基于云系统的无线接入网络

基于云系统的无线接入网络【摘要】：云计算作为一种新兴的信息技术模型，已经在IT界引来了越来越多的关注。伴随手机的普及，手机用户对手机功能需求的增加，现有的手机功能已无法满足用户的要求。将云计算思想应用于在手机通信中，就可以很好地满足用户日益增长的需求，云计算在手机通信中有着良好的优势，将云计算应用在手机通信中会是一个理想的选择。本文主要介绍了基于云计算模型构架设计的移动通信服务云系统构架方案，结合当今3G移动通信网络和无线通信的主流技术WIFI进行研究，阐述了该项技术在5G系统中的适用环境，应用价值，国内外研究现状。【关键词】：3G，5G，云计算，无线接入导言云计算已成为IT业界公认的核心科技和发展方向。Gartner将云计算列为2011年10大战略科技之首，认为云计算将在2?5年内成为市场主流。而美国IDG也预测，到2013年，云计算将发展成为一个440亿美元的全球大市场，中国云计算产业链规模可达750亿元；而作为云计算与移动互联网的有效结合，移动云计算产业也将达到千亿级规模。巨头逐鹿移动云“云的魔力将改写移动互联网，移动互联网真正腾飞将更多地基于云的应用，当终端、应用、平台、技术及网络速度提升之后，将有更多具有魔力的应用和内容出现，世界IT产业格局将彻底改变，迎来‘移动云计算’新盛宴。”在2011全球移动互联网大会上，谷歌全球副总裁刘允非常看好移动云计算。正如刘允所言，包括微软、谷歌及中国移动等在内的业界巨头正纷纷转向云计算，而云计算和移动互联网结合也是被几乎所有人看好的“未来方向”。6月6日，苹果全球开发者大会上，苹果CEO乔布斯把苹果带到了“云端”，发布了手机在线云存储服务“iCloud”，该解决方案可让iPhone或iPad如PC一样轻松处理电子邮件、记事本项目、相片等，用户所做的一切都会自动更新至iPad、iPhone等苹果终端设备。作为云计算的先行者，谷歌在2010年底推出了包括整合移动搜索、语音搜索、定点搜索及手机地图、Android上的谷歌街景等基于移动终端和云计算的新应用。微软也推出了“LiveMesh”，将智能手机、Xbox、PC，甚至使用Mac系统的苹果电脑等终端整合在一起，通过互联网进行相互连接，让用户的不同设备和网络内容同步，并将数据存储在“云”中。而全新的WindowsPhone操作系统也是主打云概念。此外，RIM公司面向众多商业用户提供的黑莓企业应用服务器方案，也是具有云计算特征的移动互联网应用。该方案将企业应用、无线网络和移动终端连接在一起，让用户通过黑莓终端远程接入服务器访问自己的邮件账户，在线访问邮件、日历，查看附件和地址本、书写文档等。而在中国市场，越来越多的中国企业也正在加入移动云计算的竞争。中国移动联合中科院推出了“大云计划”，中国电信发布了“星云计划”；而手机厂商宇龙酷派也推出了“酷云计划”，成为国内首个手机云计算服务平台。移动云计算时代正在到来。IT时代的新高峰腾讯公司董事局主席马化腾曾说过：“云计算的价值在于利用公共网络设施，将计算能力、海量信息、数据存储与带宽资源像水和电一样融入人们的日常生活工作中，人们可以像使用水电一样租用信息化，而移动云计算将使信息‘更会飞’。”最近几年，GSM、WaveLAN、Wi-Fi等移动网络技术的成熟和商业化，以及无线终端设备的发展，为实现更高端的移动应用做好了充分的基础准备。另一方面，由于用户需求的多样性，移动互联网的应用必须要有强有力的服务器资源做支撑。而在云计算平台的支持下，中小企业开发人员从大型服务商如谷歌、微软和中国电信等提供的公共云中就可以获取必要的计算资源。从运营角度来说，这也节省了中小企业的软硬件搭建成本和维护成本，可以让它们把精力更多地放在开发和服务上。而对于终端来说，云储存、云应用不需要过多消耗终端的计算能力，终端制造商、运营商只需要协调需求与搭配应用，用户也可以方便地获得需要的应用。到目前为止，发展移动互联网的三大“金刚”已经具备——智能手机和平板电脑提供了理想的终端;移动多媒体和应用提供了用户迫切需要的内容；而云计算提供了支持内容生产和展示的技术平台——移动互联网终于可以站在云端之上。目前，国内一些主流OA、CRM及ERP等领域的企业正在积极利用云计算技术和移动互联技术的组合，使无线办公、移动管理、无线电子商务成为主流应用，而这也将成为未来利润新增长点。挑战与风险尚存当然，作为新兴技术，移动云计算目前仍然存在一些问题与短板，需要IT厂商改进和突破，并向系统化、标准化、规范化的方向转变。首先，业内对云计算的一大担忧就是安全问题。随着企业业务拓展到手机等移动终端，移动云计算的安全问题也将日益凸显。云计算基础架构具有多租户的特性，厂商们目前还无法确保A用户数据与B用户数据实现物理分隔，而数据在无线传输中也存着被截取、破译的可能。其次，无线商务应用的商业模式还不清晰。作为移动云计算之下最有“钱景”的应用，支持其业务的运行模式、信用体系、支付体系等细节仍缺乏标准和规范。此外，在云计算中，数据的归属权、管理权也是一个日益受到关注的话题。“移动云计算既不是天外飞仙，也不会水到渠成。云计算产业从概念产生到真正广泛地实际应用并产生效益，还需要3～5年时间预热、夯实，整个社会需要有持久战的准备。”工业和信息化部产业政策司相关负责人说。如果说互联网的未来是移动互联网、计算机的未来是云计算的话，那么未来两者合二为一时，将彻底改写世界互联网历史，缔造一个全新电子信息化时代。本文第一部分主要介绍了云计算的理念和框架，第二部分引出了一种基于云计算模型的移动通信服务构架方案，以及如何从现有成熟网络构架到云系统方案实现的思路。一、云计算1.概念云，集资源，网，即天下。2006年8月9日，Google首席执行官埃里克·施密特(EricSchmidt)在搜索引擎大会(SESSanJose2006)首次提出“云计算”(CloudComputing)的概念。云计算是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源，实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，通过网络将分散的ICT资源集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。