孫瑤瑤
(華北水利水電大學(xué)信息工程學(xué)院,河南鄭州 450011)
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是結(jié)合移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的一種新的網(wǎng)絡(luò)模式,其是以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng),是以網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)融合的方式作為經(jīng)營(yíng)模式。移動(dòng)終端的逐步增長(zhǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化和移動(dòng)應(yīng)用的不斷豐富推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展。自2000年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生,其成為發(fā)展最快、前景最誘人的業(yè)務(wù)之一。
一方面 Android,IOS,Windows Phone已幾乎完全占領(lǐng)了智能手機(jī)的市場(chǎng),另一方面3G、4G、LET等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和WiFi覆蓋技術(shù)的成熟,使得移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)從2011年的爆發(fā)增長(zhǎng)期趨于穩(wěn)步發(fā)展階段。2013年12月4日,我國(guó)工業(yè)和信息化部正式向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信頒發(fā)了TD-LTE制式的4G牌照,此舉意味著中國(guó)正式進(jìn)入4G時(shí)代。
文獻(xiàn)[1]通過(guò)對(duì)3G和4G網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比,指出4G網(wǎng)絡(luò)采用的多媒體及娛樂(lè)交付拓?fù)?、OFDM技術(shù)和單一的蜂窩核心網(wǎng)通信格局,使得4G系統(tǒng)下信道的最高速率將達(dá)100 Mbit·s-1,這個(gè)速度已幾乎可以滿足所有無(wú)線網(wǎng)用戶的需求。文獻(xiàn)[2]給出了4G環(huán)境下移動(dòng)旅游電子商務(wù)平臺(tái)的總體框架,指出4G網(wǎng)絡(luò)在旅游業(yè)中的應(yīng)用前景。文獻(xiàn)[3]給出移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、終端廠商三大力量主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)鏈,并以此為基礎(chǔ)研究了我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶習(xí)慣。從文獻(xiàn)[4~5]描述的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的前景不難看出,其發(fā)展與探索空間仍然很大??v觀移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,其發(fā)展歷程如圖1所示。
圖1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度之快是任何預(yù)測(cè)家未曾預(yù)料到的,所以可以預(yù)測(cè)其會(huì)繼續(xù)創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)神話[6]。目前騰訊的微信、新浪的微博、網(wǎng)易的易信等各種APP應(yīng)用軟件已經(jīng)成為社會(huì)公眾的主要社交工具,隨著越來(lái)越多的人使用APP應(yīng)用,服務(wù)提供商需要處理的用戶數(shù)據(jù)將海量增長(zhǎng),如何平衡負(fù)載又保證好的用戶體驗(yàn)是提供商亟待解決的問(wèn)題。云計(jì)算的出現(xiàn)使這些問(wèn)題迎刃而解,服務(wù)提供商將復(fù)雜的計(jì)算與數(shù)據(jù)處理交給具有自動(dòng)平衡負(fù)載和超級(jí)計(jì)算能力的云系統(tǒng)處理,僅將計(jì)算結(jié)果和最終的服務(wù)展現(xiàn)給用戶,如此帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)??梢?jiàn)移動(dòng)云計(jì)算是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大趨所向。
2006年Google的首席執(zhí)行官Eric Emerson Schmidt在搜索引擎大會(huì)上提出了云計(jì)算概念。2008年3月,IBM與無(wú)錫市共建了中國(guó)第一個(gè)云計(jì)算中心,在2009年,Google、IBM、Amazon和Microsoft等世界IT巨頭都建立了自己云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)。如IBM的“藍(lán)云計(jì)劃”,亞馬遜的AWS(AmazonWeb Services),微軟的Windows Azure等。我國(guó)《國(guó)家十二五規(guī)劃綱要》和《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》把云計(jì)算列為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)。這對(duì)云計(jì)算發(fā)展都給予了極大地肯定和推動(dòng)力。
云計(jì)算[7]被稱為IT界的“第三次革命”,其已成為業(yè)界的研究重點(diǎn),并逐漸滲透到人們的生活中。雖目前對(duì)云計(jì)算并未有統(tǒng)一的定義,可將其通俗的理解為:云是將大量的計(jì)算資源通過(guò)虛擬化技術(shù)形成的一個(gè)龐大的虛擬資源池,云計(jì)算就是基于云的計(jì)算模式,其最大的計(jì)算特點(diǎn)是將計(jì)算過(guò)程從用戶終端轉(zhuǎn)移到云端。用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接以按需租用的方式從云端獲取自己所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、科學(xué)計(jì)算及數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)。用戶不需要有較高的專業(yè)水平,也不需要對(duì)云設(shè)備直接操作,只需通過(guò)客戶端直接使用服務(wù)即可。
