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移动（设备）云计算分析与研究作者姓名：顾大卫指导教师：赵新军钟莹单位名称：机械工程与自动化专业名称：工业设计东北大学2014年3月移动云计算分析与研究摘要互联网的高速发展孕育了云计算，云计算模式的出现使普通用户能够享受高性能的计算资源，软件资源，硬件资源和服务资源。云计算时代的到来，为移动终端的发展带来了新的机遇和挑战，移动终端将不再需要多核处理器与庞大的主存和辅存。一切服务都在“云端系统”的服务器端为你提供，却可以达到优于传统移动终端几十倍甚至几百倍的性能和用户体验。文章通过运用文献收集法、综合整理法、研究分析法以及市场调查法，在收集了相关研究资料、理论文献后，对云计算以及移动云计算的基本原理和特点进行了深入分析。文章通过参考国内外文献，研究了最新的参考资料，介绍了移动云计算的成功案例，对移动云计算目前面临的问题及其发展前景进行探讨。事实上，云计算以及移动云计算将对中国当前信息化产业的绿色发展产生巨大的推动力。但是如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而且艰巨的挑战，而这也正是我们工业设计师所需要去探索和解决的问题。云计算与工业设计的结合，是一种新式设计观与方法论，是设计文化大发展大繁荣的必经之路。关键词：移动设备，工业设计，云计算，产品目录毕业设计（论文）任务书摘要Abstract目录第一章绪论1.1研究背景1.1.1移动云计算的研究现状Google公司于2006年提出了“云计算”的概念，随后IBM公司也于2007年宣布了云计算计划。此后，云计算作为一种新的网络应用模式，被业界广泛关注，成为时下最热门的研究方向，带来了互联网时代的又一次巨大进步。云计算通过互联网上异构自治的服务为个人和企业提供按需即取的计算，它消除了计算机应用中的许多局限性。在云计算中，用户不再被物理设备限制，相反，他们可以在任何时候任何地点使用网络[1]。移动云计算是云计算技术在移动互联网中的应用，是未来云计算发展的一个主要应用分支。用户通过移动云计算可以不受已有设备局限的使用感兴趣的网络服务。自2007年以来，云计算成为了互联网产业的一大研究热点。IaaS（InfrastructureasaService；基础设施即服务）、SaaS（Softwareasaservice；软件即服务）和PaaS（PlatformasaService；平台即服务）等概念被相继提出，在整合了网格计算、高性能计算、分布式计算以及集群计算等技术后，云计算实现了综合利用现有网络资源，提供高效可靠的网络服务。根据Gartner（全球知名咨询分析公司）发布的2012全球十大战略技术的发展趋势报告，云计算位列榜首，它改变了全球许多企业和组织的运作模式。作为移动互联网与云计算相结合的新技术，移动云计算成为日益成为业界新的研究热点。利用云计算对物理资源集中虚拟化、动态管理虚拟资源、按需分配的特点，实现移动互联网业务高效、稳定的服务。移动云计算能够有效地解决移动互联网应用中在存储和运算能力等方面的缺陷，缓解带宽瓶颈。同时，移动云计算还有轻松实现云端数据共享、消除服务地域性限制以及高效处理实时任务的特点。1.1.2移动云计算产品的发展现状目前，国内成熟的云平台以百度云为代表。国外商业云以Google和亚马逊两家公司的云平台为代表。百度云平台,目前是开放其基础设施，为开发者提供的基于“云”的服务，其中包括云环境，云服务，集成开发环境，移动测试以及移动建站工具等，未来还会加大对移动应用开发的支持。百度云环境（BaiduCloudEnvironment，BCE），提供多语言、弹性的服务端运行环境，能帮助开发者快速开发并部署应用。云环境内置丰富的分布式计算API，并支持全方位的百度“云”服务，更能为您的应用带来强大动力，实现从“本地”到“分布式”，提供简单可靠的服务。Google作为云计算的先驱者，以其高效、廉价的云计算平台而称雄于业界，是继网页排序后的又一项伟大发明。Google通过将大量廉价的普通PC连成成“云”，构建可靠、高效的运算服务，著名的Google搜索引擎就是其中之一。在对中国移动研究院院长黄晓庆的采访中可知，目前Google对自身服务器的使用率为80%-90%，而传统运营商则仅有10%~15%。使用云计算前后，Google将其运算成本降低至原有的1/100，存储成本降低至原有的1/60，总体运营成本下降至原有的1/3。Google推出与分布式文件系统、高性能计算、并行计算、大数据和分布式资源管理等相关的技术，为全球云计算发展奠定了技术基础，并成为目前使用最广的Hadoop云计算平台的技术来源之一。近期，Google又推出了基于开源操作系统Linux的浏览器操作系统ChromeOS，通过云平台来提供Google各项服务，创造了以“以网络为核心”的全新人机体验模式。亚马逊在对原有平台进行优化和升级的基础上，推出了全新的弹性云计算平台(ElasticComputeCloud，EC2)，利用企业的基础设施资源向特定用户提供远程云服务。通过基于网络的安全协议的虚拟化技术，亚马逊能够向用户提供易用的、高效的、灵活的计费资源租赁服务，构建了以EC2为核心的AWS云平台模式。随着云计算技术逐渐成熟，越来越多的IT企业加入到云计算的大军中。除了以Google和亚马逊为代表的互联网服务供应商，又涌现了以IBM和HP为代表的各大集成系统供应商，以Microsoft和SaleForce.com为代表的各大软件供应商，以Cisco和EMC为代表的设备供应商，以AT&T和Verizon为代表的电信运营商。1.2研究目的和意义随着2008年Google提出了云计算的概念，发表了3篇关于云计算重要技术的文章以后，云计算开始被人们所接受和重视。