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篇(1)

移動互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；能耗優(yōu)化

This paper describes the similarities and differences between Internet and mobile Internet in terms of technologies， optimization techniques， and energy consumption. In light of current developments in mobile Internet， IPv6 transition and integration of the Internet of things appear to be future development trends in mobile Internet.

mobile Internet； networking design； energy optimization

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)對世界經(jīng)濟(jì)、政治、文化等方方面面產(chǎn)生了深刻影響。然而傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)難以滿足人們移動、實時接入網(wǎng)絡(luò)的需求。移動互聯(lián)網(wǎng)的誕生實現(xiàn)了人們隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)的夢想。

在起步的最初5年，全球移動互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量的增長速度是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相同發(fā)展階段的2倍，目前已經(jīng)超過了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到了15億之巨。移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展更是創(chuàng)造了產(chǎn)業(yè)迭代周期由PC時代的18個月（摩爾定律）縮減至互聯(lián)網(wǎng)的6個月的奇跡[1]。移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人們工作、生活的每個角落，但移動互聯(lián)網(wǎng)的概念卻始終缺乏一個統(tǒng)一的定義。

廣義上來說，移動互聯(lián)網(wǎng)是以無線方式接入互聯(lián)網(wǎng)并提供移動網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)的各種網(wǎng)絡(luò)的總稱。移動互聯(lián)網(wǎng)繼承了互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，具有應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層等清晰的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)。但由于移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，又強(qiáng)調(diào)移動實時接入，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方式以及終端接入技術(shù)已經(jīng)無法完全適用于移動互聯(lián)網(wǎng)。此外，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有持續(xù)電量供應(yīng)，而移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端多采用電池供電，有限的電量直接影響到用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。以上這些差異導(dǎo)致移動互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、能耗技術(shù)等方面具有較大差異。

1 移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為滿足網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動實時接入網(wǎng)絡(luò)的需求，移動互聯(lián)網(wǎng)在終端接入、組網(wǎng)技術(shù)等方面都與互聯(lián)網(wǎng)有著巨大差別。為適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)終端更注重多接口多連接管理與移動性管理。

1.1 網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)的接入方式主要為有線接入，而為實現(xiàn)各應(yīng)用場景的移動性支持，移動互聯(lián)網(wǎng)則主要為無線接入，并有多種網(wǎng)絡(luò)接入方式。

（1）移動通信網(wǎng)

移動通信網(wǎng)絡(luò)是移動互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，采取集中控制、層次化路由的體系架構(gòu)，通過核心網(wǎng)分組域的GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點（SGSN）和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（GGSN）為接入端提供分組數(shù)據(jù)服務(wù)。

移動通信網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的移動性支持，使終端可以在很大地域范圍內(nèi)，在高速移動的同時保持移動通信網(wǎng)絡(luò)的連接。為適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)用戶高速傳輸?shù)男枨?，移動通信網(wǎng)又推出了LTE技術(shù)，在無線接入時采用正交頻分復(fù)用多址編碼技術(shù)來達(dá)到高速傳輸，通過有空間復(fù)用特性的多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)，使得無線傳輸時數(shù)據(jù)可以在多重天線之間并行收發(fā)，同時取消無線控制器（RNC），簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，實現(xiàn)全I(xiàn)P路由，朝著扁平化全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)。高速數(shù)據(jù)服務(wù)的支持使得移動通信網(wǎng)寬帶化，必將為移動互聯(lián)網(wǎng)提供更強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)支持。

（2）無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，其網(wǎng)絡(luò)速度幾乎與以太網(wǎng)相當(dāng)，并允許終端在一定范圍內(nèi)移動接入。同以太網(wǎng)不同的是，以IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的無線局域網(wǎng)在媒體訪問控制子層中采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免（CSMA/CA）控制傳輸媒介，在數(shù)據(jù)傳輸前必須檢測媒介空閑狀態(tài)，避免沖突，而不是同時進(jìn)行傳輸和沖突監(jiān)聽，并采用兩次握手模式的確認(rèn)機(jī)制來確保數(shù)據(jù)傳輸[2]。最新的802.11ad利用開放的60 GHz頻段，大幅度提升了碼元傳輸速率。60 GHz頻段的短波長使天線尺寸更小，易實現(xiàn)智能天線陣列，高增益接收信號。該頻段的優(yōu)良定向性使傳輸波束更窄，有利于減少接入點（AP）間干擾，實現(xiàn)波束空間復(fù)用，使得最大傳輸速率可達(dá)到6.76 Gb/s[3]。

高速發(fā)展的無線局域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)相互交叉的網(wǎng)絡(luò)形式，為寬帶業(yè)務(wù)移動化的實現(xiàn)提供了有力支持。

（3）其他接入網(wǎng)絡(luò)

除了以上兩種主要的接入技術(shù)外，移動互聯(lián)網(wǎng)還具有多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，以滿足不同場景移動用戶的無線接入需求。

針對小范圍無線傳輸?shù)臒o線個域網(wǎng)（WPAN）包括Bluetooth、Zigbee、NFC、UWB、IrDA、6LoWPAN等技術(shù)，實現(xiàn)了短距離、低功耗、低成本的無線通信。

針對室外大范圍寬帶無線接入的無線城域網(wǎng)（WMAN）以IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，其中基于802.16e 的WiMax是國際電信聯(lián)盟批準(zhǔn)的全球3G標(biāo)準(zhǔn)之一。

針對邊遠(yuǎn)地區(qū)的無線區(qū)域網(wǎng)（WRAN）由IEEE 802.22推動，利用認(rèn)知無線電技術(shù)自動檢測空閑的電視頻段并加以利用，對低人口密度區(qū)域提供無線寬帶服務(wù)。WMAN和WRAN的出現(xiàn)極大推動了寬帶業(yè)務(wù)移動化，使得更多區(qū)域能夠高速接入移動互聯(lián)網(wǎng)。

1.2 組網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)思想主張分布式和無層次的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，局部則采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)源于互聯(lián)網(wǎng)，但又衍生出一些新的組網(wǎng)方式，以滿足節(jié)點的移動需求，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化，使得移動互聯(lián)網(wǎng)能夠適應(yīng)各類特殊應(yīng)用場景。

無線局域網(wǎng)延續(xù)了以太網(wǎng)的星形結(jié)構(gòu)，移動通信網(wǎng)絡(luò)則采用集中式控制、嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)[4]，這兩種網(wǎng)絡(luò)為集中式無線網(wǎng)絡(luò)，均有中心節(jié)點，而移動自組織網(wǎng)絡(luò)則是無中心節(jié)點的分布式無線網(wǎng)絡(luò)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)則是多中心的自組織網(wǎng)絡(luò)。

移動自組織網(wǎng)絡(luò)是無需基礎(chǔ)設(shè)施支持、自組織、無線多跳連接、高度動態(tài)、對等式、支持移動通信的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)是由一組處于移動狀態(tài)的節(jié)點組成，無需基站等基礎(chǔ)設(shè)施集中控制，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。移動自組織網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點具有對等性，均充當(dāng)主機(jī)和路由器角色，不需要管理控制中心。

移動自組織網(wǎng)絡(luò)面臨的主要挑戰(zhàn)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化太快、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點資源嚴(yán)重受限，而無線Mesh網(wǎng)絡(luò)則是由固定且有電源供應(yīng)的Mesh路由器采用點到多點無線互聯(lián)組成，由路由器負(fù)責(zé)組織維護(hù)Mesh連接，具有相對穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可提供高帶寬傳輸服務(wù)。

1.3 網(wǎng)絡(luò)終端管理技術(shù)

在移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)終端往往需要同時管理多個網(wǎng)絡(luò)接口以對應(yīng)不同的接入網(wǎng)絡(luò)，有多接口多連接的特性。當(dāng)多接口（MIF）終端接入網(wǎng)絡(luò)時，各接口均能獲取域名服務(wù)器（DNS）、默認(rèn)路由等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。如果DNS解析（如私有DNS請求）沒有選擇相應(yīng)接口的DNS服務(wù)器，這將會導(dǎo)致DNS解析失敗。由于各種接入網(wǎng)絡(luò)性能差異大，分組數(shù)據(jù)傳輸時默認(rèn)接口默認(rèn)路由的選取將直接影響網(wǎng)絡(luò)性能。終端移動時，不同接入網(wǎng)之間的切換將會導(dǎo)致終端已連接至網(wǎng)絡(luò)的會話中斷，嚴(yán)重影響用戶網(wǎng)絡(luò)體驗。RFC6418[5]和RFC6419[6]中采用集中式管理多接口，單應(yīng)用設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)，并在協(xié)議棧處理DNS解析、路由、地址選擇等特殊問題。

具有多接口的設(shè)備往往具有多連接特性，可在源節(jié)點與目的節(jié)點間建立多條路徑。多徑傳輸控制協(xié)議（TCP）即為利用該網(wǎng)絡(luò)特性來提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量發(fā)展而來的新技術(shù)。多徑TCP需處理傳輸時流內(nèi)干擾、流間并行干擾、流間交匯干擾等問題?；趪娙a的FMTCP[7]通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行碼率無關(guān)的隨機(jī)編碼，令傳輸可忽略數(shù)據(jù)包的丟包、抖動、到達(dá)順序，只須有足夠冗余度就可將數(shù)據(jù)還原，有效地提高多徑TCP性能。

當(dāng)終端節(jié)點在不同網(wǎng)絡(luò)間漫游，節(jié)點移動性管理應(yīng)當(dāng)允許節(jié)點保持IP地址不變，保證節(jié)點在漫游過程中與網(wǎng)絡(luò)的連通性。移動IP（MIP）協(xié)議中，在外地網(wǎng)絡(luò)的移動節(jié)點（MN）進(jìn)行發(fā)現(xiàn)獲取轉(zhuǎn)交地址后，向家鄉(xiāng)進(jìn)行注冊，建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。家鄉(xiāng)完成MN注冊，使用IP隧道技術(shù)將原數(shù)據(jù)包封裝后發(fā)往MN的轉(zhuǎn)交地址。MN卻可以向遠(yuǎn)端響應(yīng)節(jié)點（CN）直接發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致MIP路由不是最優(yōu)路徑，也不對稱，產(chǎn)生了“三角路由問題”。移動IPv6同MIP相似，需發(fā)現(xiàn)、節(jié)點注冊、數(shù)據(jù)傳輸?shù)攘鞒?。但家鄉(xiāng)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，采用綁定更新（BU），向CN通告移動節(jié)點當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址，后續(xù)傳輸中CN可向MN直接傳輸數(shù)據(jù)，避免了“三角路由”。移動IP三角路由優(yōu)化示意圖如圖2所示。移動IP和移動IPv6是在網(wǎng)絡(luò)側(cè)實現(xiàn)MIP和MIPv6中移動節(jié)點需要處理的移動性管理工作，使得節(jié)點對移動完全無感知。

同互聯(lián)網(wǎng)相比，移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，網(wǎng)絡(luò)終端管理注重終端多接口多連接的特性，加強(qiáng)對終端節(jié)點移動性的管理，提升網(wǎng)絡(luò)性能。

