）。AWS是一組服務(wù)，它們?cè)试S通過(guò)程序訪問(wèn)Amazon的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。這些服務(wù)包括存儲(chǔ)、計(jì)算、消息傳遞和數(shù)據(jù)集，具體見(jiàn)表1。

AWS提供基于云的基礎(chǔ)架構(gòu)，并提供基于SOAP的Web Service接口，在這之上建立基于云的Web 2.0服務(wù)，用戶只需瀏覽器就可以使用這些服務(wù)。

表1 AWS所包含的服務(wù)

（3）開(kāi)源云計(jì)算方案

開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)Hadoop是由Apache軟件基金會(huì)研發(fā)的開(kāi)放源碼并行運(yùn)算編程工具和分布式文件系統(tǒng)，與MapReduce和Google文件系統(tǒng)類似，是用于在大型集群的廉價(jià)硬件設(shè)備上運(yùn)行應(yīng)用程序的框架，提供高效、高容錯(cuò)性、穩(wěn)定的分布式運(yùn)行接口和存儲(chǔ)?；贖adoop的云計(jì)算環(huán)境，能提供云計(jì)算能力和云存儲(chǔ)能力的在線服務(wù)，最終用戶可以通過(guò)瀏覽器使用這些服務(wù)。

（4）微軟云計(jì)算方案

微軟云計(jì)算方案Windows Azure是構(gòu)建在微軟數(shù)據(jù)中心內(nèi)提供云計(jì)算的一個(gè)應(yīng)用程序平臺(tái)，包含云操作系統(tǒng)、基于Web的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（SQL Azure）和基于.NET的開(kāi)發(fā)環(huán)境（與Visual Studio集成，讓開(kāi)發(fā)人員得以使用其集成開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)與部署要掛載在Azure上的應(yīng)用程序）?；赪indows Azure的云存儲(chǔ)和Web Service接口建立的在線服務(wù)，對(duì)于最終用戶來(lái)說(shuō)是桌面軟件的形態(tài)，使用的終端主要是PC、筆記本平臺(tái)，仍舊要依賴微軟的操作系統(tǒng)，軟件的計(jì)算仍舊依賴終端的處理能力。因此微軟倡導(dǎo)的云計(jì)算是云+端計(jì)算，終端是由操作系統(tǒng)加上桌面軟件的方式，這也是因?yàn)槲④浤壳叭圆荒芊艞壸烂娌僮飨到y(tǒng)。

（5）基于應(yīng)用虛擬化的云計(jì)算方案

應(yīng)用虛擬化云計(jì)算是一種新興的云計(jì)算技術(shù)。在應(yīng)用虛擬化架構(gòu)中，表示層做成應(yīng)用虛擬化引擎，該引擎可以放在整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用層之間，隔絕重要應(yīng)用，這是應(yīng)用虛擬化技術(shù)的核心思想所在。如圖1所示，應(yīng)用虛擬化在后端服務(wù)與終端之間增加一層虛擬層，應(yīng)用實(shí)際上運(yùn)行在虛擬層，而將應(yīng)用運(yùn)行的屏幕界面推送到終端上顯示，即“應(yīng)用交付”的概念。

應(yīng)用虛擬化技術(shù)使得用戶可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)程序（這些程序稱為虛擬化程序），就好像它們?cè)谧罱K用戶的本地計(jì)算機(jī)上運(yùn)行一樣。虛擬化程序與客戶端的桌面集成在一起，而不是在服務(wù)器的桌面中向用戶顯示。虛擬化程序在自己的可調(diào)整大小的窗口中運(yùn)行，可以在多個(gè)顯示器之間拖動(dòng)，并且在任務(wù)欄中有自己的條目。用戶可以在同一個(gè)服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)虛擬化程序，虛擬化程序?qū)⒐蚕硗粋€(gè)遠(yuǎn)程會(huì)話。

通過(guò)應(yīng)用虛擬化技術(shù)，原來(lái)在企業(yè)客戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序，用虛擬化服務(wù)器（云側(cè)）代替，而運(yùn)行時(shí)的屏幕顯示將傳送給遠(yuǎn)程的終端，這種方式可以帶來(lái)以下好處。

·原有的應(yīng)用和新部署的應(yīng)用都可以通過(guò)云側(cè)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和應(yīng)用的集中管控，終端本身不需要安裝任何客戶端，從而大大地降低對(duì)終端的維護(hù)要求，維護(hù)量趨于零。