云计算是一种经济有效的模型，提供了流程、应用程序和服务，同时使IT管理更轻松，能更快响应业务需求。这些服务(计算服务、存储服务、网络服务等一切必要服务)以一种简化的方式--“随需应变”来交付和落实，无需考虑用户所在地和所用设备类型。学术界和工业界都开始着手研究云计算解决方案，提出了很多云计算的设想，从基础架构到编程模型、运用场景，并且实现了很多设想，如国际IT巨头有Google的MapReduce变成模型、Micreosoft的Azure、IBM的蓝云、采用虚拟化技术的AmazonEC2，开源社区有Apache的项目Hadoop，高校有berkeley的MapReduceOnline等。1.3研究方法第二章移动云计算综述移动云计算是指通过移动网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件(或应用)等的一种IT资源或(信息)服务的交付与使用模式。移动云计算是云计算技术在移动互联网中的应用。2.1云计算的定义云计算（CloudComputing)是网格计算出现以后的又一种新的计算模式，或者是一种网格计算的商业实现。不同背景的人对云计算的理解各不相同。墨尔本大学计算机科学和软件工程系的专家RajkumarBuyya等人对云计算的定义为：“云计算是一种由一系列相互连接的并作为一个或多个统一计算资源库实时地、动态地向用户提供资源的虚拟化的计算机组成的并行分布式系统，这些统一计算资源库是基于建立在服务供应商和消费者之间协商基础上的服务等级协议。”李开复则认为：所谓“云计算”，就是要以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务，让互联网这片“云”成为每一个网民的数据中心和计算中心。美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。我们不难看出，云计算带来的是一种变革——用户只需通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问“云端”资源。它将改变传统硬件和软件的使用方式。云计算（CloudComputing）是分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算主要的服务模式包括:1)软件即服务(SaaS)，以服务的方式将应用程序提供给互联网终端用户这是一种获取软件服务的新方式，厂商将软件部署在自己的服务器上，用户可以根据自己的需求按照某种服务协议通过网络从专门的提供商获取所需的应用软件服务2)平台即服务(PaaS)，以服务的方式提供软件开发和部署平台即将应用运行所需的IT资源和基础设施作为一种服务提供给用户在这种服务模式下，用户不需要购买和管理软硬件设施，只需要利用该服务平台，就能够创建测试和部署应用及服务3)基础设施即服务(IaaS)，以服务的形式提供服务器存储和网络硬件以及相关软件它是三层架构的最底层该层运用虚拟技术构建在大规模的廉价服务器集群之上，将基础设备集成起来提供给用户使用但对用户来说，它们是透明的。图1云计算的服务模式现在越来越多公司的业务部门将云计算视为使用信息技术的另一个方式，不久的将来云计算可能会很大程度上改变IT的角色而传统的模式和组织机构将需要进行改变这一切都是由云计算的特点决定的。2.2移动云计算的定义与分类2.2.1移动云计算的定义（基本概念基本原理）移动云计算——云计算技术在移动互联网中的应用——被定义为“移动云生态系统中云计算服务的可用性，这合并了许多元素，包括使用者、企业、家庭基站、转码、端到端安全性、家庭网关和启用移动宽带的服务”。移动云计算有两个关键特性：①云计算支持便捷地对可配置计算资源的共享池（比如网络、服务器、存储、应用程序和服务）进行按需网络访问，云计算的这些资源可以通过最少的管理工作或服务提供者交互来快速予以配置和发布②云计算它有3种基本的云服务模型，包括基础架构服务（IaaS）、平台服务（PaaS）和软件服务（SaaS）。移动的云计算借助于移动的互联网，充分发挥了我们后台计算的价值，我们把复杂的计算和存储资源放置到后端，允许我们形成强大的云。与此同时利用后台的云，可以对我们终端设备进行快速的试配，如果终端的系统比较强，可以把部分的计算和处理过程，放在我们终端进行。充分的发挥我们终端的优势，如果我们这个终端的性能比较弱也没有问题，我们可以直接咱们后台计算好的结果和资源直接的推送到我们终端上，这样就实现了一个小巧轻便的终端，也能够运行更加复杂的应用移动云计算的服务方式是移动用户通过界面获得服务目录，然后终端的请求被发送到管理系统，管理系统通过配置工具和使用合适的系统服务找出正确的数据资源。这些服务将必要的资源从云中分离出来。页面访问一开始，系统的监控和计算功能就会配合云的使用情况，以便快速的反应，同步完成配置以保证正确的资源分配到合适的客户端，如图1。图移动云计算的工作方式移动云计算的有效性、可靠性和安全性一定要基于完整的系统结构。移动云计算可以分为四层，接收层，基本管理层，虚拟层和物理层，如图2图移动云计算的系统架构（1）接收层：也叫接受控制层，包括客户端的服务界面，服务注册和合理服务接收。它将所有规则标准化，移动云计算中服务的标准是客户端和云端之间协作的途径，可以完成用户或服务注册。（2）基本管理层：在云计算技术中，管理层位于服务和服务器集群之间，在移动云计算系统架构中提供管理、服务和管理系统。它可以为服务规定标准化操作，例如通知，确认，地址和安全等等，为应用服务提供标准化的程序界面和协议，同时隐藏底层硬件和操作系统之间的不同，并且管理全部的网络资源。终端管理包括移动账户管理，环境配置，交互管理和计费系统。任务管理包括任务分配，任务执行，生命周期管理等等。资源管理包括负载平衡，问题测试，故障恢复和监控系统。安全管理包括客户端识别，接收确认，安全保证和防御。（3）虚拟层：虚