2 移動互聯(lián)網(wǎng)的能耗優(yōu)化

技術(shù)

移動終端的計算、存儲、電量等資源嚴(yán)重受限，移動云計算的興起使得終端可便捷地使用移動云強(qiáng)大的計算、存儲能力，但同時也提高了移動節(jié)點對傳輸質(zhì)量和能耗的要求。移動云的定位、傳輸、計算等任務(wù)占用終端能耗的很大比例。因此相對于互聯(lián)網(wǎng)來說，移動互聯(lián)網(wǎng)能耗優(yōu)化更側(cè)重于終端能耗優(yōu)化。

2.1 終端定位能耗優(yōu)化

基于位置服務(wù)（LBS）是移動互聯(lián)網(wǎng)最典型服務(wù)之一。在定位中，移動節(jié)點需要獲取當(dāng)前精確時間T，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）可見衛(wèi)星星歷表，并通過多普勒頻率和碼相位（CP）計算T時刻節(jié)點到各衛(wèi)星的距離（偽距）。獲取星歷表及其解碼、偽距計算等過程電能消耗巨大，在長時間持續(xù)更新位置信息時，能耗問題尤為嚴(yán)重。

終端定位能耗優(yōu)化基本策略是通過增大位置信息更新時間間隔來降低能耗。利用節(jié)點本地資源的動態(tài)跟蹤策略分為動態(tài)預(yù)測和動態(tài)選擇。在一次精確定位后，動態(tài)預(yù)測利用陀螺儀、加速度計等能耗較低傳感器進(jìn)行軌跡預(yù)測，當(dāng)預(yù)測漂移超過閾值精度時，重新開啟GPS進(jìn)行精確定位。動態(tài)選擇根據(jù)定位需求精度不同而選擇不同的定位方式進(jìn)行輔助定位，如基站定位、Wi-Fi定位、GPS定位。

隨著移動云發(fā)展，定位能耗也不局限于本地優(yōu)化，還可利用云端豐富的存儲和計算資源?；跉v史地圖的方法是通過存儲大量與精確的GPS方位、其他標(biāo)記關(guān)聯(lián)的歷史位置和軌跡信息，終端提交其移動時切換的基站序列號、無線網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度等標(biāo)記，實現(xiàn)查詢定位，降低定位能耗。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸能耗優(yōu)化

無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)能主要是針對蜂窩數(shù)據(jù)傳輸節(jié)能和Wi-Fi傳輸節(jié)能。無線資源控制（RRC）機(jī)制是在蜂窩系統(tǒng)中所使用的傳輸功率管理機(jī)制。圖3為兩種常見RRC狀態(tài)轉(zhuǎn)移方式。蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口分為高性能高功耗狀態(tài)DCH、低功耗低速率狀態(tài)FACH、空閑狀態(tài)IDLE。高功耗狀態(tài)向低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)移存在空閑等待浪費能量，即圖4所示的尾能耗[8]。而在一次網(wǎng)絡(luò)傳輸中，幾乎60%的能耗為尾能耗[9]?？s短DCH和FACH狀態(tài)的尾部空閑門限時間，或進(jìn)行集中調(diào)度傳輸、流量整形，預(yù)測傳輸結(jié)束時間，直接跳轉(zhuǎn)到空閑狀態(tài)，可顯著降低尾能耗。

蜂窩數(shù)據(jù)傳輸和信號強(qiáng)弱也有很大關(guān)系，Bartendr[10]指出信號弱時，每比特消耗能量是信號強(qiáng)時的6倍。基于信號的優(yōu)化策略在信號弱時，延遲同步通信。信號強(qiáng)時，預(yù)讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，利用信號跟蹤來預(yù)測信號強(qiáng)度。

Wi-Fi占用移動節(jié)點大部分能量消耗，其固有CSMA機(jī)制導(dǎo)致能量效率低下。而消耗能量主要是空閑監(jiān)聽機(jī)制[11-12]。Wi-Fi的功耗控制機(jī)制為節(jié)能模式（PSM）。PSM通過周期性空閑監(jiān)聽（IL）實現(xiàn)提高能量效率。Xinyu等人研究表明即使PSM啟動，網(wǎng)絡(luò)繁忙時IL消耗約占總消耗60%，網(wǎng)絡(luò)空閑時IL消耗約80%[13]。因此在PSM基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化時，可以通過減少花費在IL上的等待時間來提高能量效率。

2.3 基于移動云計算的能耗優(yōu)化

移動云計算的強(qiáng)勁計算能力以及低延時網(wǎng)絡(luò)使得利用計算卸載來降低終端能耗成為可能。計算卸載是將原本在資源受限的移動節(jié)點上執(zhí)行的計算任務(wù)遷移到遠(yuǎn)程服務(wù)器上執(zhí)行，降低終端CPU和內(nèi)存的能量消耗，以此提高能量效率和應(yīng)用性能。計算卸載原理如圖5。

計算卸載技術(shù)可分為細(xì)粒度和粗粒度兩大類。細(xì)粒度計算卸載是對應(yīng)用程序進(jìn)行詳細(xì)分解，分離出網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)少而計算量繁重的CPU密集型任務(wù)，將其遷移至遠(yuǎn)端服務(wù)器。在任務(wù)遷移前，計算卸載需要細(xì)致得檢查運行環(huán)境，衡量終端當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況，再將其遷移。細(xì)粒度卸載的任務(wù)分離算法加大應(yīng)用開發(fā)復(fù)雜度，其好壞也直接影響了卸載效率。而粗粒度任務(wù)卸載不需要程序員預(yù)先對應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行劃分，只需要將所有進(jìn)程或整個虛擬機(jī)遷移到遠(yuǎn)程服務(wù)器上運行，利用移動云統(tǒng)計應(yīng)用執(zhí)行時間去尋找統(tǒng)計學(xué)上的最佳時間限制，當(dāng)應(yīng)用在本地運行時間超過了該限制后就被整體遷移到云端。粗粒度卸載的最大弊端是部分任務(wù)（如用戶交互部分）可能無法從云端遷移中獲益。另外，整個程序遷移可能會導(dǎo)致額外傳輸消耗。

3 移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

3.1 移動互聯(lián)網(wǎng)向IPv6過渡

目前由于IPv4地址短缺，移動節(jié)點一般只能獲取私有地址。移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提升之后，將有大量高速網(wǎng)絡(luò)訪問需求，從而會面臨很多問題。運營商為爆炸式增長的移動設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時，需要對有限公網(wǎng)IP地址進(jìn)行多級網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT），為CGN服務(wù)器帶來繁重負(fù)載。私有地址破壞了移動互聯(lián)網(wǎng)的端到端特性，直接影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。而IPv6巨大的地址空間為移動終端成為互聯(lián)網(wǎng)上的獨立節(jié)點提供了支撐，在減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的同時又可為用戶提供更好服務(wù)。

3.2 移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)融合

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，具有智能感知、便捷傳輸、高效計算、綠色節(jié)能等特性的移動互聯(lián)網(wǎng)將會是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。在感知方面，擁有眾多傳感器以及最新傳感技術(shù)的移動互聯(lián)網(wǎng)終端將成為物聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點，成為物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的源節(jié)點。在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入方式、組網(wǎng)方式是物聯(lián)網(wǎng)所需的重要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，移動高速實時連接的網(wǎng)絡(luò)使得物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有自組織、自管理特性的網(wǎng)絡(luò)令物聯(lián)網(wǎng)有更強(qiáng)魯棒性、穩(wěn)定性。在信息處理方面，移動云計算令物聯(lián)網(wǎng)擁有更高效的處理能力，擺脫節(jié)點電量受限、計算能力受限等局面。在能耗方面，移動互聯(lián)網(wǎng)的定位、傳輸、能耗優(yōu)化等技術(shù)均適用于物聯(lián)網(wǎng)，可降低物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點能耗。移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合勢在必行。

4 結(jié)束語

移動互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)但更注重移動特性與節(jié)點能耗，新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、能耗優(yōu)化技術(shù)使其終端移動性支持更加完善。在后續(xù)發(fā)展中，IPv6過渡、與物聯(lián)網(wǎng)的融合將會令移動互聯(lián)網(wǎng)迎來新一輪的快速發(fā)展，產(chǎn)生更大社會影響力。

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篇(2)

【關(guān)鍵詞】 面向未來 移動通信 核心網(wǎng)架構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)

以虛擬化網(wǎng)絡(luò)以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)，不僅可以使核心網(wǎng)的接口與協(xié)議更加簡化，而且還對智能化管理模塊進(jìn)行構(gòu)建，可以使未來移動網(wǎng)絡(luò)更具自動化，使5G網(wǎng)絡(luò)可以在各種環(huán)境中正常通信。同時虛擬化核心架構(gòu)可以對功能進(jìn)行集成，將處理模塊與用戶模塊進(jìn)行分離，使核心網(wǎng)更好的進(jìn)行分布式處理。

一、以4G網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)虛擬化

在4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，核心網(wǎng)是由一系列的物理網(wǎng)元構(gòu)成的，同時物理網(wǎng)元之間有標(biāo)準(zhǔn)化接口進(jìn)行連接通信。在4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中控制面與用戶面是分開的，其中控制面責(zé)用戶的接入管理、鑒權(quán)、會話管理等；而用戶面主要是對用戶的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、隧道管理、地址管理等。雖然4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中控制面與用戶面是分開的，但用戶面的相應(yīng)網(wǎng)元中依然有部分控制面的功能，主要負(fù)責(zé)IP地址分配、會話管理等功能。對核心網(wǎng)虛擬化時，最簡捷的方法就是對物理網(wǎng)元分別進(jìn)行虛擬化。

二、面向未來的移動通信核心網(wǎng)架構(gòu)

1、集成虛擬核心網(wǎng)架構(gòu)。虛擬核心網(wǎng)架構(gòu)構(gòu)建的前提是不改變4G架構(gòu)。在虛擬化平臺上網(wǎng)元之間的數(shù)據(jù)是共享的，明顯減少網(wǎng)元之間的接口以及信令交互，從而縮短時延，提升通信效率。同時在虛擬化平臺上可以更加容易實現(xiàn)核心網(wǎng)元的功能。而集成的核心網(wǎng)軟件包可以減少網(wǎng)元之間的接口，簡化流程，有效縮短時延，提升系統(tǒng)的便捷程度。

2、多張網(wǎng)絡(luò)并存的核心網(wǎng)。5G網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的多樣性，可以滿足各種場景的不同需求。5G網(wǎng)絡(luò)不僅需要支持超密集網(wǎng)絡(luò)，而且需要支持海量連接，同時還需要確保高速傳輸與可靠性。在5G網(wǎng)絡(luò)場景中并不需要同時對所有性能進(jìn)行支持，如果在同一張網(wǎng)絡(luò)中對所有需求進(jìn)行支持，不僅會提升網(wǎng)絡(luò)要求，而且不利于對網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。而在5G時代，網(wǎng)絡(luò)需求會更多、更高，用一張網(wǎng)絡(luò)對各種功能進(jìn)行支持的難度越來越大。而運用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，可以對新的移動核心網(wǎng)進(jìn)行有效構(gòu)建，只需要把不同版本與功能的虛擬核心網(wǎng)網(wǎng)元的相應(yīng)原件與需求告訴編排器，就可以自動的為核心網(wǎng)分配硬件資源，對相應(yīng)軟件進(jìn)行加載，對網(wǎng)元進(jìn)行實例化與配置，并對網(wǎng)元之間的鏈路進(jìn)行分配。如圖1所示，為多張核心網(wǎng)并存的未來網(wǎng)絡(luò)運營模式。

