移动云计算在民用航空业的应用研究

孙一晴 杨静

【摘 要】本文重点介绍了云计算和移动云计算相关概念，阐述了云的几种部署模式.，通过理解云计算的本质从而得出适合航空业的云计算模型，并结合现状和未来发展规划阐述移动私有云在航空IT领域的应用展望。

【关键词】云计算；私有云；IaaS；PaaS；SaaS ；移动云计算；民用航空

【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0067-03

1 引言

云计算是当前IT领域最火热的话题之一，业界投入了极大的关注，各大IT服务商都提出了对云计算、云服务、云安全等概念的理解。2007年，包括Google、IBM以及一些大学设立了大型的云计算研究项目，软件巨头微软也在2008年间发布了一系列云计算的产品和战略。正如Gartner所形容的那样，云计算是当前在条件成熟、要素具备下应运而生的新现象（Emerging Phenomenon）。[1]IBM认为云计算是一种共享的网络交付信息服务的模式，云服务的使用者看到的只有服务本身，而不用关心相关基础设施的具体实现。云计算是一种革新的IT运用模式，这种运用模式的主体是所有连接着互联网的实体，可以是人、设备和程序。这种运用方式的客体就是IT本身，包括我们现在接触到的，以及会在不远的将来出现的各种信息服务。而这种运用方式的核心原则是：硬件和软件都是资源并被封装为服务，用户可以通过互联网按需地访问和使用。[2]

目前云计算正逐渐化雨落地，国内云计算产业链业日渐清晰，一个以用户为中心、以需求为导向、以国家政策为支撑、以上下游厂商产品为脉络的核心产业生态环境日益完善。中国云计算市场增长应用进一步加速。云计算的发展并不局限于PC，随着移动互联网的蓬勃发展，基于手机等移动终端的云计算服务已经显现、并呈现出强劲的发展势头。用户只需要按资源的使用量或者业务规模付费。基于移动的云计算服务正在形成一个巨大市场。这个市场面向的群体可以分为两类：最终用户和企业用户。

2 云计算的概念

云计算（Cloud Computing）是由分布式计算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。[3]

云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。[4]提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。总的来说，云计算可以算作是网格计算的一个商业演化版。

云计算都基于3种特殊的云计算服务模式，即PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）、IaaS（基础设施即服务），其部署方式又分为公有云、私有云、社区云和混合云。

公有云：作为当前云计算的一种主要形而被业界普遍认可，其实质是客户通过公共互联网访问和使用，都由云服务供应商来提供的应用程序、资源、存储和其他服务。

私有云：云基础设施专门为某一个企业单独使用而构建的，提供对数据、安全和服务质量的有效控制。

社区云：建立在一个特定的小组里多个目标相似的公司之间的，他们共享一套基础设施，社区云的成员都可以登入云中获取信息和使用应用程序。

混合云：混合云是两种或两种以上的云计算模式的混合体，常见的是公有云和私有云混合。他们相互独立，但在云的内部又相互结合，可以发挥出所混合的多种云计算模型各自的优势。

3 云计算带来的变化

管理大师彼得·德鲁克说，“当今企业之间的竞争，不是产品的竞争，而是商业模式的竞争”。[5] 国内学者荆林波认为，所谓商业模式，是指一个企业从事某一领域经营的市场定位和盈利目标，以及为满足目标顾客主题需要采取的一系列的整体的战略组合。[6]

云计算带来了新的IT资源使用模式，对于企业而言，云计算的价值主张是高效运维和业务转型。新的IT资源使用模式可以称之为云计算的“技术属性”，而云计算的另一大特性“可计量的服务/按使用收费”则更加关键，它让云计算的技术属性跳转到商业属性，让云计算成为一种新的业务形态，从而将一种并不算新的技术进化为一种新的服务经济模式。云计算根据客户需求动态的分配资源，当需求减少的时候，可以动态的把相关的资源收回去。在这个过程中云计算对客户使用的资源严密进行监控，了解客户使用了多少，然后根据使用的情况来计费。