·由于數(shù)據(jù)交互限制在高速、安全的云端，對(duì)于突發(fā)性的峰值數(shù)據(jù)傳輸也限制在高速內(nèi)網(wǎng)中解決，終端與云端傳輸?shù)钠聊蛔兓瘎t是穩(wěn)定且經(jīng)過(guò)壓縮的，因此終端與應(yīng)用虛擬化服務(wù)器之間的帶寬要求低，這就使通過(guò)空中鏈路穩(wěn)定地使用企業(yè)IT業(yè)務(wù)成為了可能。如此的安全性和低帶寬要求，使基于應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以滿足企業(yè)對(duì)安全性和移動(dòng)化的要求，用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)空中鏈路安全、穩(wěn)定、快捷地使用業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

·使用應(yīng)用虛擬化技術(shù)，終端的角色就是一個(gè)圖像接收器，對(duì)終端的性能要求不高，只要為各種終端實(shí)現(xiàn)同樣的接收顯示功能，那么各種各樣的應(yīng)用都可以通過(guò)這種方式讓各種終端都可以使用，從而不再需要進(jìn)行終端適配開(kāi)發(fā)的工作。

·由于應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以將傳統(tǒng)的、海量的已經(jīng)被用戶接受的傳統(tǒng)應(yīng)用發(fā)布給用戶，不需要對(duì)傳統(tǒng)軟件進(jìn)行改造就可以直接使用，而且不需要使用類似Google的技術(shù)進(jìn)行新的軟件開(kāi)發(fā)，軟件產(chǎn)業(yè)鏈完善可繼承，因此應(yīng)用前景很廣闊。

基于應(yīng)用虛擬化的云計(jì)算技術(shù)，能按需提供服務(wù)，運(yùn)行、存儲(chǔ)都在云端，可以通過(guò)應(yīng)用虛擬化實(shí)現(xiàn)SaaS云平臺(tái)——提供SaaS服務(wù)的云平臺(tái)，海量的已經(jīng)被用戶接受的傳統(tǒng)應(yīng)用可以簡(jiǎn)單SaaS化。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，應(yīng)用虛擬化技術(shù)已逐漸成熟，在2009年Amazon EC2已經(jīng)與應(yīng)用虛擬化產(chǎn)品的主要廠商Citrix合作推出商用云平臺(tái)Citrix C3 Lab。

由于對(duì)終端的計(jì)算能力要求很低，用戶可以使用上網(wǎng)本甚至手機(jī)，按使用傳統(tǒng)軟件的方式使用基于云的服務(wù)。

3 云終端現(xiàn)狀

如上所述，微軟倡導(dǎo)的云計(jì)算是云+端計(jì)算，終端是由操作系統(tǒng)加上桌面軟件的方式，軟件的計(jì)算仍舊依賴終端的處理能力。而其他云計(jì)算技術(shù)，運(yùn)行、計(jì)算、存儲(chǔ)都在云端，充分利用服務(wù)器資源，對(duì)于終端性能要求很低，可以說(shuō)是“超瘦”終端，只需一臺(tái)能上網(wǎng)的設(shè)備，用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就能實(shí)現(xiàn)處理文檔、存儲(chǔ)資料，因此在這里我們把能使用云應(yīng)用的設(shè)備都叫云終端，而不局限于僅能運(yùn)行云應(yīng)用的終端。

根據(jù)各種云計(jì)算技術(shù)的定位以及相關(guān)商用產(chǎn)品已發(fā)布的白皮書，結(jié)合實(shí)際測(cè)試結(jié)果，各種云計(jì)算相應(yīng)的云終端見(jiàn)表2。

表2 云終端分類

PC、筆記本的技術(shù)成熟，性能較高，目前在上述兩類云計(jì)算應(yīng)用中廣泛使用，表3對(duì)除了PC、筆記本外支持“純?cè)啤痹朴?jì)算應(yīng)用的終端的現(xiàn)狀以及在應(yīng)用上存在的問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。

對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的屏幕尺寸，目前行業(yè)內(nèi)沒(méi)有一致的分類標(biāo)準(zhǔn)。通常，智能手機(jī)的屏幕尺寸為2～4″，MID的屏幕尺寸為 4～6″，UMPC/平板電腦的屏幕尺寸為 7～8″，上網(wǎng)本的屏幕尺寸為9～10″。

4 云終端發(fā)展趨勢(shì)

微軟等廠商提出的云“端”計(jì)算（云+端類型），對(duì)終端是有計(jì)算能力要求的，應(yīng)用軟件在終端上運(yùn)行，軟件需要的計(jì)算資源越高，對(duì)終端的要求就越高。在存儲(chǔ)方面，可以存儲(chǔ)在本地，然后同步到網(wǎng)絡(luò)上。因此，這類終端的發(fā)展應(yīng)該朝著當(dāng)前PC的發(fā)展方向走，仍舊是處理能力、存儲(chǔ)能力、3D顯示能力各方面都會(huì)繼續(xù)發(fā)展，并且隨著操作系統(tǒng)和軟件的升級(jí)不斷提高。當(dāng)然，由于云平臺(tái)的存在，軟件同樣可以免安裝，在這種情況下，這類云終端也可以朝著便攜性方向發(fā)展，類似筆記本。面向的客戶群更多的是個(gè)人客戶和需要進(jìn)行大量圖形處理和占用計(jì)算資源大的企業(yè)客戶?？梢杂眠@種終端看電影、玩游戲、辦公。