用户可以使用各种形式的终端通过网络获取ICT资源服务，达到基础设施即服务、平台即服务、软件即服务的宗旨理念。云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的系统，借助先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端一用户手中。通过云计算模式，用户只需要一个云终端，就可以通过网络服务来实现其所需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务，都可以通过云计算实现。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。2.国外研究现状“云计算”这个词率先在国外诞生，1984年云计算最初由Sun公司JohnEllison提出“网络即计算机”。在技术飞速发展的IT时代，云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。目前云计算市场规模相对较小，全球云计算市场规模为160亿美元，但增长速度将相当快，IDC报告显示未来4年全球云计算市场平均每年将增长27%，2012年将增长至420亿美元。云计算在美国政府机构的IT政策和战略中扮演越来越重要的角色，政府正在大力推行云计算计划，第一大元素就是Apps.gov政府网站的改革，整合商业、社交媒体、生产力应用与云端IT服务。2010年美国联邦预算着重加强了对云计算的安排，资助众多试点项目，包括中央认证、目标架构与安全、隐私以及采购相关内容。此外，美国国防信息系统部门（DISA）正在其数据中心内部搭建云环境，而美国宇航局（NASA）下设的艾姆斯研究中心最近也推出了一个名为“星云”（Nebula）的云计算环境。日本内务部和通信监管机构计划建立一个大规模的云计算基础设施，以支持所有政府运作所需的信息系统，这一系统被命名为“KasumigasekiCloud”的基础设施将在2015年完工，目标是巩固政府的所有IT系统到一个单一的云基础设施，以提高运营效率和降低成本。云计算是多种技术混合演进的结果，又有大公司推动，发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。云计算的技术和商业前景已使资金、人才与创新更加聚集。美国硅谷目前已经约有150家涉及云计算的企业，新的商业模式层出不穷，公开宣布进入或支持云计算技术开发的业界巨头包括微软、谷歌、IBM、亚马逊、Netsuite、NetApp、Adobe等。微软加快进军云计算领域。2008年微软进军云计算的战略越来越清晰，相继发布了一系列产品，推出了新操作系统Azure，企业Exchange的网络版和Office网络版；计划在最短的时间内打造20个顶尖水准的数据中心，即“云计算中心”，每个中心预计耗资10亿美元。以微软在圣安东尼奥的数据中心为例，该中心的大部分建设仅用了9个月时间，微软希望借此速度在云计算领域快速超越竞争对手谷歌。谷歌云计算布局日趋明朗。继推出GoogleApp近两年后，AppEngine服务平台问世，其基本功能是让外部开发者借助谷歌的AppEngine开发新的WEB应用，而谷歌通过自己强大的云中心向用户提供上述应用的网络服务。Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用GoogleDocs之类的应用，用户数据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中通过GoogleAppEngine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、MapReduce和BigTable，并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。IBM注重外部合作。2007年IBM推出了“蓝云(BlueCloud)”计划，与政府机构、大学和互联网企业展开云计算计划方面的合作，并于2008年向客户正式推出第一套支持Power和x86处理器系统的“蓝云”产品。亚马逊在云计算商业拓展方面保持领先。2008年亚马逊正式推出了运用于云计算服务EC2的弹性块存储技术(EBS)，2008年财务报表显示其云计算业务收入已经超过1亿美元。Amazon使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似，存储服务器、带宽按容量收费，CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间：不到两年时间，Amazon上的注册开发人员达44万人，还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示，Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。云计算能够快速发展，学术界、企业间的密切联动与合作起到重要作用。谷歌与IBM在包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算计划，降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持。雅虎、惠普和英特尔的一项涵盖美国、德国和新加坡的联合研究计划，推出云计算研究测试床。该计划要与合作伙伴建立6个数据中心作为研究试验平台，每个数据中心配置1400个至4000个处理器，合作伙伴包括新加坡资讯通信发展管理局、德国卡尔斯鲁厄大学Steinbuch计算中心、美国伊利诺伊大学香宾分校。3.国内研究现状我国云计算建设尚在雏形阶段，处在学术层面以及试商用层面的云计算环境。云计算产业的发展以实践为着力点，从切合产业需求的角度将该新兴领域推动起来。政府聚焦云计算平台