按使用计费的属性赋予了云计算的商业属性，这是与传统计算模式最大的一点区别。云计算的按使用计费让IT资源已经从总是自己买、自己去运维变成可能去租和外包，从而催生了新的业务形态。云计算的不仅彻底变革了业务模式，也带来了全新的服务经济模式。对于云计算提供者来说，云计算带来一种新的服务交付模式，即通过互联网来交付服务；而对于云计算使用者而言，云计算带来一种新的服务消费模式，即通过互联网来进行消费。云计算将IT基础架构的所有权和使用权分离，将服务以一种“消费品”的方式来进行交付，用户通过互联网可以实现生产生活，这是云计算所带来的更大价值。云计算是一种全新的生产力，让生活、生产和之前迥然不同，带领我们进入全新的服务经济时代。

在云计算的产业结构中，位于中心的是云提供商。云提供商为云服务提供商搭建公有云环境，为企业和机构用户搭建私有云环境。云提供商从硬件提供商和基础软件提供商那里采购硬件和软件，向上提供构建云计算环境所需的解决方案。应用提供商从云服务提供商那里获得所需的资源来开发和运营自己的应用，为个人用户和企业机构用户提供服务。除了从云提供商那里获得私有云，从应用提供商那里获得随时可用的软件外，企业机构用户还可以直接从云服务提供商那里获得计算和存储资源来运行企业机构内部的自有应用。

总之，云计算将为IT产业带来深刻的变革，也为创业者带来新的机遇。

4 企业云部署模式的选择

公有云模式是业界推崇和最受关注的，毋庸置疑的是，云计算直接或间接的满足了众多行业的发展需求，但随着应用的不断深入，公有云的几大软肋也逐渐显现：安全问题和可靠性问题。在这数据为王的时代，企业视数据高于一切，将企业的数据共享和外露的结果是不可想象的，然而公有云的“大一体”的策略无异于将企业的这些核心数据曝光于大庭广众之下，更为苦恼的是，这些数据将被存放在第三方的云供应商，企业能冒这种风险吗？另外使用公有云，服务端的故障是不可控的，故障恢复也会因此受影响。同时，云计算缺乏相互兼容的标准和框架，使得企业数据中心中由硬件提供的服务移至外部云时无法实现它们的兼容性。因此除非能将现有业务迁移到一个自助、按需使用、安全、无需过于担心管理的基础设施，企业才会选择公有云服务，否则他们宁愿选择私有云的基础设施。调查分析也显示，企业更愿意将资金投入私有云中，既可以选择将自身的数据中心迁移至私有云，又可以选择云提供商给予构建。

私有云的优点：

（1）数据安全

虽然每个公有云的提供商都对外宣称，其服务在各方面都是非常安全的，特别是对数据的管理。但是对企业特别是大型企业而言，和业务相关的数据是企业的生命线，是不能受到任何形式的威胁，所以现阶段而言，大型企业是不会将其核心应用放到公有云上运行的。而私有云由于是构筑在企业防火墙之后的，企业能够充分保障其数据的安全性，在这方面是非常有优势的。

（2）SLA（服务质量）

因为私有云一般在防火墙之后，对企业来说是可控的，所以当公司员工访问基于私有云的应用时，它的SLA会非常稳定，不会受到网络不稳定的影响，而公有云由于规模上的超负荷，更容易出现故障，亚马逊、Google等云提供商都曾发生类似的云服务中断的事件，给用户带来严重的损失。

（3）充分利用现有硬件资源和软件资源

每个企业特别是大型企业都会有很多现成的硬件资源和软件应用。使用公有云，表面看上只需要付服务费而不用购置硬件，但事实上服务费本身就包含了硬件资源使用费用，因此对企业自身来说既有硬件资源就未能得到充分利用。私有云的构建可以充分利用企业现有的硬件资源，将极大降低企业投入的成本。软件方面，公有云提供的软件服务是面向通用的，难于 根据企业的特殊需求进行个性化定制服务，而私有云则完全可以利用既有的定制软件资源，从而更好的支撑业务。另外，从技术角度来说，企业既有软件应用有些是多年以前的技术开发的，用的语言是Cobol，C，PowerBuilder等，而现有的公有云不可能支持这些，私有云则不必过多的考虑此问题。

