移动云计算MCC模式研究

舒长兴 葛明珠

摘要：移动云计算作为移动互联网和云计算结合的产物，近年来得到了快速发展，得到了学术界和工业界的广泛关注。文中介绍了移动云计算的服务模型/架构及优势，展望了移动云计算未来的发展趋势和研究方向。

关键词：移动云计算；移动互联网；云计算

1 移动云计算发展背景

近几年，面向移动设备的应用正逐渐丰富，如娱乐、健康、游戏、社交、旅游等等。移动性是应用的一大特征，用户在移动过程中仍可以无缝的继续工作娱乐等。然而，移动设备有其固有的问题，比如移动设备电池能量有限、硬件资源有限、网络连接不稳定、隐私保护不够等。所以很多应用单纯依靠移动设备效率会低很多。比如基于位置的社交网络，需要利用移动设备的各种传感数据。再比如对视频图片、自然语言的处理需要大量地处理器资源，依靠单个移动设备很难完成。

云计算现在被广泛认为是下一代计算框架，它所秉承的核心理念是“按需服务”，使用户能够通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件、等信息资源或信息服务。所以将云计算的理念应用于移动计算，即移动云计算（Mobile Cloud Computing，MCC），是未来的一大发展趋势，MCC为移动用户带来了一种新的服务和基础设施模型。

2 移动云计算的概念

移动云计算的概念是由2010年3月在Open Gardens[1]博客上发布的一篇文章中提出的，其被定义为移动云生态系统中云计算服务的可用性。它合并了许多元素，包括使用者、企业、家庭基站、代码转换、端到端安全、家庭网关和移动宽带的服务。从该概念中可以看出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互与使用模式。

在学术界和工业界还有其他一些定义，从不同方面对移动云计算的概念进行了补充，可以综合为是一种帮助移动设备存储和处理数据的基础设施，集成了移动计算，网络和云计算三者而出现的一种移动云模式，基本目标是以按需付费的方式提供基于位置的移动服务、安全的移动云资源、服务应用以及数据资源等。

MCC是一种新的移动应用模式，数据处理和数据存储过程从移动设备转到性能强大的云端平台，移动设备通过无线网络获取这些应用。

简单地说，MCC就是为移动用户提供一种数据存储和数据处理服务，移动设备不需要高性能的配置（比如CPU速度、内存容量等），因为复杂的处理都可以在云端完成。

3 移动云计算的服务模型/架构

根据移动云计算的定义，其体系结构一般如图1所示[2]。移动设备通过基站、无线接入点或卫星等连接到移动网络。移动用户的请求被传到中心处理器，中心处理器通常连接提供移动网络服务的服务器。之后，用户的请求通过因特网传到云端。在云端，控制器处理请求，并将相应的服务提供给用户。

根据MCC的体系结构，相应的服务模型包括3个部分[2]，分别称为“端” “管” “云”，如图2所示。“端”指任何能接入“云”并完成信息交互的手机等移动终端设备；“管”指用于完成用户信息传输的通信网络；“云”的本质就是业务实现的方式即业务模式。

“云”与传统的云计算的云端类似，可以划分为3个层次的业务模式。最顶层是软云，软云也称软件即服务（Software as a Service， SaaS）。中间层是平云，平云也称平台即服务（Platform as a Service，PaaS）。底层是基云，基云也称基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）。基云指将IT的基础设施作为业务平台，直接按资源占用的时长和多少，通过公共互联网进行业务实现的“云”。基云的用户可以是个人，也可以是企业、集体和行政单位。基云的IT业务将计算、存储、网络、安全等原始IT资源以出租形式租给用户。用户可以通过操作系统和应用软件（如数据库和Web服务软件）使用租来的IT资源。平云指将应用开发环境作为业务平台，将应用开发的接口和工具提供给用户用于创造新的应用，并利用互联网和提供商来进行业务实现的“云”。平云可以利用其他基云平台，也可以用平云运营商自己的基云平台。软云指基于基云或平云开发的软件或应用。与传统的套装软件不同，软云是通过互联网应用来进行业务实现。软云业务可以利用其他基云和平云平台，也可以利用软云运营商自己的基云和平云环境。

