云计算终端的现状和发展趋势分析

云计算终端的现状和发展趋势分析钟伟彬，周梁月，潘军彪，文锦军（中国电信股份有限公司广东研究院广州510630）摘要文章通过分析云计算技术对终端的要求，将云计算终端分成两类，并分析这两类终端的现状以及发展趋势。关键词云计算；应用虚拟化；云计算终端ThestatusandDevelopmentTrendAnalysisofCloudComputingTerminalZhongWeibin,ZhouLiangyue,PanJunbiao,WenJinjun(GuangdongResearchInstituteofChinaTelecomCo.,Ltd.,Guangzhou510630,China)AbstractThispaperdividescloudcomputingterminalsintotwocategories,accordingtotheterminalrequirementsanalysisofcloudcomputing.ThenanalyzethestatusanddevelopmenttrendofCloudComputingTerminal.Keywordscloudcomputing,applicationvirtualization,cloudcomputingterminal１引言“云计算”（cloudcomputing）是分布式处理（distributedcomputing）、并行处理（parallelcomputing）和网格计算（gridcomputing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。许多跨国信息技术行业的公司如IBM、Yahoo和Google等正在使用云计算的概念兜售自己的产品和服务。云计算是一种新的计算理念，一种新的资源交付方式，一种新的商业模式。在计算理念上，将计算通过Internet交给云平台来处理；在资源交付上，将IT资源、系统资源和应用等整合为服务提供给用户；在商业模式上，实现了资源的按需定制、按量付费。云计算具有以下技术特点。·超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器，企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。·虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的、有形的实体。应用在“云”中某处运行，用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。·高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。·通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。·高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。·按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你可以按需购买；“云”可以像自来水、电、煤气那样计费。·极其廉价。“云”的特殊容错措施允许采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。云计算是当前IT产业最热门的词语，也是最具前景的技术之一，而云计算应用必须通过终端设备才能完美地呈现给用户，云终端必须符合云计算的要求，并随着云计算技术的发展而发展。2主流云计算技术以及相应的云终端当前各大云计算厂商采用各自的方案实现云计算，有Google云计算技术、Amazon云计算技术、微软云计算技术、开源云计算系统Hadoop以及应用虚拟化等。（1）Google云计算技术Google采用由4个相互独立又紧密结合在一起的系统组成的云计算基础架构。这4个系统为：建立在集群之上的文件系统(Googlefilesystem)；针对Google应用程序的特点提出的Map/Reduce分布式计算系统；分布式锁服务系统（Chubby）；大规模分布式数据库系统（BigTable）。Google的云可以看成利用虚拟化实现的云计算基础架构（硬件架构）加上基于云的文件系统和数据库以及相应的开发应用环境，用户通过浏览器就可以使用分布在云上的GOOGLEDOCS等应用。（2）Amazon的AWSAWS（AmazonWebservice）是一组服务，它们允许通过程序访问Amazon的计算基础设施。这些服务包括存储、计算、消息传递和数据集，具体见表1。表1AWS描述存储AmazonSimpleStorageService(S3)所有应用程序都需要存储文件、文档，供用户下载或备份。可以把应用程序需要的任何东西存储在其中，从而实现可伸缩、可靠、高可用、低成本的存储计算AmazonElasticComputeCloud(EC2)能够根据需要扩展或收缩计算资源，非常方便地提供新的服务器实例消息传递AmazonSimpleQueueService(SQS)提供不受限制的可靠的消息传递，可以使用它消除应用程序组件之间的耦合数据集AmazonSimpleDB(SDB)提供可伸缩、包含索引且无需维护的数据集存储以及处理和查询功能AWS提供基于云的基础架构，并提供基于SOAP的WebService接口，在这之上建立基于云的Web2.0服务，对最终用户来说，只需浏览器就可以使用。（3）开源的HadoopHadoop是Apache软件基金会研发的开放源码并行运算编程工具和分布式文件系统，与MapReduce和Google文件系统类似，是用于在大型集群的廉价硬件设备上运行应用程序的框架，提供高效、高容错性、稳定的分布式运行接口和存储。