圖中運營商同時運用兩張?zhí)摂M核心網(wǎng)，其中一個是針對人與人之間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)，另一個是針對物聯(lián)網(wǎng)的專用核心網(wǎng)。運營商可以運用專用網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的終端服務(wù)，可以以物聯(lián)網(wǎng)的特點為依據(jù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化。同時不同的虛擬核心網(wǎng)可以對基礎(chǔ)設(shè)施與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行共享。

3、智能管理。智能管理可以自動的對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，對正在運行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時監(jiān)控，并以網(wǎng)絡(luò)的運行情況為依據(jù)進(jìn)行恰當(dāng)、有效的調(diào)整，以確保網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳的運行狀態(tài)。5G網(wǎng)絡(luò)時代，NFV的引入與應(yīng)用使多個專用核心網(wǎng)同時運行成為可能。但是核心網(wǎng)的配置與維護(hù)工作量會提升。所以需要對網(wǎng)絡(luò)自動安裝、部署、配置與維護(hù)的實現(xiàn)進(jìn)行重點研究。為了對網(wǎng)絡(luò)智能管理進(jìn)行支持，首先需要對正在運行的網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)狀況信息進(jìn)行收集；其次，需要對空閑資源的情況進(jìn)行收集；最后，還需要對與業(yè)務(wù)有關(guān)的信息進(jìn)行收集。在所需信息收集完全后，對信息進(jìn)行分析。而收集信息的主要目的就是對終端的行為模式進(jìn)行了解與掌握，并以此為依據(jù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)不僅需要對各種信息進(jìn)行收集，并進(jìn)行有效的分析處理，而且還需要提供接口，可以使運營商管理人員對必要信息進(jìn)行配置。例如：策略信息、可以選擇的、新型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求。其中策略信息可以是網(wǎng)絡(luò)部署策略、優(yōu)化策略等，而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求就是企業(yè)、政府、運營商等大客戶的需求。網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)需要根據(jù)相應(yīng)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署與優(yōu)化。如圖2所示，為未來核心網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)。

結(jié)束語：以虛擬化4G核心網(wǎng)為依據(jù)，利用5G網(wǎng)絡(luò)的熱點技術(shù)進(jìn)行有效簡化，提出了一種集成的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)，可以支持網(wǎng)絡(luò)智能管理，并實現(xiàn)多種核心網(wǎng)的并存。集成的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)可以對核心網(wǎng)功能進(jìn)行集成，并將處理模塊以及用戶模塊分離，從而使網(wǎng)絡(luò)可以更好地進(jìn)行分布式處理。同時智能管理模塊的引入與應(yīng)用，可以使網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)運行與維護(hù)的自動化。

篇(3)

一、移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)簡述

隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展，其用戶群體不斷增長，移動通信不僅實現(xiàn)清晰的話音功能，加之方便人們攜帶，其方便的網(wǎng)絡(luò)化功能也受到用戶的喜愛，正成為人們生活和工作不可缺少的一部分。隨著移動通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加，不僅可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供的網(wǎng)絡(luò)支撐更強(qiáng)大，也使得物聯(lián)網(wǎng)普及的廣度和深度拓展到一個新的層面，更好的促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)運用和發(fā)展?？梢哉f移動通信網(wǎng)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要伙伴，其不受時間、空間的限制，可以更好的為用戶提供個性化的服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)做為一個新興網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，其主要是通過相關(guān)的信息傳輸設(shè)備，如射頻識別（RFID），激光掃描器、紅外感應(yīng)器等組成信息化全球定位系統(tǒng)，通過自身傳感設(shè)備按一定的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通。從而達(dá)到通過信息通信，實現(xiàn)雙向或多向的信息交換，達(dá)到對物品的智慧化識別、管理、跟蹤、定位、監(jiān)控的功能。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不嚳⒄梗其應(yīng)用也會更加豐富。如現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)的將感應(yīng)器嵌入和裝備嵌入到鐵路系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、大型建筑、電網(wǎng)、隧道、橋梁、公路、油氣管線、大壩等重要設(shè)施中，通過物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的整合，可以更方便的對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對其設(shè)施的操作實現(xiàn)遠(yuǎn)程化、智能化的。

而作為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)實現(xiàn)的重要載體之一，移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合就顯得至關(guān)重要，也是移動通信應(yīng)用面臨前所未有發(fā)展機(jī)遇。在未來一段時期，隨著我國社會信息化的全面推進(jìn)，也必將給移動通信提供更加廣闊的空間。同時，我們也看到了移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透社會生活的各個領(lǐng)域，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，基于物聯(lián)網(wǎng)的新型移動通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將應(yīng)運而生，將移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的相互融合，我們將逐步邁進(jìn)一個網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用智能化的移動物聯(lián)網(wǎng)信息社會。

二、物聯(lián)網(wǎng)的重要組成

物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍是互聯(lián)網(wǎng)，作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸，物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段，是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)主要通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等先進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中。物聯(lián)網(wǎng)主要由五大部分組成：

（一）信息的獲取部分

信息的獲取部分，主要是通過采用大量的傳感設(shè)備對相關(guān)的信息進(jìn)行識別和獲取，并將采集的信息進(jìn)行數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。傳感技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最前端的感覺細(xì)胞，也是相關(guān)信息收集的主要來源，通過傳感設(shè)備將信息傳輸?shù)酱竽X進(jìn)行分析和反饋處理。

（二）信息的控制

信息控制部分是將獲取的信息依據(jù)相關(guān)傳輸網(wǎng)絡(luò)的指令要求做進(jìn)一步處理，從而達(dá)到相關(guān)信息傳輸?shù)囊蟮臓顟B(tài)，為下一步傳輸做準(zhǔn)備。

（三）信息傳輸

因為物體相關(guān)信息分布在不同的區(qū)域，有的物體還是處于不斷的移動過程中，因此，信息的傳輸需要一個非常靈活的傳輸網(wǎng)絡(luò)將獲取的物體信息接收和傳遞出去，就目前而言，移動通信網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)非常便捷的傳輸通道，信息傳輸部分也是物聯(lián)網(wǎng)十分重要的一個環(huán)節(jié)，對物聯(lián)網(wǎng)的安全運行有著至關(guān)重的作用。

（四）信息的處理

信息的處理，包括對收集到的信息進(jìn)行重新組合，將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，從而使得數(shù)據(jù)更清晰更可靠。信息的處理一直是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個難點，面對海量信息的分析和甄別涉及到眾多行業(yè)技術(shù)，如模糊識別、云計算等。

（五）信息的應(yīng)用

信息的應(yīng)用是指對對接受的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息處理應(yīng)用。這部分主要是依據(jù)不同用戶的需求，設(shè)計不同的控制管理系統(tǒng)或應(yīng)用程序，然后通過這些系統(tǒng)和程序來識別物體的身份、獲取物體的位置、對物體進(jìn)行管理和監(jiān)控等，從而達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目標(biāo)。

三、移動通信網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的融合實踐

由于物體的位移具有較強(qiáng)的隨意的，其的位置也是不斷移動變化的。因此，物聯(lián)網(wǎng)中海量數(shù)據(jù)的傳輸和處理需要一種機(jī)動性和靈活性都比較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)來支持。而目前，發(fā)展迅速的移動通信網(wǎng)是其最好的選擇。在近些年來，移動通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，尤其是第四代移動通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為海量數(shù)據(jù)的傳輸和處理提供了基本的網(wǎng)絡(luò)通信支持，隨著第五代移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最好的網(wǎng)絡(luò)伙伴。移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合主要體現(xiàn)以下幾個方面：

移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合。我們都知道，移動通信網(wǎng)絡(luò)由移動的終端設(shè)備、移動傳輸網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)管理三個部分組成的，而物聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的融合在這三個部分都具有共同點，從而為二者的融合提供了很大的便利。

移動終端設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)的融合。我們都知道，移動終端設(shè)備的機(jī)動性和靈活性都比較強(qiáng)，具有其他通信網(wǎng)絡(luò)無法比擬的優(yōu)勢。具體到手持移動終端設(shè)備，可以更便利的獲取物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)信息，并具有相關(guān)信息的識別功能。針對物聯(lián)網(wǎng)需要對不同節(jié)點進(jìn)行跟蹤，而移動終端設(shè)備可以很方便的獲取相關(guān)的物品信息，并對物品信息進(jìn)行采集。

移動傳輸網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的融合。移動通信網(wǎng)絡(luò)主要的功能是對網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點之間建立信息傳輸。而物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需要通信傳輸功能與移動通信網(wǎng)功能十分接近。而建立動通信網(wǎng)不僅是一個快速、方便、穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)，也可以很方便使物聯(lián)網(wǎng)不同的識別設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)中，并在移動通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行海量化的數(shù)據(jù)傳輸。第4代移動通信技術(shù)的應(yīng)用，以及第5代移動通信的不斷發(fā)展與成熟，通過移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合，也為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用起到了很好的促進(jìn)作用。

移動網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理與物聯(lián)網(wǎng)的融合。為了保證移動通信網(wǎng)的正常使用和運行，需要定期或不定期的對移動通信傳輸設(shè)備及其性能維護(hù)和管理。對物聯(lián)網(wǎng)而言，其維護(hù)和管理的范圍更為廣泛，因為物聯(lián)網(wǎng)不僅包含了物品與物品、人與物品、人與人之間的信息和數(shù)據(jù)的傳輸，也需要人與人之間語間、視頻的通信傳輸。但二者之間網(wǎng)絡(luò)管理和基本維護(hù)基本相同，如果移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)相融合，只要進(jìn)行一些改進(jìn)就可以完全適用。

四、移動通信與物聯(lián)網(wǎng)融合展望

在通信業(yè)人口紅利釋放殆盡，主流移動通信市場的終端滲透率趨于飽和，運營商急需通過尋找新的服務(wù)，挖掘網(wǎng)絡(luò)服務(wù)價值。在這樣的大背景下，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)被公認(rèn)為移動通信業(yè)務(wù)的新藍(lán)海。移動通信網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)融合，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對大容量、低成本滿足物聯(lián)網(wǎng)海量連接和低吞吐量需求；其中移動通信網(wǎng)可以實時彈性、無損升級滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)多變、發(fā)展變化快的特性，分布式容災(zāi)、精確故障定位滿足物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性要求；架構(gòu)開放，兼容5G，滿足未來網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。移動通信網(wǎng)通過專業(yè)的運維手段，包括業(yè)務(wù)的自動部署、網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析、自動彈性伸縮，形成一整套閉環(huán)的運維系統(tǒng)，降低物聯(lián)網(wǎng)運營商的運維成本。

