云计算终端的现状和发展趋势

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）

1 引言

“云计算”（cloud computing）是分布式处理（distributed computing）、并行处理（parallel computing）和网格计算（grid computing）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，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，下面简单介绍主流的云计算服务实现方案。

（1）Google云计算方案

Google的云计算基础架构由4个相互独立又紧密结合在一起的系统组成，这4个系统分别为建立在集群之上的文件系统(Google file system)、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）以及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Google DOCS等应用。

（2）Amazon 云计算方案

Amazon云计算方案称为 AWS（Amazon Web service）。AWS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。

AWS提供基于云的基础架构，并提供基于SOAP的Web Service接口，在这之上建立基于云的Web 2.0服务，用户只需浏览器就可以使用这些服务。

表1 AWS所包含的服务

（3）开源云计算方案

开源云计算系统Hadoop是由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）微软云计算方案

微软云计算方案Windows Azure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（SQL Azure）和基于.NET的开发环境（与Visual Studio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Windows Azure的云存储和Web Service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方案

应用虚拟化云计算是一种新兴的云计算技术。在应用虚拟化架构中，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所在。如图1所示，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。

应用虚拟化技术使得用户可以远程访问程序（这些程序称为虚拟化程序），就好像它们在最终用户的本地计算机上运行一样。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，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，这种方式可以带来以下好处。

·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，从而大大地降低对终端的维护要求，维护量趋于零。

·由于数据交互限制在高速、安全的云端，对于突发性的峰值数据传输也限制在高速内网中解决，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地使用企业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满足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、快捷地使用业务系统。

·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。

·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，在2009年Amazon EC2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Citrix C3 Lab。

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见表2。

表2 云终端分类

PC、笔记本的技术成熟，性能较高，目前在上述两类云计算应用中广泛使用，表3对除了PC、笔记本外支持“纯云”云计算应用的终端的现状以及在应用上存在的问题进行了说明。

对于移动网络设备的屏幕尺寸，目前行业内没有一致的分类标准。通常，智能手机的屏幕尺寸为2～4″，MID的屏幕尺寸为 4～6″，UMPC/平板电脑的屏幕尺寸为 7～8″，上网本的屏幕尺寸为9～10″。

4 云终端发展趋势

微软等厂商提出的云“端”计算（云+端类型），对终端是有计算能力要求的，应用软件在终端上运行，软件需要的计算资源越高，对终端的要求就越高。在存储方面，可以存储在本地，然后同步到网络上。因此，这类终端的发展应该朝着当前PC的发展方向走，仍旧是处理能力、存储能力、3D显示能力各方面都会继续发展，并且随着操作系统和软件的升级不断提高。当然，由于云平台的存在，软件同样可以免安装，在这种情况下，这类云终端也可以朝着便携性方向发展，类似笔记本。面向的客户群更多的是个人客户和需要进行大量图形处理和占用计算资源大的企业客户。可以用这种终端看电影、玩游戏、办公。

对于“纯云”云计算类型，它对终端的基本要求就是有稳定的网络连接和基本的计算能力，必须适应不同用户群和云计算发展的要求，以下按不同客户群对相应的云终端的发展趋势进行分析。

（1）企业用户

适应绿色IT与节能降耗，降低成本，差旅对便携性的要求。网络终端机可以适应大部分使用常规应用的企业，为了适应企业员工差旅的要求，仍需往提高便携性方向发展，解决使用上的局限性问题。

（2）个人用户

上网本、UMPC、MID等目前存在续航能力差、便携性不足的问题，因此未来应该朝着便携以及方便易用的UI人机界面方面发展。其中便携性涵盖了节电、优化电源管理、快速启动、支持3G网络、小尺寸、免升级、免维护、高度的安全可靠性。

智能手机存在屏幕小、输入不便的问题，需要往稍大屏幕、外接屏幕、创新输入模式的方向发展。便携的折叠式屏幕、眼镜式屏幕等新型产品陆续面世，通过手势、视觉输入的创意也不断涌现，解决了这两个问题，智能手机在云技术领域的应用也就没有太大的障碍了。

考虑到个人用户的应用场景，这种设备还应该满足用户在音乐、视频等方面的需求。终端设备自带屏幕只需支持半高清视频，但外接到大屏幕显示器和电视时，应该能够支持全高清视频的播放。当外接到大屏幕显示器时，用户应该可以通过外接输入设备（如无线键鼠）使用包括云计算应用软件和其他终端自带的功能（如视频、声音播放等）。

（3）家庭客户

离子平台作为小尺寸的固定终端，应具备一定的处理能力，能播放高清电影，具备3D处理芯片和宽带上网功能。通过这样的终端，用户可以看电视、看网络电影、玩游戏，也可以使用云平台上的软件进行移动办公。离子平台目前仍存在的对操作系统的维护要求和安全风险，考虑到家庭客户的应用场景，需要固化操作系统并家电化。

表3 支持“纯云”云计算应用的终端的现状

5 结束语

云计算是未来的趋势，最终把云计算带给用户的是终端，因此云终端必须能够适应和满足云计算的要求和用户不同的应用场景需求。云计算带来了4C融合，即计算、通信、消费电子、内容之间的融合；4C的融合也带动了终端之间的融合，也意味着各种便携网络设备、家电之间的界限越来越模糊。可以想象，手机发展到一定程度，既可以通话、上网、控制家电，当外接屏幕和输入设备时，用户就可以拥有一台高清播放设备、办公电脑，而且内容方面可以和所有的终端共享。具有强大的便携性、移动性和娱乐性并能够利用云计算进行办公的云终端产品将会成为市场的主流。