對(duì)于“純?cè)啤痹朴?jì)算類型，它對(duì)終端的基本要求就是有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接和基本的計(jì)算能力，必須適應(yīng)不同用戶群和云計(jì)算發(fā)展的要求，以下按不同客戶群對(duì)相應(yīng)的云終端的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

（1）企業(yè)用戶

適應(yīng)綠色I(xiàn)T與節(jié)能降耗，降低成本，差旅對(duì)便攜性的要求。網(wǎng)絡(luò)終端機(jī)可以適應(yīng)大部分使用常規(guī)應(yīng)用的企業(yè)，為了適應(yīng)企業(yè)員工差旅的要求，仍需往提高便攜性方向發(fā)展，解決使用上的局限性問(wèn)題。

（2）個(gè)人用戶

上網(wǎng)本、UMPC、MID等目前存在續(xù)航能力差、便攜性不足的問(wèn)題，因此未來(lái)應(yīng)該朝著便攜以及方便易用的UI人機(jī)界面方面發(fā)展。其中便攜性涵蓋了節(jié)電、優(yōu)化電源管理、快速啟動(dòng)、支持3G網(wǎng)絡(luò)、小尺寸、免升級(jí)、免維護(hù)、高度的安全可靠性。

智能手機(jī)存在屏幕小、輸入不便的問(wèn)題，需要往稍大屏幕、外接屏幕、創(chuàng)新輸入模式的方向發(fā)展。便攜的折疊式屏幕、眼鏡式屏幕等新型產(chǎn)品陸續(xù)面世，通過(guò)手勢(shì)、視覺(jué)輸入的創(chuàng)意也不斷涌現(xiàn)，解決了這兩個(gè)問(wèn)題，智能手機(jī)在云技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用也就沒(méi)有太大的障礙了。

考慮到個(gè)人用戶的應(yīng)用場(chǎng)景，這種設(shè)備還應(yīng)該滿足用戶在音樂(lè)、視頻等方面的需求。終端設(shè)備自帶屏幕只需支持半高清視頻，但外接到大屏幕顯示器和電視時(shí)，應(yīng)該能夠支持全高清視頻的播放。當(dāng)外接到大屏幕顯示器時(shí)，用戶應(yīng)該可以通過(guò)外接輸入設(shè)備（如無(wú)線鍵鼠）使用包括云計(jì)算應(yīng)用軟件和其他終端自帶的功能（如視頻、聲音播放等）。

（3）家庭客戶

離子平臺(tái)作為小尺寸的固定終端，應(yīng)具備一定的處理能力，能播放高清電影，具備3D處理芯片和寬帶上網(wǎng)功能。通過(guò)這樣的終端，用戶可以看電視、看網(wǎng)絡(luò)電影、玩游戲，也可以使用云平臺(tái)上的軟件進(jìn)行移動(dòng)辦公。離子平臺(tái)目前仍存在的對(duì)操作系統(tǒng)的維護(hù)要求和安全風(fēng)險(xiǎn)，考慮到家庭客戶的應(yīng)用場(chǎng)景，需要固化操作系統(tǒng)并家電化。

表3 支持“純?cè)啤痹朴?jì)算應(yīng)用的終端的現(xiàn)狀

5 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算是未來(lái)的趨勢(shì)，最終把云計(jì)算帶給用戶的是終端，因此云終端必須能夠適應(yīng)和滿足云計(jì)算的要求和用戶不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求。云計(jì)算帶來(lái)了4C融合，即計(jì)算、通信、消費(fèi)電子、內(nèi)容之間的融合；4C的融合也帶動(dòng)了終端之間的融合，也意味著各種便攜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、家電之間的界限越來(lái)越模糊?？梢韵胂螅謾C(jī)發(fā)展到一定程度，既可以通話、上網(wǎng)、控制家電，當(dāng)外接屏幕和輸入設(shè)備時(shí)，用戶就可以擁有一臺(tái)高清播放設(shè)備、辦公電腦，而且內(nèi)容方面可以和所有的終端共享。具有強(qiáng)大的便攜性、移動(dòng)性和娛樂(lè)性并能夠利用云計(jì)算進(jìn)行辦公的云終端產(chǎn)品將會(huì)成為市場(chǎng)的主流。