篇(4)

中國電信集團(tuán)公司副總工程師靳東濱透露，中國電信將在明年正式推出云主機(jī)、云存儲等系列產(chǎn)品。在具體推進(jìn)過程中，電信將著重做好以下三個方面的工作：一是合作共贏，充分發(fā)揮技術(shù)示范效應(yīng)；第二，是持續(xù)創(chuàng)新，以標(biāo)準(zhǔn)促發(fā)展，實現(xiàn)研發(fā)突破。十二五期間，中國電信將重點聚焦云平臺、網(wǎng)絡(luò)云承載、移動云應(yīng)用、行業(yè)云應(yīng)用等產(chǎn)品課題，加快研究制定和中國電信M2M技術(shù)規(guī)范和管理規(guī)范。在此基礎(chǔ)上，通過建立終端管理、能力匯聚、行業(yè)應(yīng)用等平臺和系統(tǒng)，最終形成完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公共服務(wù)平臺，為社會提供服務(wù)；第三是提升數(shù)據(jù)服務(wù)能力，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國電信將依托遍布全國的數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施、資源，統(tǒng)一建設(shè)、部署覆蓋全國業(yè)內(nèi)一流的云計算數(shù)據(jù)中心。十二五期間，將提供數(shù)百萬臺高性能虛擬主機(jī)的能力，通過構(gòu)建全國統(tǒng)一的云管理平臺，實現(xiàn)一鍵接入、全網(wǎng)服務(wù)；彈性調(diào)度，按需分配；綠色環(huán)保、互為災(zāi)備。同時，依托覆蓋全國的大容量、高互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心之間的高速互聯(lián)及用戶的高速接入。

中聯(lián)通：重點進(jìn)攻行業(yè)信息服務(wù)業(yè)

“從目前ICT業(yè)務(wù)的熱點應(yīng)用來看，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)信息服務(wù)將成為ICT業(yè)務(wù)發(fā)展的重點領(lǐng)域，其中，行業(yè)信息服務(wù)，將承載云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等多種應(yīng)用，成為ICT業(yè)務(wù)中最強(qiáng)勁的增長點?！敝袊?lián)通總裁朱立軍在201 1通信展上表示，近年來，中國聯(lián)通依托3G業(yè)務(wù)，在移動辦公、物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、電子商務(wù)、安全服務(wù)等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，取得了突破性成果。未來，中國聯(lián)通將以服務(wù)社會信息化為己任，發(fā)揮自身的網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)和服務(wù)的優(yōu)勢，積極服務(wù)于車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局，在移動辦公、物聯(lián)網(wǎng)及電子商務(wù)等重點領(lǐng)域，推出眾多行業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新產(chǎn)品，為各級政府和各級部門、各行業(yè)信息化建設(shè)提供全方位的信息服務(wù)。

中移動：推進(jìn)“四網(wǎng)融合"，加強(qiáng)行業(yè)應(yīng)用開發(fā)

“為了應(yīng)對外部環(huán)境的劇烈變化，中國移動將在鞏固傳統(tǒng)業(yè)務(wù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，不斷加大在移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的探索和投入，以在移動互聯(lián)網(wǎng)時代保持自身的競爭優(yōu)勢。”中國移動通信集團(tuán)公司副總裁沙躍家表示，在具體層面，中移動將重點開展4方面的工作：第一，抓住移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的機(jī)遇，積極探索新領(lǐng)域和新模式，在新領(lǐng)域方面，中移動順應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢，推出了手機(jī)閱讀，手機(jī)視頻等電信和其他行業(yè)相結(jié)合的應(yīng)用。在新模式方面，推出了移動應(yīng)用商場，并通過這個平臺打造了移動互聯(lián)網(wǎng)時代一種全新的合作共贏的模式；第二，推動物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，助力信息化社會的建設(shè)；第三，推進(jìn)無線城市的建設(shè)，創(chuàng)建高效的城市發(fā)展模式；最后，加快3G到LTE的演進(jìn)，應(yīng)對移動互聯(lián)網(wǎng)的流量挑戰(zhàn)。

廣電：積極謀求改變

與電信運營商清晰的產(chǎn)業(yè)化、行業(yè)化發(fā)展思路相比，有線運營商的步伐明顯有些落后，但在三網(wǎng)融合和信息化發(fā)展的背景下，廣電思維受到巨大沖擊，也在悄然發(fā)生著變化。ICTC2011展會顯示，廣電行業(yè)在諸多方面均已取得突破性發(fā)展：網(wǎng)絡(luò)從封閉走向開放；運營從區(qū)域分割轉(zhuǎn)向以省網(wǎng)為核心的聯(lián)盟化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展；隨著直播衛(wèi)星公共服務(wù)地位的確立，廣電各傳輸渠道的發(fā)展更趨和諧；智能交通等行業(yè)應(yīng)用初現(xiàn)端倪；云計算、物聯(lián)網(wǎng)、IDC等新技術(shù)均在逐漸地發(fā)展。這一切都將推動廣電業(yè)向更遠(yuǎn)的方向前進(jìn)，如今的廣電行業(yè)，無論從發(fā)展方向上，還是時機(jī)把握上都至關(guān)重要。

與往屆相比，ICTC2011展會的亮點主要表現(xiàn)在發(fā)展思路和業(yè)務(wù)應(yīng)用改變兩大方面：

首先。是發(fā)展思路的轉(zhuǎn)變。

廣電在三網(wǎng)融合時代的發(fā)展，是借鑒電信發(fā)展的思路，還是依托自身優(yōu)勢走自己的道路?在ICTC201 1相關(guān)論壇上，廣電人就此話題展開激烈的爭論，這表明，廣電已有了危機(jī)意識和探索發(fā)展的意識。筆者認(rèn)為，對于廣電行業(yè)來說，在內(nèi)容上尋求自身的特點和優(yōu)勢，在業(yè)務(wù)及應(yīng)用方面借鑒電信的發(fā)展方式，并將兩者有機(jī)結(jié)合，尋求一條適合自己的發(fā)展道路才是可取的。其次。業(yè)務(wù)應(yīng)用從單純的技術(shù)展示向行業(yè)應(yīng)用方向拓展。

ICTC2011在展示NGB、雙向網(wǎng)改、互動業(yè)務(wù)、終端、家庭網(wǎng)絡(luò)、無線傳輸?shù)确矫嫘录夹g(shù)的同時，也展示了在線醫(yī)療、家庭信息化、可視交互、在線支付、電視理財、網(wǎng)絡(luò)教育、綜合信息服務(wù)等豐富多彩的互動業(yè)務(wù)和行業(yè)新應(yīng)用。

NAGER、博通、摩托羅拉、深圳同洲、茁壯網(wǎng)絡(luò)、永新視博、烽火等行業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)圍繞OTT、多屏融合、家庭聯(lián)網(wǎng)、IP化傳輸、三網(wǎng)融合、云計算等廣電行業(yè)的新技術(shù)全面展示了端到端三網(wǎng)融合解決方案，涵蓋了融合播控平臺、PTN寬帶承載、EPON+EoC寬帶接入等多個方面。

其中，NAGRA公司展示的端到端多屏技術(shù)解決方案，不但傳輸網(wǎng)絡(luò)可橫跨地面、衛(wèi)星、有線、lP及移動網(wǎng)絡(luò)等多種平臺，而且用戶通過平板電腦、智能手機(jī)、個人電腦、互

(下轉(zhuǎn)第43頁)聯(lián)網(wǎng)電視及有線電視機(jī)頂盒等多種終端均能以統(tǒng)一界面接收運營商提供的服務(wù)內(nèi)容，且對各通道的內(nèi)容均能提供完善的CA支持。該技術(shù)在極大地提升了用戶體驗的同時，也為有線運營商提供了更好的業(yè)務(wù)盈利能力。

篇(5)

關(guān)鍵詞：智慧校園；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；設(shè)計；方案

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）17-0263-03

Abstract： In reviewing the achievements of campus information construction of Anqing Normal University in 12th Five-Year， the existing problems and challenges are analyzed. Combined with cloud computing， mobile Internet， Internet of things， virtualization and other technologies， construction objectives of Smart campus are proposed， the application of key technologies in the construction of smart campus network environment are studied， network structure optimization， the implementation of wireless network coverage planning programs are designed， carrying all kinds of things in the network support platform and a one-stop intelligent information management platforms are built. It provides a design scheme for the construction of the campus information network environment during 13th Five-Year.

Key words： intelligent campus； network environment； design； scheme

1 概述

基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化等技術(shù)的綜合運用，智慧校園是數(shù)字校園的擴(kuò)展與提升，是學(xué)校信息化發(fā)展的高級階段。智慧校園通過與物聯(lián)網(wǎng)相融合，實現(xiàn)對人、財、物等環(huán)境的主動感知；通過與無線網(wǎng)絡(luò)的相融合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫互聯(lián)；通過提供的統(tǒng)一、便捷、智能化的信息應(yīng)用和資源，實現(xiàn)個性化服務(wù)；通過校園網(wǎng)內(nèi)外環(huán)境的融合開放、資源支持和空間拓展，構(gòu)建開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的規(guī)劃與建設(shè)是智慧校園的基礎(chǔ)平臺，本文在回顧安慶師范大學(xué)數(shù)十年信息化建設(shè)綜合成就的基礎(chǔ)上，面向十三五規(guī)劃，研究并分析智慧校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)計與實現(xiàn)。

安慶師范大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)為扁平化大二層結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)主干萬兆互聯(lián)，有線網(wǎng)絡(luò)全校覆蓋，無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋全校教學(xué)辦公區(qū)域；全網(wǎng)交換機(jī)超過350臺，校園網(wǎng)各類服務(wù)器超過80余臺，信息點超過12000個，無線AP近714個，注冊用戶數(shù)30000人；校園網(wǎng)絡(luò)提供四個出口（中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、教育科研計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（含IPV6）），總帶寬5.5G；提供DNS、WWW、E-Mail、VPN、FTP、VOD、OA、教務(wù)管理系統(tǒng)、科研管理、圖書管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、國有資產(chǎn)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等應(yīng)用服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)出口部署萬兆防火墻、上網(wǎng)行為審計系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理平臺、身份認(rèn)證計費系統(tǒng)等；2015年6月，校園信息門戶（統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)）和移動信息門戶順利上線，基本實現(xiàn)全校用戶數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用系統(tǒng)的信息融合。2015年12月，新建的150平方米標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房正式投入使用，為智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。

校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2 存在的問題與面臨的挑戰(zhàn)

教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011―2020年）》提出的“推進(jìn)信息技術(shù)與教育深度融合，以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化”；安徽省政府《安徽省教育信息化中長期發(fā)展規(guī)劃（2013―2020年）》高等教育信息化發(fā)展預(yù)期目標(biāo)：2017年，高等教育“兩平臺”接入安徽教育公共服務(wù)平臺；建成高質(zhì)量的數(shù)字資源體系并與教育教學(xué)深度融合，科研創(chuàng)新信息化支撐體系基本建成。2020年，人才培養(yǎng)模式不斷創(chuàng)新，人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升，利用信息化手段服務(wù)社會和傳承文化能力顯著增強(qiáng)。