（4）不影响现有IT 流程

对大型企业而言，流程是其管理的核心，如果没有完善的流程，企业将会成为一盘散沙。不仅有业务有关的流程非常繁多，而且IT部门的流程也不少，并且这些流程对IT部门非常关键。但是假如使用公有云的话，将会对IT部门流程有很多的冲击，比如在数据管理方面和安全规定等方面。而使用私有云对IT流程影响不大。

5 移动云计算

基于云计算的定义，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。[7]

互联网和移动通信网是当今最具影响力的两个全球性网络，在过去几年取得了飞速的发展，技术和商业模式都产生了巨大的影响。移动互联网则融合了两者的发展优势，迸发出了巨大的商业潜力。随着宽带无线移动通信技术的进一步发展和Web应用技术的不断创新，移动互联网正在迅猛地发展。在日本和韩国，移动互联网已经凭借着出色的业务吸引力和资费吸引力，发展成为人们生活中不可或缺的一部分。在我国，虽然移动互联网发展的时间不长，但发展迅速，已经具备相当的规模。

移动应用具有随身性、可鉴权、可身份识别等独特优势，移动互联网将向着可运营、可管理的方向发展，将开辟新的发展空间，产生新商业模式。可运营、可管理的用户群是移动通信业，同时也是移动互联网发展拥有的基础资源。移动网络不同于传统媒介的“单向广播”形式，它是双向的、互动的。它可以使最终用户和选择反作用于服务提供者，使服务提供更具针对性，同时也更有效率，更能激发出新的市场机会。

然而和传统的互联网比起来，移动互联网在表现出其显著优点的同时，也存在着一些局限：移动终端处理能力弱——传统互联网的终端一般是个人电脑工作站，而移动互联网的终端一般是手机等移动设备。无论是在运算还是多媒体处理方面，移动终端都与个人电脑存在着很大差距，因此所能处理的应用也相对功能简单。 网络带宽相对较小——目前中国移动建成的GPRS网络支持的理论最高速率为171.2kbit/s，尽管随着3G、WiFi、4G等宽带移动接入技术的普及，带宽的瓶颈会不断被突破，但同时更多丰富应用的产生也将会对带宽提出更高的要求。[8]

发展移动互联网，不是简单的互联网移动化，也不是简单的移动业务互联网化。发展移动互联网，要融合传统互联网上优秀的模式，并结合移动互联网的特点，寻找适合的业务模式和商业模式。

结合移动互联网和云计算的特点，我们不难看出，云计算是适合移动互联网应用的一种模式。云计算将应用的“计算”从终端转移到服务器端，从而弱化了对移动终端设备的处理需求。这样移动终端主要承担与用户交互的功能，复杂的运算交由云端（服务器端）处理，终端不需要强大的运算能力即可响应用户操作，并将结果展现给用户，从而实现丰富的应用。

云计算降低了对网络的要求，比如，用户需要查看某个文件时，不需要将整个文件传送给用户，而只需根据需求发送用户需要查看的部分的内容。由于终端不感知应用的具体实现，扩展应用变得更加容易，应用在强大的服务器端实现和部署，并以统一的方式（例如通过浏览器）在终端实现与用户的交互，因此为用户扩展更多的应用形式变得更为容易。