圖2 云計(jì)算特點(diǎn)
雖不同的云服務(wù)提供商有各自獨(dú)特的技術(shù)方案,但其中最基本的技術(shù)可歸納為:
(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來(lái)保證高可用性和經(jīng)濟(jì)性,即將數(shù)據(jù)存放于不同的服務(wù)結(jié)點(diǎn),同時(shí)采用冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性,即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。另外,云計(jì)算系統(tǒng)在同一時(shí)刻有并發(fā)的大量用戶請(qǐng)求,因此高吞吐率和高傳輸率是云計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)必須具有的特性。目前云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)主要有谷歌的GFS(Goog le File Sy stem)[8]和 Hadoop 團(tuán)隊(duì) 的 HDFS(Hadoop Distributed File System)[9-10],大部分 IT 廠商,例如雅虎、英特爾采用HDFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。
(2)虛擬化技術(shù)。虛擬化技術(shù)具有調(diào)配計(jì)算資源的能力,通過(guò)虛擬化技術(shù)可以使得物理資源和虛擬資源動(dòng)態(tài)使用,集中管理,從而提高系統(tǒng)的靈活性、伸縮性和擴(kuò)展性。云計(jì)算環(huán)境下,將大量的計(jì)算資源虛擬化為一個(gè)資源池,該資源池動(dòng)態(tài)地為用戶提供所需資源。使得用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的方式獲取所需資源。目前流行的虛擬化技術(shù)主要有Hypervisor,Vm-Ware ESX,Citrix XenServe等。
根究移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的特點(diǎn)可看出,移動(dòng)云計(jì)算模式是必然趨勢(shì)。首先,云計(jì)算具有強(qiáng)大的計(jì)算能力,最終仍需借助各種終端向用戶顯示計(jì)算結(jié)果或提供服務(wù)。移動(dòng)終端本身的便攜性和移動(dòng)性使其成為當(dāng)今流行的終端設(shè)備,然而硬件資源有限成為其發(fā)展的瓶頸,云計(jì)算無(wú)限的計(jì)算和存儲(chǔ)能力與移動(dòng)終端資源的有限性互補(bǔ)。其次,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化與改進(jìn)和HTML5標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展,云計(jì)算在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用具有較大的空間。移動(dòng)云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)如圖3所示。
圖3 移動(dòng)云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)
目前我國(guó)移動(dòng)云計(jì)算的研究仍處于初步階段,文獻(xiàn)[11~12]結(jié)合移動(dòng)云計(jì)算的特點(diǎn)闡述了移動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用于數(shù)字圖書館的優(yōu)勢(shì),為構(gòu)建移動(dòng)云圖書館提供理論參考。文獻(xiàn)[13]提出了一種MaaS的移動(dòng)云圖書館服務(wù)模式,進(jìn)一步證明云圖書館的可行性與便利性。文獻(xiàn)[14]基于移動(dòng)云計(jì)算和智能終端,提出了校園云架構(gòu)的教學(xué)資源庫(kù),該架構(gòu)可提高資源庫(kù)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,并降低系統(tǒng)構(gòu)建的成本。文獻(xiàn)[15]基于Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一套餐飲服務(wù)系統(tǒng),該系統(tǒng)用戶登錄后可開(kāi)桌、點(diǎn)餐、下單、結(jié)算等,實(shí)踐性很強(qiáng)。文獻(xiàn)[16]建立了用戶興趣模型庫(kù),基于Android平臺(tái)提出了一個(gè)初步的個(gè)性化服務(wù)推薦模型,該模型對(duì)于提高移動(dòng)電子商務(wù)服務(wù)質(zhì)量具有良好的支撐。雖以上的研究仍處于理論階段,但為日后各系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了參考。
綜合以上的應(yīng)用研究可看出,移動(dòng)云計(jì)算具有以下特點(diǎn):(1)低成本。移動(dòng)云計(jì)算將計(jì)算與存儲(chǔ)交給云端處理,客戶端只需通過(guò)瀏覽器獲取服務(wù),這對(duì)終端性能要求很低。同時(shí),云計(jì)算采用按需付費(fèi)的消費(fèi)模式,用戶只需要支付自己實(shí)際使用資源的費(fèi)用即可,大幅降低了用戶成本支出。(2)智能均衡負(fù)載。移動(dòng)云計(jì)算中硬件的核心支撐技術(shù)即為負(fù)載均衡技術(shù),該技術(shù)將重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上進(jìn)行并行處理,并將匯總結(jié)果返回給用戶,如此整個(gè)系統(tǒng)的處理能力大幅度提高。另外,智能均衡負(fù)載可以檢測(cè)出流量數(shù)據(jù)包中的任何威脅信息[17],從而提供有效的安全策略。
(3)無(wú)限存儲(chǔ)能力。移動(dòng)終端的存儲(chǔ)空間非常有限,用戶通過(guò)移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)將終端的照片、通訊錄、短信等傳到云端,可大幅減少終端的存儲(chǔ)壓力并讓用戶感覺(jué)終端具有無(wú)限存儲(chǔ)空間。
(4)靈活性。用戶所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,僅需一臺(tái)終端和網(wǎng)絡(luò)便可隨時(shí)隨地對(duì)所需資料進(jìn)行查看、修改等。