2015年7月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推動“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，互聯(lián)網(wǎng)+已上升為國家戰(zhàn)略。2015年7月，清華大學(xué)舉辦了“2015智慧校園規(guī)劃與建設(shè)暨高校信息化峰會”，旨在推動智慧校園規(guī)劃與建設(shè)創(chuàng)新，為高校信息化建設(shè)“十三五”規(guī)劃指明方向。

結(jié)合安慶師范大學(xué)“十三五”校園信息化建設(shè)現(xiàn)狀和需求，提出“高感知度 強(qiáng)協(xié)作能力的‘智慧校園’作為學(xué)?！笆濉毙畔⒒?guī)劃建設(shè)的重要內(nèi)容。綜合分析學(xué)校支撐智慧校園的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，還面臨以下挑戰(zhàn)：

大二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對核心設(shè)備依賴嚴(yán)重，單點故障將影響全網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化。學(xué)校網(wǎng)絡(luò)由原來的三層結(jié)構(gòu)改造成大二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運行至今，期間，因設(shè)備版本自身BUG運行中兩次宕機(jī)，導(dǎo)致全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中斷，后通過版本升級，問題得以較快解決。

無線網(wǎng)絡(luò)全校覆蓋有待進(jìn)一步優(yōu)化和拓展。早期四棟教學(xué)樓無線網(wǎng)絡(luò)AP支持802.11a/b/g，最大帶寬54M，每樓層部署2個AP。AP密度低，帶寬小，用戶體驗較差；少數(shù)公共廣場和學(xué)生食堂網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋，無感知上網(wǎng)存在盲區(qū)；學(xué)生宿舍區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋有待進(jìn)一步延伸。

各類專業(yè)子網(wǎng)需進(jìn)一步整合資源，實現(xiàn)集約化管理，構(gòu)建感知度高、協(xié)同能力強(qiáng)的智慧校園一體化網(wǎng)絡(luò)平臺。2014年12月，校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)一期工程投入使用，龍山校區(qū)已全覆蓋，各類攝像頭940個。二期工程正在建設(shè)中，擬覆蓋菱湖校區(qū)，各類攝像頭超過200個。建成后的校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)各類攝像頭將達(dá)到1200左右，為學(xué)校師生員工學(xué)習(xí)生活提供了有力安全保障。2015年9月，由后勤管理處建設(shè)并管理的水電節(jié)能監(jiān)控平臺、由計算機(jī)學(xué)院建設(shè)并管理的水污染在線監(jiān)控平臺、由生命科學(xué)學(xué)院建設(shè)并管理的江豚研究在線監(jiān)測平臺等先后上線運行。隨著非技術(shù)部門搭建的網(wǎng)絡(luò)平臺，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，節(jié)能監(jiān)控平臺，水污染在線監(jiān)控平臺，江豚研究在線監(jiān)測平臺等系統(tǒng)因前期規(guī)劃等各種因素與校園網(wǎng)絡(luò)的融合存在一定的障礙，如何構(gòu)建一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)智慧校園網(wǎng)絡(luò)無縫隙對接顯得尤其重要。

全網(wǎng)IPV6規(guī)劃和應(yīng)用；為開放辦學(xué)提供便捷、開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；內(nèi)外網(wǎng)融合，為校園卡用戶進(jìn)一步拓展支付渠道等。

3 “智慧校園”網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)目標(biāo)

以物聯(lián)網(wǎng)、云計算和虛擬化等新興技術(shù)為支撐，構(gòu)建感知度高、協(xié)同能力強(qiáng)的智慧校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，到2020年，基本建成覆蓋全校的教學(xué)、科研、管理信息化環(huán)境；整合校內(nèi)各應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享、數(shù)據(jù)集中存儲、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、信息智能推送、一站式響應(yīng)服務(wù)的信息化支撐體系；進(jìn)一步提升教育管理信息化水平和公共服務(wù)信息化水平，建設(shè)師生滿意的智慧校園。

4 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)

結(jié)合學(xué)校實際情況，分析智慧校園建設(shè)存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)，提出以下設(shè)計方案。

4.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，夯實智慧校園支撐平臺

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由核心、匯聚和接入三層構(gòu)成，該構(gòu)架的核心層主要負(fù)責(zé)高速轉(zhuǎn)發(fā)，匯聚和接入層負(fù)責(zé)用戶接入、相互隔離以及協(xié)議終結(jié)。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的主要工作量多集中在匯聚層和接入層，用戶上網(wǎng)行為控制較難，整網(wǎng)精細(xì)化管理和控制比較復(fù)雜，此類結(jié)構(gòu)對規(guī)模越來越大、應(yīng)用越來越復(fù)雜的高校校園網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展構(gòu)成瓶頸。

考慮到高校校園網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)承載下的高性能、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和業(yè)務(wù)模式、簡化運維工作量等需求，對傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實施扁平化改造勢在必行：將原來核心、匯聚、接入三層結(jié)構(gòu)從邏輯上變成業(yè)務(wù)控制層和寬帶接入層兩層構(gòu)架。

扁平化構(gòu)架中的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備功能是完成用戶業(yè)務(wù)控制和管理，主要有：ACL、QOS、帶寬控制、認(rèn)證控制、上網(wǎng)行為控制等，有利于發(fā)揮核心設(shè)備的高性能、穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)勢；匯聚層和接入層提供用戶寬帶接入，只提供VLAN隔離功能，不涉及業(yè)務(wù)功能，有利于業(yè)務(wù)部署，同時也增強(qiáng)了匯聚層和接入層設(shè)備的通用性（匯聚層設(shè)備支持QinQ，接入層設(shè)備支持VLAN），簡化了設(shè)備管理，尤其是降低了接入層設(shè)備的日常維護(hù)。兩層構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)層次功能更清晰，并且實現(xiàn)“用戶”級別的管控：用戶的賬號、MAC、IP地址、上線時間及訪問行為可跟蹤、可審計；用戶可訪問的資源權(quán)限、對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用等，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的精細(xì)化管理，保障重要應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)承載，包括安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

為使校園網(wǎng)絡(luò)“無處不在，隨處可用”，學(xué)校將進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，校園網(wǎng)核心雙機(jī)雙路虛擬化，核心節(jié)點萬兆雙鏈路上行，使智慧校園支撐平臺更加安全、健壯，擬進(jìn)一步優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 擬進(jìn)一步優(yōu)化的校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

4.2 構(gòu)建與有線網(wǎng)絡(luò)相互融合、用戶體驗良好的WLAN網(wǎng)絡(luò)

為使用戶能便捷地訪問校內(nèi)各類應(yīng)用資源，暢享5A服務(wù)（Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything），構(gòu)建與有線網(wǎng)絡(luò)相互融合，用戶體驗良好的WLAN網(wǎng)絡(luò)，按照“統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施”的原則，學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)（AQTCWLAN）項目分三期建設(shè)：

一期工程：教學(xué)辦公區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，主要覆蓋教學(xué)樓、實驗樓、辦公樓、體育場館、會議室、圖書館等區(qū)域，為學(xué)校教學(xué)、科研、管理，學(xué)生學(xué)習(xí)提供無線網(wǎng)絡(luò)平臺。

二期工程：學(xué)生生活區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，擬主要覆蓋學(xué)生宿舍區(qū)、食堂等，為學(xué)校管理，學(xué)生學(xué)習(xí)、生活、娛樂提供無線網(wǎng)絡(luò)平臺。

三期工程：校內(nèi)公共區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

從1999年至今，無線接入已經(jīng)歷了四代技術(shù)，分別是802.11b，802.11a/802.11g，802.11n，802.11ac，主要終端產(chǎn)品接入速率也從2Mbps，54Mbps，450Mbps到現(xiàn)在的1.3Gbps，最新推出的11ac wave2產(chǎn)品接入速率已達(dá)1.7Gbps。

在一期建設(shè)中，作為有線網(wǎng)絡(luò)的輔助手段，學(xué)校部分AP采用放裝模式，使用支持802.11a/b/g/n技術(shù)的無線AP，部分場所用戶體驗較差。根據(jù)規(guī)劃，在二期、三期工程中，將增加AP布放密度，增強(qiáng)用戶在原四棟教學(xué)樓的無線感知。增補(bǔ)人員密集區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備覆蓋密度，延伸無線校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，改善用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。

由于無線網(wǎng)絡(luò)與物理環(huán)境、電磁環(huán)境、人員密度、用戶需求等因素有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，上述因素組合構(gòu)成了不同的場景，導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)具有較大的彈性。在設(shè)計中，基于現(xiàn)場勘查，無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計主要考慮無線覆蓋的合理性、設(shè)備運行的可靠性及業(yè)務(wù)的高可用性。對一些環(huán)境面積較大、材質(zhì)特別或建筑格局非常規(guī)場所，如體育館、圖書館、實習(xí)車間等場景，可考慮采取抽取樣本區(qū)域進(jìn)行仿真設(shè)計。在設(shè)計AP位置和數(shù)量時，主要考慮以下因素：

保證目標(biāo)區(qū)域人號全覆蓋；

考慮在線用戶數(shù)量，即高密環(huán)境下保障無線部署；

盡量避免安裝在承重柱、實心障礙物等附近，影響覆蓋；

盡量避免安裝在強(qiáng)烈干擾源附近。

4.3 建設(shè)融合并承載各類物聯(lián)網(wǎng)的泛在網(wǎng)絡(luò)支撐平臺和一站式智能化信息管理平臺

智慧校園對網(wǎng)絡(luò)需求是無所不在的連接，即泛在網(wǎng)絡(luò)，它能提供給用戶無論何時，無論何地都可以通過合適的終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相連，獲取個性化的信息需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，泛在網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)深度融合，通過采用各種不同的技術(shù)把物理世界的各種智能體、傳感器接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)人與物、物與物、人與人之間按需進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲、認(rèn)知、決策、使用等服務(wù)。將通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)之間相互協(xié)同融合，具備環(huán)境感知、內(nèi)容感知及智能感知，為用戶和管理者提供泛在的，無所不含的信息服務(wù)和應(yīng)用。

隨著學(xué)校事業(yè)的快速發(fā)展，信息化系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，近年來，現(xiàn)代教育技術(shù)中心牽頭的一卡通系統(tǒng)從傳輸鏈路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、管理系統(tǒng)到中心機(jī)房，建設(shè)有相對獨立的網(wǎng)絡(luò)鏈路；保衛(wèi)處牽頭建設(shè)的校園視頻監(jiān)控平臺、門禁系統(tǒng)的傳輸鏈路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、管理平臺等相對獨立組網(wǎng)；后勤管理處牽頭建設(shè)的節(jié)能監(jiān)控平臺通信光纜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、采集器、機(jī)房相對獨立組網(wǎng)；水污染在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、江豚研究在線監(jiān)測系統(tǒng)均由相關(guān)學(xué)院牽頭建設(shè)并管理。整合各類資源，建設(shè)能融合并承載各類物聯(lián)網(wǎng)的泛在網(wǎng)絡(luò)支撐平臺和一站式智能化信息管理平臺，提升無縫感知效能是智慧校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)的重要目標(biāo)。