云计算将能够更好地满足基于移动宽带的应用开发与业务定制需求，提升移动信息服务的内在价值，有助于移动运营商完成向综合信息服务提供商的转型。根据ABI的调查统计分析[9]，2008年，全球移动云计算用户的数量为4280万，占全球手机用户数量的1.1%；经过5年的高速发展，2014年预计将达到9.98亿，占全球手机用户的19%，并且移动云计算的商业价值将达到200亿美元的规模。随着越来越多的移动运营商通过与IT企业的合作进入移动云计算领域，以及用户对云计算的认知程度和信任感逐步增强，移动云计算将实现加速发展，固定与移动融合的云计算解决方案也将获得有力的推动。而且随着智能终端的日益普及和无线宽带的快速发展，促使移动云计算向形式更加丰富、应用更加广泛、功能更加强大的方向演进，也给移动互联网带来了巨大的发展空间。很显然，基于移动终端的云计算服务将会成为主流。Google、百度、腾迅和优视科技（UCWEB提供商）这几家主流应用和服务提供商当前在移动互联网上采用的都是云计算的技术框架。中国移动针对个人用户推出的飞信，针对大客户而推出的MAS业务也是一定程度基于移动云计算技术。

6 基于移动的云计算技术在民用航空业的应用

航空公司为旅客提供安全、快捷、舒适的位移服务，其业务特点及旅客关注点有其共性（见图1），目前在销售服务环节面临普遍的困难，主要分信息不及时和信息沟通渠道不畅通。同时，由于受全球经济持续低迷和油价长期居高不下的双重压力，当前全球民用航空业整体并不景气，除了中国市场仍处于上升态势之外，其他国家的航空企业正在通过兼并、重组等度过难关，降低成本、提高灵活性已成为众多航空企业的共同需求。民用航空企业面临着一些共同需求，包括通过创新增加收入来源，降低运营成本；改善用户体验，增加客户粘度；为客户提供差异化服务、提高收入等。显然，云计算将是一种非常适合航空业当前需求的技术，由此“航空云”也应运而生。各大国内航空公司近年来正开始对云计算进行研究与实践，主要集中在以下方面：

（1）IT基础设施的虚拟化和整合

虚拟化虽然不是每个企业所必需的，但企业应当优先选择虚拟化便于未来云的可扩展性。特别对于大型航空企业来说，虚拟化是部署私有云的重要一步。虚拟化基于最底层设备，随后企业可以在其上开始搭建云平台以及部署云应用。在航空业内，中国民航信息网络股份有限公司（简称中航信）是企业私有云的实践者之一，通过应用虚拟化技术，中航信拥有了绿色、成熟、高效的IT环境，设备数量大幅精简，服务器设备平均整合比达到1：15～1：20，提升了资产利用率，CPU平均使用率超过50%，内存平均使用率超过60%；实现了动态架构，具有了较大的灵活性和扩展性，应用部署周期平均由几周缩短至几小时。电子客票网上销售系统通过虚拟化改造，单次访问交易成本降低了40%，系统整体管理效率提高了90%，旅客满意度也提高了70%（如图2）。

（2）私有云平台的搭建

PaaS 系统通常是宿主在基于 web 应用程序开发的平台上，提供端到端的开发环境，或者在某些情况下，提供在线开发全部程序的局部环境。 PaaS通过滤除虚拟机、操作系统和其他与应用程序开发不相关的多余细节，进一步简化了应用程序的开发过程，从而促使开发者的工作效率和灵活性均得到了很大的提高。对于修改现有应用程序或者开发新的应用程序，PaaS就是开发者的一个更高效的工作环境。相对于以开发者为中心的IaaS云服务来说，它的开发过程更加简单。开发人员可以在当前的 SaaS功能上构建或者开发新的 web 应用程序，而用户无需担心开发、托管、升级或者维护应用程序，或者存储数据。对于民用航空企业而言，适合搭建航空服务导向型架构平台，该平台提供针对航空公司的网络服务库，能够加速航空产品的开发，帮助航空公司整合独立的应用、数据与随市场变化而升级的全新增值服务，以达到快速、更好的满足客户需求，高效的整合外部供应商，使IT真正成为其创新的驱动力。