(5)認(rèn)證方式多樣化。移動(dòng)終端的通信功能容易實(shí)現(xiàn)通過(guò)SIM卡信息綁定認(rèn)證、短信認(rèn)證等認(rèn)證方式,這些認(rèn)證方式更簡(jiǎn)單、方便且提高了數(shù)據(jù)的安全性。
隨著4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和云計(jì)算應(yīng)用模式的引入,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代,在給人們帶來(lái)便利的同時(shí),也面臨許多新的問(wèn)題,其中最受關(guān)注的安全問(wèn)題也迎來(lái)新的挑戰(zhàn)。
移動(dòng)云計(jì)算3要素:云端、移動(dòng)終端和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。主要安全問(wèn)題有:
(1)云端安全。首先云計(jì)算模式下數(shù)據(jù)的所有權(quán)和管理權(quán)具有隔離性。用戶將自己的數(shù)據(jù)委托給云計(jì)算服務(wù)商,服務(wù)商具有最高權(quán)限,而云服務(wù)商沒(méi)有充足的理由說(shuō)服用戶相信其數(shù)據(jù)被正確地使用,如數(shù)據(jù)是否被篡改,是否被云服務(wù)商泄露給其競(jìng)爭(zhēng)者等,用戶對(duì)數(shù)據(jù)安全的擔(dān)憂成為其發(fā)展的重要障礙。其次,在云計(jì)算平臺(tái)中,資源以虛擬化、多用戶租用的模式提供給用戶,這些虛擬資源根據(jù)實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需來(lái)綁定物理資源,也就意味著同一時(shí)刻可能有多個(gè)用戶訪問(wèn)相同的物理資源,一旦云計(jì)算中的虛擬化軟件存在安全漏洞,用戶的數(shù)據(jù)就可能被非法用戶訪問(wèn)。
(2)移動(dòng)終端安全。智能終端的出現(xiàn)帶來(lái)了潛在的威脅,如通過(guò)操作系統(tǒng)的漏洞竊取用戶隱私信息,利用病毒和惡意代碼進(jìn)行系統(tǒng)破壞等,另一方面,瀏覽器普遍成為云服務(wù)應(yīng)用的客戶端,目前互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器毫無(wú)例外地存在軟件漏洞,這些軟件漏洞加大了終端被攻擊和侵犯的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,由于其是一種發(fā)散性網(wǎng)絡(luò),所以天生具有不安全性。移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境下,數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線信道傳輸,這種傳播方式增加了數(shù)據(jù)被截取或非法篡改的可能性。一方面非法用戶可能以假冒身份進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)行破壞;另一方面合法用戶在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后,也可能訪問(wèn)其權(quán)限之外的各種互聯(lián)網(wǎng)資源。
移動(dòng)云計(jì)算發(fā)展面臨的問(wèn)題及解決方案如表1所示。
表1 移動(dòng)云計(jì)算發(fā)展面臨的問(wèn)題及解決方案
采用混合云模式可以避免了核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存放在服務(wù)商手中,又可享用公有云的經(jīng)濟(jì)性和方便性,將成為日后的主流模式;使用加密存儲(chǔ)、虛擬局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)中間件、數(shù)據(jù)隔離技術(shù)可有效防止非法訪問(wèn)并提高數(shù)據(jù)可靠性;采用SIM綁定與短信確認(rèn)多重認(rèn)證方式結(jié)合的形式確保用戶身份的合法性。三方密鑰交換(3PAKE)協(xié)議可以有效抵制各種攻擊,改進(jìn)的3PAKE在移動(dòng)云計(jì)算領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用場(chǎng)景;保障云計(jì)算安全僅依靠云計(jì)算服務(wù)商和用戶是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,需要盡快成立高效可靠的第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)來(lái)協(xié)調(diào)指引;提高云服務(wù)的質(zhì)量和用戶安全意識(shí),提供良好的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是促進(jìn)移動(dòng)云計(jì)算發(fā)展的不可或缺的動(dòng)力與前提。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在云計(jì)算環(huán)境下將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng),一些新經(jīng)濟(jì)模式和增長(zhǎng)點(diǎn)也將應(yīng)運(yùn)而生。目前的移動(dòng)云計(jì)算尚處于初步發(fā)展階段,隨著4G網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展與優(yōu)化,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫融合,可預(yù)見(jiàn)一切需要信息處理的領(lǐng)域均可應(yīng)用移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)使其“移動(dòng)化”,比如當(dāng)前人們已將旅游作為一種生活放松方式,利用移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建智能、方便的移動(dòng)云旅游系統(tǒng),用戶可隨時(shí)隨地預(yù)定、修改旅游計(jì)劃。
移動(dòng)云計(jì)算帶來(lái)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式改變的同時(shí),其發(fā)展所面臨的問(wèn)題也成為當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn),有效解決云計(jì)算在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的安全隱患是促進(jìn)移動(dòng)云計(jì)算發(fā)展的催化劑。
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