泛在物聯(lián)網(wǎng)融合平臺具有支持第三方應(yīng)用、終端兼容性好、基于海量的大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用定制等特征，其基本構(gòu)架如圖3所示。

4.4 建立面向業(yè)務(wù)、面向服務(wù)的快響應(yīng)、高質(zhì)量協(xié)同運維服務(wù)體系

為了更好地保障學(xué)生公寓網(wǎng)絡(luò)運維的可靠性，提高服務(wù)效率，解決業(yè)務(wù)量激增而人手不足的現(xiàn)狀。2015年4月，學(xué)校與專業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司簽署了“學(xué)生公寓網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議”。維護(hù)內(nèi)容包括樓棟交換機(jī)及以下的維護(hù)工作，經(jīng)過半年的運維，整體效果良好，基本沒有學(xué)生投訴。

隨著智慧校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的逐漸完善，應(yīng)用系統(tǒng)和最終用戶的快速增加，需要建立快速響應(yīng)、高質(zhì)量的運維體系，用于保障全網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠的運行。部門成立運維中心，專業(yè)管理外包運維團(tuán)隊，服務(wù)外包范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，將包括學(xué)生公寓網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)辦公網(wǎng)絡(luò)、教工樓網(wǎng)絡(luò)、多媒體教室維護(hù)等。依托網(wǎng)管和運維軟件，以無線網(wǎng)絡(luò)為支撐，開發(fā)并運行校園網(wǎng)絡(luò)運維APP，改變傳統(tǒng)運維模式，建立面向業(yè)務(wù)、面向服務(wù)的快響應(yīng)、高質(zhì)量協(xié)同運維服務(wù)體系。建立統(tǒng)一的運維平臺后，用戶服務(wù)將更加方便快捷，智慧校園支撐平臺將更加完善。

圖3 泛在物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)架

5 校本創(chuàng)新點

智慧校園支撐平臺和服務(wù)平臺建設(shè)重點體現(xiàn)“高感知度”，不僅體現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的高感知度，更體現(xiàn)個性化定制服務(wù)的高感知度。智慧校園數(shù)據(jù)平臺和應(yīng)用平臺重點體現(xiàn)“強(qiáng)協(xié)作能力”，各應(yīng)用平臺和相關(guān)數(shù)據(jù)平臺分屬不同的管理部門，需要各部門通力協(xié)作，也只有充分配合，信息充分利用，才能進(jìn)行智慧分析并做出智慧決策。最終實現(xiàn)“以物聯(lián)化、集成化、智能化為主要技術(shù)路線，以服務(wù)創(chuàng)新為導(dǎo)向，將智慧導(dǎo)入校園各個系統(tǒng)、過程和基礎(chǔ)設(shè)施中，將信息化深植與教學(xué)、科研、管理和生活的各個方面，全面構(gòu)建智慧校園。”

參考文獻(xiàn)：

[1]李盧一，鄭燕林.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20（2）：8-10.

篇(6)

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)道德教育 學(xué)校德育 校園文化

網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，為學(xué)生開拓了知識面，遠(yuǎn)在世界另一端的知識可以通過網(wǎng)絡(luò)得到，學(xué)習(xí)不再局限于單一的書本，可以自主地進(jìn)行多樣化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)；但事物有利必有弊，網(wǎng)絡(luò)是一把“雙面刃”，它給學(xué)生帶來了種種好處，也隨著帶來了負(fù)面影響。一些錯誤的信息和不良的內(nèi)容對學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生不良的影響，使得學(xué)生在價值觀方面表現(xiàn)出價值目標(biāo)的模糊。而在信息高速公路上，五花八門的“垃圾車”里面裝滿大量的不客觀、不科學(xué)的甚至是錯誤腐朽的東西。據(jù)有關(guān)專家調(diào)查，網(wǎng)絡(luò)上的非學(xué)術(shù)信息中，一些迷人的形象、刺激的場面和離奇的情節(jié)，對學(xué)生有很大的誘惑力，由于他們的閱歷有限，好奇心強(qiáng)，求知欲旺盛，接受新事物快，容易受到“西化”的影響，由欣賞到認(rèn)同，由無意模仿到有意識追求，致使部分學(xué)生沉迷于網(wǎng)絡(luò)，荒廢了學(xué)業(yè)，成為網(wǎng)絡(luò)垃圾的犧牲品。許多教育者對于網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生關(guān)系的處理重點是“防”和“堵”，而我認(rèn)為這一重點應(yīng)當(dāng)放到“疏”和“導(dǎo)”的方向上去。

一、將網(wǎng)絡(luò)道德教育列入學(xué)校德育之中

1.課堂是學(xué)校德育工作的主渠道。要在信息技術(shù)課上加大力度做好具體引導(dǎo)工作，通過教學(xué)開展豐富多彩、內(nèi)容健康、技術(shù)含量高的網(wǎng)上活動，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生獲得強(qiáng)烈的成就感，感受成功的樂趣。同時還要在信息技術(shù)與其他學(xué)科整合的過程中從多個學(xué)科的角度，在不同學(xué)科教學(xué)中有機(jī)地滲透。要將學(xué)生難以直觀認(rèn)識的網(wǎng)絡(luò)倫理知識引入課堂，以科學(xué)的態(tài)度和人文情懷，引導(dǎo)學(xué)生在科技理性與倫理理性的結(jié)合上獲得相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)道德知識，讓學(xué)生認(rèn)識到，個人的網(wǎng)絡(luò)行為不僅存在“能不能”的技術(shù)操作規(guī)定，而且存在“該不該”的倫理道德要求，從而培養(yǎng)內(nèi)在的網(wǎng)絡(luò)責(zé)任感、道德自主和自律，在道德實踐基礎(chǔ)上提高道德的選擇與評價能力，使其承擔(dān)起維護(hù)“網(wǎng)絡(luò)社會”秩序的重任。

2.學(xué)校要從管理和技術(shù)上進(jìn)行必要的約束。在管理方面，學(xué)校和班級都要制定網(wǎng)絡(luò)使用管理制度，對學(xué)生在校的上網(wǎng)等活動，要如同檢查作業(yè)一樣，定時檢查他們的使用記錄，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題及時矯正。學(xué)校要在校園網(wǎng)上建立體現(xiàn)本校特色的文化園地，還要給學(xué)生推薦一些優(yōu)秀的網(wǎng)站，使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上接受優(yōu)秀文化的熏陶。家庭要與學(xué)校密切配合，讓學(xué)生的網(wǎng)上行為在老師或家長的陪同、指引下進(jìn)行，養(yǎng)成正確地、負(fù)責(zé)任地使用網(wǎng)絡(luò)的習(xí)慣。在技術(shù)方面，應(yīng)安裝防護(hù)軟件，對不適合青少年觀看的內(nèi)容進(jìn)行過濾阻攔，減少不良信息的傳播、污染，建設(shè)一個規(guī)范、開放、理智的校園網(wǎng)絡(luò)氛圍。

3.積極發(fā)展學(xué)生的道德判斷能力，積極開展身心健康指導(dǎo)，加大引導(dǎo)力度，啟發(fā)他們的道德思維，自主建立正確的道德理念，培養(yǎng)和形成良好的道德行為。德育工作者應(yīng)加大網(wǎng)絡(luò)德育教育，從做人的基本道德入手，給予學(xué)生處事的評判標(biāo)準(zhǔn)，積極幫助和引導(dǎo)學(xué)生樹立健康的上網(wǎng)意識，培養(yǎng)健康的網(wǎng)上人格。判斷能力強(qiáng)了，品位高了，識別是非、真假、正誤、美丑就不成問題了。學(xué)會了選擇，就能夠增強(qiáng)他們對網(wǎng)絡(luò)毒素的抵抗能力，使他們自覺建立一種自我保護(hù)、自律自求的機(jī)制。

二、繁榮校園文化，搶占網(wǎng)絡(luò)陣地

網(wǎng)吧現(xiàn)象、青少年的網(wǎng)絡(luò)行為已牽動社會的“神經(jīng)”，引起人們的關(guān)注。一位教育專家指出，從表象看，進(jìn)網(wǎng)吧、上網(wǎng)只是一種簡單的消遣方式，實際上，恰恰相反，法規(guī)管理的空白、網(wǎng)絡(luò)媒體的海量信息和無序的溝通空間，都使得它在文化層面、道德層面上對使用者要求更高，但學(xué)生群體的認(rèn)知能力十分有限。由此，如何讓網(wǎng)絡(luò)空間的“紅燈區(qū)”轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗌倌杲】党砷L的“綠色網(wǎng)絡(luò)通道”，已迫在眉睫。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)預(yù)示著科技發(fā)展的一種趨勢，家長、學(xué)校都沒有必要設(shè)置“禁令”，關(guān)鍵在于引導(dǎo)、提倡健康文明的網(wǎng)絡(luò)使用方式，把學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移到與學(xué)習(xí)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)正面效果上來。

網(wǎng)吧也可以辦成青少年的有益課堂。我們可以組織學(xué)生對當(dāng)前社會熱點進(jìn)行問題網(wǎng)上討論，依托校園網(wǎng)建“熱點網(wǎng)”，可設(shè)熱點聚焦、新聞人物、時事縱橫等欄目；針對畢業(yè)班，可組織網(wǎng)上對母校留言和建議。學(xué)校可通過各種方式吸引廣大師生參與校園網(wǎng)網(wǎng)上德育主題活動，還可以引導(dǎo)學(xué)生超越單純的網(wǎng)上消遣層面，把消遣與學(xué)習(xí)結(jié)合起來，拓展、延伸學(xué)習(xí)的空間。譬如，建立基于學(xué)校局域網(wǎng)的“數(shù)字圖書館”，并建立校級、班級、個人網(wǎng)頁相互鏈接的園地，依據(jù)學(xué)生的興趣設(shè)置不同的欄目，讓學(xué)生利用這一網(wǎng)絡(luò)平臺，輕點鼠標(biāo)即可進(jìn)入潔凈的網(wǎng)絡(luò)世界博覽群書，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，從而增強(qiáng)道德判斷能力，增強(qiáng)自我控制、自我約束能力，從小培育正直、真誠、寬容、仁愛等基本的人格素養(yǎng)和追求真善美的道德素養(yǎng)。

三、加強(qiáng)對信息網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理

1.提供專門上網(wǎng)場所，為未成年人開辟“綠色通道”。為了讓未成年人在一個健康的環(huán)境下上網(wǎng)，可以開展以青少年文明上網(wǎng)為內(nèi)容的“紗網(wǎng)”工程，建設(shè)“綠色生態(tài)互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)場所”和“紅色健康互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)場所”。并加強(qiáng)對校園網(wǎng)站的管理，規(guī)范其上網(wǎng)，為未成年人提供健康有益的綠色上網(wǎng)空間。

篇(7)

本期特別推出的“移動通信的技術(shù)創(chuàng)新”專欄,將以“云計算與通信領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展”為主題,探討通信行業(yè)的云計算發(fā)展和中國運營商的云計算部署策略,分析云計算為通信行業(yè)帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