云端的基础设施层面一般由服务器、数据库、存储设备、并行分布式计算系统等组成；平台层面一般由运营、支撑和开发3个平台组成；应用层面主要提供软件、数据和信息等各种应用。

4 移动云计算的优势

云计算与移动计算结合是未来一种很有前途的解决方案，克服了移动计算中的一些缺点，移动云计算相对于单纯的移动计算有如下几点优势。

4.1 延长移动终端电池寿命

电池的续航能力是移动设备关心的一个重要方面。在移动云环境下，移动设备将任务迁移到云端，降低设备本身的负载，从而减小能量消耗，延长电池的使用时间。有实验表明，利用移动云平台玩手机游戏可以节省27%?45%的能量。

4.2 提高了数据存储和处理能力

相对于单个移动设备，云端的数据存储能力要强得多。移动云计算的出现，可以满足移动用户只需通过无线网络，就能存储或获取大量数据，比如我们平时用的微云、百度云，可以节约用户大量的存储空间。很多在线应用程序，我们只需进行输入，就能从云端获得所需结果，而不需要在移动设备上进行数据处理。

4.3 增强了数据可靠性

数据存储在云端，通常会有多台电脑备份数据，保证数据的可靠性。另外，一个完善的系统，通常会有强大的安全保护措施，保证用户数據的隐私等。

另外，移动云计算也继承了云计算的一些特点，主要有：

（1）动态按需提供资源。根据用户的需求、出价等因素动态提供资源。（2）可扩展性较强。移动云计算环境是一个分布式系统，移动设备、无线网络和云端都可以不断扩展。（3）集成度高。通过云和互联网，不同的服务可以很容易地集成起来满足用户的需求。

5 移动云计算应用面临的问题

虽然移动云计算有很多优点，但在实际应用时，仍面临一些问题[3]。

5.1 移动通信中的无线带宽问题

移动设备通过无线网络接入云端，而目前的无线网络带宽并不高，如果传输大量数据到云端，所花的代价较高。同时，无线网络的不稳定性也可能影响服务质量。

5.2 数据迁移问题

当有大量数据需要处理时，如何选择数据迁移的时机从而实现性能最优，也是需要考虑的问题。另外，数据迁移过程中，如何数据的完整性[4]。

5.3 数据隐私保护问题

移动云计算环境下，应用或服务通常会首先获取用户信息，从而可能导致用户隐私泄露。存储在云端的数据如果没有完善的安全机制，也有可能会遭攻击者入侵，盗取用户信息[5]。

6 结语

移动互联网行业与云计算技术的结合产生了移动云计算，而4G，5G网络的发展也将积极推动移动云计算的快速发展。智能手机的普及将使越来越多的人受益于移动云计算提供的各项服务。但是，移动云计算还存在诸多问题，尤其是隐私和安全问题还没有得到有效的解决，这将是未来的研究重点。

[参考文献]

[1]陈鑫，曹三省，徐磊.移动云计算系统架构及其相关推进技术分析[J].网友世界，2014（3）：3-4.

[2JHOANG T D， CHONHO LEE， DUSIT N， et al.A survey of mobile cloud computing：architecture， applications and approaches[J].Wireless Communications and Mobile Computing， 2013（13）：1587-1611.

[3]鄧茹月，覃川，谢显中.移动云计算的应用现状及存在问题分析[J].重庆：重庆邮电大学学报（自然科学版），2012（6）：716-721.

[4]张文丽，郭兵，沈艳，等智能移动终端计算迁移研究[J].计算机学报，2016（5）：1021-1038.

[5]闰莅.移动云计算领域的网络安全解决方案研究[J].信息技术，2016（11）：112-116.