基于Hadoop的云计算环境，能提供云计算能力和云存储能力的在线服务，最终用户可以通过浏览器使用这些服务。（4）微软的WindowsAzure微软WindowsAzure是构建在微软数据中心内提供云计算的一个应用程序平台，包含云操作系统、基于Web的关系数据库（SQLAzure）和基于.NET的开发环境（与VisualStudio集成，让开发人员得以使用其集成开发环境来开发与部署要挂载在Azure上的应用程序）。基于WindowsAzure的云存储和WebService接口建立的在线服务，对于最终用户来说是桌面软件的形态，使用的终端主要是PC、笔记本平台，仍旧要依赖微软的操作系统，软件的计算仍旧依赖终端的处理能力。因此微软倡导的云计算是云+端计算，终端是由操作系统加上桌面软件的方式，这也是因为微软目前仍不能放弃桌面操作系统。（5）基于应用虚拟化的云计算——新兴的云计算技术技术原理：应用虚拟化架构把表示层做成应用虚拟化引擎。该引擎可以放在整个计算系统的操作系统和应用层之间，隔绝重要应用，这是应用虚拟化技术的核心思想。应用虚拟化在后端服务与终端之间增加一层虚拟层，应用实际上运行在虚拟层，而将应用运行的屏幕界面推送到终端上显示，即“应用交付”的概念。图1应用虚拟化原理通过应用虚拟化技术，用户可以通过远程访问程序，就好像它们在最终用户的本地计算机上运行一样。这些程序称为虚拟化程序。虚拟化程序与客户端的桌面集成在一起，而不是在服务器的桌面中向用户显示。虚拟化程序在自己的可调整大小的窗口中运行，可以在多个显示器之间拖动，并且在任务栏中有自己的条目。用户可以在同一个服务器上运行多个虚拟化程序，则虚拟化程序将共享同一个远程会话。通过应用虚拟化技术，原来在企业客户计算机上运行的程序，用虚拟化服务器（云侧）代替，而运行时的屏幕显示将传送给远程的终端，这种方式，带来了如下所述的效果：1、原有的应用和新部署的应用都可以通过云侧发布，实现数据的集中存储和应用的集中管控，终端本身不需要安装任何客户端，从而大大的降低终端的维护要求，维护量趋于零。2、由于数据交互限制在高速安全的云端，因此对于突发性的数据传输峰值也限制在高速内网中解决，而终端与云端传输的屏幕变化则是稳定且经过压缩的，因此终端与应用虚拟化服务器之间的带宽要求低，这就使通过空中链路稳定的使用企业IT业务成为了可能。如此的安全性和低带宽要求，使基于应用虚拟化技术可以解决企业对安全性和移动化的要求，用户可以随时随地，通过空中链路安全稳定快捷的使用业务系统。3、使用应用虚拟化技术，终端的角色就是一个图像接收器，对终端的性能要求不高，只要为各种终端实现同样的接收显示功能，那么各种各样的应用都可以通过这种方式，让各种终端都可以使用，从而不再需要进行终端适配开发的工作。4、由于应用虚拟化技术可以将传统的、海量的已经被用户接受的传统应用发布给用户，不需要对传统软件进行改造就可以直接使用，而且也不需要使用类似GOOGLE的技术进行新的软件开发，软件产业链完善可继承，因此他的应用前景很广阔。基于应用虚拟化的云计算技术，能按需提供服务，运行、存储都在云端，可以通过应用虚拟化实现SaaS云平台——提供SaaS服务的云平台，海量的已经被用户接受的传统应用可以简单SaaS化。经过几年的发展，应用虚拟化技术已逐渐成熟，2009年，AmazonEC2(弹性计算云)已经与应用虚拟化产品的主要厂商Citrix合作推出商用云平台CitrixC3Lab。由于对终端的计算能力要求很低，用户可以使用上网本甚至手机，按使用传统软件的方式使用基于云的服务。3云终端现状如上所述，微软倡导的云计算是云+端计算，终端是由操作系统加上桌面软件的方式，软件的计算仍旧依赖终端的处理能力。而其他云计算技术，运行、计算、存储都在云端，充分利用服务器资源，对于终端性能要求很低，可以说是“超瘦”终端，只需要一台能上网的设备，用户通过互联网就能实现处理文档、存储资料，因此在这里我们把能使用云应用的设备都叫云终端，而不局限于仅能运行云应用的终端。根据各种云计算技术的定位以及相关商用产品已发布的白皮书，结合实际测试结果，各种云计算相应的云终端如表1：分类云计算技术终端类型1：云+端-云存储，端计算WindowsAzurePC、笔记本类型2：纯云-运行、技术、存储都在云侧Google云计算技术PC、笔记本网络终端机（网络计算机）上网本，UMPC(UltraMobilePC)MID(MobileInternetDevice)离子平台（家庭媒体中心）智能手机HadoopAmazon云计算技术AWS基于应用虚拟化的云计算表1云终端分类PC、笔记本的技术成熟，性能较高，目前对于类型1、类型2的两类云计算技术应用的使用也足够，因此以下主要对除了笔记本、PC外支持第2种类型的云计算应用的终端的现状以及在应用上存在的一些问题进行说明，见表2：终端市场定位特点市场产品存在问题网络终端机使用常规系统的行业客户，如教育、外形小巧操作系统固化接口（声音、麦克风、多个USB接口，属低端产品，国外知名厂家不是很热衷，国应用范围比较局限呼叫中心、政府机构、证券金融等以太网口，VGA）能耗低低价位内几个厂家已推出产品，如清华同方、龙芯等上网本，UMPC个人客户精致小巧，便携更小的笔记本，性能相对笔记本较低接口（声音、麦克风、多个USB接口，以太网口，支持WLAN，VGA）能耗较低国内外厂商都有相应产品续航能力差，便携性不足。MID个人客户介于上网本与手机之间的网络终端设备，外型更为小巧，便携，能耗低国内外厂商都有相应产品，INTEL正在大力倡导续航能力较差，接口较少，便携性不足离子平台家庭客户，家庭媒体中心采用IntelAtom处理器（目前有部分产品采用INTEL的迅驰CPU）的基础上，加上NVIDIA自家的GeForce9400M（代号MCP79）芯片组组合而成的迷你电脑。接口（声音、麦克风、读卡器、多个USB接口、VGA、外接SATA、HDMI）支持高清媒体播放，适合外接电视，利用家庭电视进行网络冲浪和使用云应用等。能耗低国内外厂商都有