【摘要】文章從用戶終端組網(wǎng)方式、電信運營商網(wǎng)絡(luò)連接的計費模式、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的緊耦合型應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境三方面分析了互聯(lián)網(wǎng)時代電信運營商面臨的困境,歸納了現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容與應(yīng)用服務(wù)主要實現(xiàn)方式,在此基礎(chǔ)上提出如何基于云計算及虛擬化技術(shù)構(gòu)建電信運營商的內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境(CAEE),討論了不同情景下的CAEE的實現(xiàn)方式,實現(xiàn)按需提供計算服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】電信運營商 互聯(lián)網(wǎng) 終端 云計算 虛擬化技術(shù) 應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境

1 互聯(lián)網(wǎng)時代電信運營商面臨的困境

目前國內(nèi)的電信運營商已經(jīng)是全業(yè)務(wù)的運營商,即中國電信、中國移動與中國聯(lián)通可以同時提供固定電話網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。至今電信運營商業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu)中, 固定與移動語音技術(shù)成熟,仍是主體收入,但呈現(xiàn)逐步下降的趨勢;固定互聯(lián)網(wǎng)基于銅纜的接入技術(shù)已經(jīng)普遍推廣使用,部分省份開始部署用戶光纖接入網(wǎng),大部分省份收入仍在增長,部分發(fā)達(dá)城市互聯(lián)網(wǎng)接入收入已趨緩現(xiàn)象;移動互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入技術(shù)如目前的發(fā)展熱點3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部署商用,WiFi網(wǎng)絡(luò)在熱點地區(qū)及家庭與企業(yè)組織內(nèi)業(yè)已普遍使用,LTE的技術(shù)也開始試商用。依托固定與移動互聯(lián)網(wǎng)的增值業(yè)務(wù)(除語音與帶寬通道業(yè)務(wù)之外)的收入規(guī)模仍然有限,遠(yuǎn)未達(dá)到三分天下的程度。更有甚者,在互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)的發(fā)展上,電信運營商正面臨在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上的角色“管道化”及利益“邊緣化”的威脅,同時面臨新的計算模式對網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)資源虛占的挑戰(zhàn)。

制約各電信運營商在固定與移動互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)發(fā)展的因素很多,如政策管制因素(互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務(wù)、IPTV業(yè)務(wù)、三網(wǎng)融合)、企業(yè)內(nèi)部因素(能力、戰(zhàn)略)、市場因素(行業(yè)內(nèi)外的競爭、客戶的需求及滿意度)。但在技術(shù)層面也存在諸多制約的因素,特別是用戶終端側(cè)技術(shù)因素及由此引發(fā)的平臺側(cè)問題。

1.1 運營商可控及不可控的用戶終端組網(wǎng)方式

首先是終端側(cè)因素涉及到終端組網(wǎng)技術(shù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用功能實現(xiàn)。電信服務(wù)中的應(yīng)用終端一般包含兩類功能,即網(wǎng)絡(luò)連接功能、業(yè)務(wù)應(yīng)用執(zhí)行功能。終端網(wǎng)絡(luò)連接功能一般有兩種方式實現(xiàn),一種方式是終端直接通過有線或無線方式與電信運營商網(wǎng)絡(luò)連接,從而通過電信的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實現(xiàn)與連接在網(wǎng)絡(luò)上的其他終端的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能交互;另一種方式是,終端首先連接到本地網(wǎng)絡(luò),通過本地網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)與本地網(wǎng)絡(luò)上其他終端之間的業(yè)務(wù)功能交互,或通過本地網(wǎng)絡(luò)與電信運營商網(wǎng)絡(luò)的連接,實現(xiàn)與電信網(wǎng)絡(luò)上其他終端的應(yīng)用功能交互。對于固定電話網(wǎng)絡(luò)來說,電話終端可以直接連接電信網(wǎng)絡(luò),也可以先連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)企業(yè)總機(jī)后再連接電信網(wǎng)絡(luò)。

隨著PAN(Personal Area Network)個人網(wǎng)絡(luò)、HAN家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Area Network)、企業(yè)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(LAN、Campus Network)的日益普及,新型互聯(lián)網(wǎng)電子終端不斷出現(xiàn),這些終端從組網(wǎng)模式來看,同樣可以如電話終端那樣分成兩類方式,即直接通過有線或無線方式直接與電信運營商網(wǎng)絡(luò)互聯(lián);或通過連接本地網(wǎng)絡(luò)并通過本地網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與本地網(wǎng)絡(luò)上其他終端的交互通信或通過本地網(wǎng)絡(luò)與運營商的網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)與其他互聯(lián)設(shè)備的通信。目前現(xiàn)狀是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)路組網(wǎng)技術(shù)相對成熟,一般采用基于以太幀的有線與無線WiFi組網(wǎng)技術(shù), 家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及個人網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也有多種形式,但仍未大規(guī)模商用規(guī)模。

云計算服務(wù)基礎(chǔ)假設(shè)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)隨時隨地可獲得的,在此基礎(chǔ)上,終端可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取服務(wù)側(cè)的其他計算資源,終端側(cè)與服務(wù)側(cè)之間涉及鍵盤/鼠標(biāo)操作的交互、數(shù)據(jù)的交互、軟件的分發(fā)、呈現(xiàn)的交互等等,都需要網(wǎng)絡(luò)承載;而服務(wù)側(cè)的計算資源的集成整合依托的是分布式的計算系統(tǒng)與虛擬化技術(shù)實現(xiàn)的,也是以高速高可靠的網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。這就不僅要求網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋問題,解決有與沒有的問題,還要網(wǎng)絡(luò)的帶寬與連接的可靠性可獲得性,解決好與壞的問題,確保云計算服務(wù)的連續(xù)性與實時性。而網(wǎng)絡(luò)的可靠性與可獲得性除了通過網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃確保冗余性外,更重要的是有維護(hù)的技術(shù)手段與技術(shù)人員,因為我們的網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備的自愈功能不是缺乏手段就是成本昂貴。

而從終端組網(wǎng)方式來看,個人網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的資產(chǎn)所有權(quán)可以屬于也可不屬于電信運營商,組網(wǎng)形式、組網(wǎng)的設(shè)備乃至組網(wǎng)的技術(shù)中,電信有的可以主導(dǎo)有的不可以主導(dǎo),如果電信運營商不能主導(dǎo),客戶自身主導(dǎo)就很難形成云計算或互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。那么出路何在?看來需要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,及政府的作用。純粹依托電信運營商解決終端側(cè)的組網(wǎng)問題,也需要政策的支持。

因此,從云計算對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的基本要求來看,電信運營商的云計算服務(wù)可以也應(yīng)該首先對于那些直接接入的運營商網(wǎng)絡(luò)的終端用戶提供,其次是對那些終端組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)外包給電信運營商的終端提供云計算服務(wù)。目前,移動網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)終端、家庭中的PC終端、IPTV終端目前的接入網(wǎng)絡(luò)相對簡單。手機(jī)終端直接與運營商基站接入交互;目前家庭中的大部分PC與IPTV機(jī)頂盒通過家庭網(wǎng)關(guān)或DSL Modem連接運營商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。此外中小企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)比較簡單。上述三類客戶即個人、家庭、中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)主體是運營商,這些客戶的共同特性是絕大部分是非IT人員或無IT專職人員。而云計算服務(wù)模式的本質(zhì)特性是從專有化向共享公用集約化,專業(yè)化向大眾化的服務(wù)外包。云計算服務(wù)從技術(shù)與維護(hù)的角度來看,也應(yīng)該從幫助降低用戶購置成本、維護(hù)成本,提升用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用多樣性、可獲得性,提高用戶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的QoS、EoS,充分發(fā)揮客戶對電信運營商的信任度,開展互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)。

1.2 電信運營商網(wǎng)絡(luò)連接的計費模式影響互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式形成

從目前運營商提供的網(wǎng)絡(luò)接入來看,固定互聯(lián)網(wǎng)接入的帶寬與穩(wěn)定性要遠(yuǎn)高于無線移動互聯(lián)網(wǎng)提供的帶寬與穩(wěn)定性;從計費模式來看,固定互聯(lián)網(wǎng)接入資費與無線移動方式的資費也有較大差異,表現(xiàn)為固定互聯(lián)網(wǎng)接入以接入帶寬包月方式為主,目前流量與時長不納入作為計費元素;而移動互聯(lián)網(wǎng)接入的計費以時長與流量為主。從目前云計算服務(wù)模式來看,按需提供服務(wù),按量按時計費是主流模式。云計算服務(wù)的計費模式與移動互聯(lián)網(wǎng)的計費模式極其相似,究竟是固定互聯(lián)網(wǎng)接入的包月資費模式上疊加云計算服務(wù)的按量按時計費方式,還是移動互聯(lián)網(wǎng)與云計算服務(wù)的按量按時計費方式,還是其他資費組合還有研究。但資費方式確實影響商業(yè)模式的形成,目前固定互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式主要體現(xiàn)為媒體特性與目前全球范圍的固定互聯(lián)網(wǎng)包月資費模式不無關(guān)聯(lián),而媒體特性主要表現(xiàn)為面向消費者的前向免費使用,服務(wù)提供商通過廣告媒體面向投放企業(yè)后向收費。云計算服務(wù)模式究竟是面向消費者的前向收費還是面向企業(yè)的媒體特性后向收費模式會成功,以及如何引導(dǎo)客戶接受前向收費服務(wù)模式是電信運營商值得思考的課題。

1.3 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的緊耦合型應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境與不可控的終端類型

目前來看,個人客戶與電信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有連接的應(yīng)用終端有手機(jī)、便攜機(jī)PC,上網(wǎng)本等;家庭客戶與電信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有連接的應(yīng)用終端主要有電話、游戲機(jī)、IPTV機(jī)頂盒、PC機(jī);中小企業(yè)的客戶與電信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有連接的應(yīng)用終端主要有電話、手機(jī)、PC、便攜機(jī)、服務(wù)器。我們這里只討論手機(jī)終端與PC終端?，F(xiàn)有的終端應(yīng)用計算模式是緊耦合的計算執(zhí)行環(huán)境,即必須在所用的終端設(shè)備上,安裝能驅(qū)動相關(guān)硬件的軟件操作系統(tǒng),并在此終端與操作系統(tǒng)上存儲并安裝相關(guān)應(yīng)用軟件,應(yīng)用軟件執(zhí)行代碼與數(shù)據(jù)要裝載到此終端的RAM與處理器中執(zhí)行計算,計算的結(jié)果要存儲或呈現(xiàn)終端的顯示設(shè)備上。具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的終端設(shè)備可以與網(wǎng)絡(luò)上其他終端或服務(wù)器交互應(yīng)用數(shù)據(jù)。