（3）基于云平台构建企业云应用，提供云服务

这是SaaS的落实阶段，是将企业各种常规应用部署到云平台，直接服务于企业用户。

企业将应用软件统一部署云服务平台上，企业内部员工或外部客户可以根据自己实际需求，向企业定购所需的应用软件服务，不再需要安装应用程序，且无需对软件进行维护。例如，一家大型航空公司的运行控制系统在企业中拥有上千个终端，而采用云平台应用后，通过多租客的访问模式，用户可以按需访问和使用运行控制系统，减少大量的软件和维护成本，类似的应用在航空企业里还有很多，迁移的原则是越广泛使用的应用越应尽早迁移。另外当火山爆发、暴雪等自然灾害或紧急事件发生时，航空公司需迅速提高客户信息查询的能力，传统的模式由于设计容量的限制，无法满足瞬时高峰的需求，往往很容易造成应用系统瘫痪或客服电话无法接入的现象，而由于私有云采用良好的可扩展性和伸缩性架构方式，可以按需快速创建新用户，并给予他们快速访问应用的权利。此外目前大多数航空公司的各个业务系统还并没有整合为一个整体，数据分散在各个系统中，没有充分利用。未来的智能航空云将通过整合这些系统中的数据，并对之进一步分析和挖掘，来帮助航空企业更好地决策、创造更大的价值，并更好地改善用户体验。

（4）移动云应用

在以上实践的基础上，搭建企业移动应用平台，实现通过移动终端或移动互联网来访问企业云应用平台。国内某航空公司移动应用平台（MEAP）范围划定如图3所示。

需要特别说明的是，在实际实施过程中，以上（3）和（4）往往可能互为结合同步实施。这就要求做前期规划和系统设计时，做预先体系化的思考。平台的建设应整体规划，统一管理。实施中可应用多种手段，譬如：充分利用移动的特点，强化“推送”技术；内建支持即时消息（IM）；应用语音技术，使用语音识别、语义分析及自动导引，让沟通更便捷；充分整合后台系统资源；关注大数据的发展趋势，探索精准营销的可行性；提供“跨平台，快速响应”的能力；统一入口，便于用户操作行为数据的收集及分析；构建企业移动应用门户，根据用户角色打包应用。

7 结束语

云计算被视为科技业的下一次革命，而它也将对工作方式、生产模式带来根本性的改变。现阶段而言，基于移动的云计算是符合民用航空企业当前乃至未来一段时间内需求和实际利益的一种架构模式，相信在不久的将来，这种模式在各航空业企业的部署应用将会更加普遍和成熟，今后还会逐步出现航空业内的社区云、混合云或社交网络，并覆盖航空公司、机场、民航管理局、空管局以及各航空服务提供商，借助这种方式，民用航空业可以演进成为一个信息与通讯技术共享，各方面信息、数据提供紧密互联，为公众和行业内提供基于移动的现代化网络云平台，最终以达到高效生产、快速响应以及优质服务客户的需求。当然，随着技术的不断发展，其他类型的云计算模式在企业的应用也会越来越广泛，让我们拭目以待这些技术在航空业深入应用的到来。

参考文献

[1] Brian Hayes.Cloud Computing.Communication of the ACM.Vol.51，No. 7，Jul. 2009

[2] Frank E.Gillett.Future View：The New Tech Ecosystem Of Cloud， Cloud Services，And Cloud Computing.Forrester.Aug.2008

[3] 詹洪文.云计算核心技术及其产业化浅析.硅谷[J]，2011，（06）

[4] 郎为民，杨德鹏，李虎生.云计算横空出世.电信快报[J]，2011，（09）

[5] 德鲁克，马恰列洛，蒋旭峰，等.德鲁克日志.上海译文出版社.2006

[6] 荆林波.解读电子商务.经济科学出版社.2001

[7] 刘越.云计算综述与移动云计算的应用研究.信息通信技术. 2010，4（2）

[8] 浅谈3G手机的移动云计算和云存储

[9] Christine Gallen.Mobile Cloud ComputingSubscribers to Total Nearly One Billion by 2014[EB/OL].[2009-09-04]