相對電話網(wǎng)絡(luò)來看,目前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端種類繁多,制式標(biāo)準(zhǔn)繁多或缺乏標(biāo)準(zhǔn);終端成本遠(yuǎn)高于電話機(jī)成本,而終端更新周期快、維修成本高、技術(shù)復(fù)雜度高,終端計算能力擴(kuò)展方式是通過單體的有限空間擴(kuò)容或淘汰現(xiàn)有設(shè)備添置計算能力更高的設(shè)備。目前終端設(shè)備復(fù)雜性表現(xiàn)為:專業(yè)化的嵌入式操作系統(tǒng)、多樣的應(yīng)用軟件系統(tǒng)、不一致的計算處理資源配置、不同的顯示設(shè)備等。由于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端的緊耦合型應(yīng)用執(zhí)行方式,終端使用者對硬件與應(yīng)用軟件要用基礎(chǔ)的知識與技能,從而使用成本及維護(hù)成本高;對個人、家庭或企業(yè)要么自身維護(hù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)與終端,要么外包相關(guān)服務(wù)。目前的應(yīng)用終端的緊耦合型應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境也要求使用者自身或?qū)I(yè)人員安裝/卸載所需應(yīng)用軟件,應(yīng)用軟件的使用只有在本地終端上安裝了相關(guān)應(yīng)用軟件后,此軟件在本地的Memory/CPU加載執(zhí)行后,才能獲得所需服務(wù)。這也表明應(yīng)用終端的執(zhí)行環(huán)境,無論從終端的選擇配置、資產(chǎn)屬性,還是應(yīng)用軟件安裝使用執(zhí)行,基本上是終端擁有者/使用者控制,是客戶主導(dǎo)型;電信運營商在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容與應(yīng)用所依賴的關(guān)鍵應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境上,目前基本無法控制。

在應(yīng)用終端現(xiàn)有緊耦合的計算模式下,運營商開展信息與應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)移動增值業(yè)務(wù),將面臨許多挑戰(zhàn)。由于各終端的硬件資源的不一致性、操作系統(tǒng)版本的不一致性、應(yīng)用軟件的不一致、網(wǎng)絡(luò)接入不一致性等,即應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境的不一致性,運營商難以面向客戶分發(fā)、部署及提供在不同終端上業(yè)務(wù)質(zhì)量與體驗質(zhì)量指標(biāo)一致的應(yīng)用服務(wù),特別是實時性與體驗指標(biāo)高的服務(wù)。除了質(zhì)量與體驗指標(biāo)難以保證外,在現(xiàn)有企業(yè)資源、收益與成本的約束下,運營商難以提供如此大規(guī)模終端側(cè)的維護(hù)問題, 維護(hù)難以界定用戶設(shè)備問題、應(yīng)用軟件問題、網(wǎng)絡(luò)問題、用戶服務(wù)平臺問題。

2現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容與應(yīng)用服務(wù)主要實現(xiàn)方式

在各終端的硬件資源的不一致性、操作系統(tǒng)版本的不一致性、網(wǎng)絡(luò)接入不一致性等,即應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境的不一致性情景下,為了克服目前開展豐富的固定與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)的終端瓶頸點,互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容與服務(wù)提供商及電信運營商采取的策略有以下幾類:

從終端上出發(fā),采用合作定制手機(jī)如iPhone、Blackberry、Palm,構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,提供內(nèi)容與應(yīng)用服務(wù)商店。

從應(yīng)用軟件與服務(wù)平臺出發(fā),針對現(xiàn)網(wǎng)上終端種類,定制開發(fā)測試同一應(yīng)用軟件的不同手機(jī)版本客戶端與服務(wù)端軟件,用戶依據(jù)自己的終端下載或自動測試下載。

以瀏覽器及其插件為內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,提供有限應(yīng)用與內(nèi)容服務(wù),即終端安裝同樣版本的瀏覽器及相關(guān)插件,服務(wù)平臺提供內(nèi)容、腳本語言或字節(jié)代碼,如widget應(yīng)用、flash應(yīng)用等。

上述三種策略中,定制合作終端實際上是電信運營商不得已而為之,運營商實際仍然是通道角色,蘋果、RIM和 HP/Palm借助電信運營商構(gòu)建了各自的內(nèi)容與應(yīng)用運營平臺。策略二,電信運營商必須聚集大量的軟件開發(fā)公司,開發(fā)測試驗證矩陣龐大,工作量驚人。策略三是目前大部分互聯(lián)網(wǎng)公司的發(fā)展策略,如Google、Baidu等。

由此可見,電信運營商欲擺脫“管道化”的命運,必須在網(wǎng)絡(luò)、終端、平臺上有協(xié)同的戰(zhàn)略策略。而今,云計算技術(shù)的出現(xiàn),為電信運營商的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容應(yīng)用增值業(yè)務(wù)乃至電信除網(wǎng)絡(luò)帶寬連通性業(yè)務(wù)之外所有業(yè)務(wù)提供新型的實現(xiàn)模式和服務(wù)模式,具體來說,通過云計算與虛擬化技術(shù),電信運營商可以構(gòu)建可控的內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。

3基于云計算技術(shù)及虛擬化技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境(CAEE)

在此,我們區(qū)分內(nèi)容服務(wù)與應(yīng)用服務(wù)的異同點,內(nèi)容服務(wù)本質(zhì)上是應(yīng)用服務(wù)的一種特殊形式,其表現(xiàn)為內(nèi)容服務(wù)必須有其對應(yīng)的應(yīng)用軟件,如 Web內(nèi)容服務(wù)必須依托Web瀏覽器與Web服務(wù)器等應(yīng)用軟件,互聯(lián)網(wǎng)視頻服務(wù)必須有視頻播放應(yīng)用軟件與視頻內(nèi)容服務(wù)器。相對于應(yīng)用有單機(jī)版,內(nèi)容服務(wù)也對應(yīng)有單機(jī)內(nèi)容服務(wù);應(yīng)用實現(xiàn)方式還有Client/Server、Browser/Server、Peer to Peer等分布式網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用方式,與此對應(yīng)也有相應(yīng)的內(nèi)容服務(wù)。因此我們僅討論應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,并限于討論網(wǎng)絡(luò)通信形式的應(yīng)用。我們將內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境(Content/Application Execution Environment)縮略為CAEE。

云計算技術(shù)目前不包含終端的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的解決方案,但是假設(shè)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)已在電信互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中實現(xiàn);而云計算及虛擬化技術(shù)中所涉及的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)與系統(tǒng)虛擬化及VM Migration技術(shù)關(guān)聯(lián),本文不討論虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。我們主要討論如何通過云計算與虛擬化技術(shù)實現(xiàn)電信運營商可控的內(nèi)容與應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,即CAEE。

構(gòu)建CAEE的核心理念是,有無技術(shù)將目前應(yīng)用終端的緊耦合的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境轉(zhuǎn)變松耦合的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境?能否通過相關(guān)技術(shù)解決目前應(yīng)用計算能力由終端配置決定的現(xiàn)狀?能否解決操作系統(tǒng)與底層硬件系統(tǒng)的緊耦合的狀態(tài)?能否解決應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)的緊耦合關(guān)聯(lián)性?

首先,我們從用戶終端角度出發(fā),用戶為了獲得應(yīng)用服務(wù)的前提條件是,用戶擁有可以輸入其指令及呈現(xiàn)其所需內(nèi)容與應(yīng)用服務(wù)的終端。應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境的種類可以應(yīng)用代碼存儲的位置、應(yīng)用代碼執(zhí)行所依賴的操作系統(tǒng)位置、應(yīng)用代碼計算執(zhí)行所依賴的 CPU/Memory位置等三個主要屬性來區(qū)分(在此我們有意忽略應(yīng)用執(zhí)行中及執(zhí)行結(jié)果所需的DISK的位置,此屬性可在終端本地也可以網(wǎng)絡(luò)中)。以此三屬性是使用終端本地資源還是使用網(wǎng)絡(luò)資源可以組合出八種應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境(見表1)。我們將重點討論表1中的1~5應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境情景及其依賴的云計算與虛擬化技術(shù)。在所討論的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境情景中,現(xiàn)有應(yīng)用軟件大都可以無縫遷移到新的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境而無需重新開發(fā)。

情景一:應(yīng)用的單機(jī)執(zhí)行環(huán)境。應(yīng)用軟件代碼及執(zhí)行應(yīng)用的操作系統(tǒng)與CPU/Memory都在終端上,是離線應(yīng)用或單機(jī)應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。情景一中根據(jù)應(yīng)用終端是否支持終端虛擬化技術(shù)(Client virtualization)分為實機(jī)執(zhí)行環(huán)境與虛擬機(jī)執(zhí)行環(huán)境。引入終端上的hypervisor,使用客戶機(jī)虛擬化技術(shù)可以獨立定義電信運營商應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,實現(xiàn)應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境與終端硬件系統(tǒng)的解耦合,有利于區(qū)分終端硬件故障、操作系統(tǒng)故障、應(yīng)用軟件故障。從而降低運營商維護(hù)工作量。

情景二:實際上是可采用應(yīng)用虛擬化(Application virtualization/Application streaming)技術(shù)實現(xiàn)。在此情景下,應(yīng)用軟件代碼可以通過網(wǎng)絡(luò)從應(yīng)用軟件分發(fā)平臺分發(fā)到終端上,一般每個應(yīng)用軟件在終端上都有自身獨立的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,這樣無需在終端及操作系統(tǒng)上預(yù)裝安裝應(yīng)用軟件,各應(yīng)用軟件在其執(zhí)行環(huán)境中執(zhí)行,并與其他應(yīng)用分時共享終端上CPU/Memory計算資源。所使用的計算資源可以是終端實機(jī)資源也可以是終端虛擬化后的虛擬機(jī)資源。通過應(yīng)用應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)的緊耦合,同時實現(xiàn)應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境之間的隔離。進(jìn)一步簡化電信運營商的維護(hù)工作量,并能實現(xiàn)應(yīng)用故障的快速定位。

情景三:可以看成無盤系統(tǒng)的應(yīng)用或OS streaming執(zhí)行方式,也可以看成是virtual appliance方式的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。在此情景下,終端上無操作系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件,操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件通過網(wǎng)絡(luò)獲得。但應(yīng)用的執(zhí)行在終端本機(jī)或虛擬機(jī)上執(zhí)行。

情景四:應(yīng)用代碼及應(yīng)用執(zhí)行的操作系統(tǒng)與 CPU/memory等計算資源全部在網(wǎng)絡(luò)側(cè),終端上只執(zhí)行指令的輸入與應(yīng)用結(jié)果的呈現(xiàn)。這就是所謂的VDI(Virtual Desktop Infrastructure)技術(shù)。為實現(xiàn)此類應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境涉及的關(guān)鍵技術(shù)有服務(wù)器虛擬化技術(shù)、OS streaming技術(shù)、應(yīng)用虛擬化技術(shù)、遠(yuǎn)程桌面技術(shù)(如 ICA/HDX、RDP、PCoIP等)等。采用 VDI技術(shù)實現(xiàn)時, 遠(yuǎn)端的執(zhí)行環(huán)境可以是刀片或單體計算機(jī)也可以是虛擬機(jī)。通過規(guī)劃分配相同的虛擬應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境,并與每個終端相對應(yīng), 電信運營商可以構(gòu)建獨立于終端環(huán)境的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。這是云計算技術(shù)幫助電信運營商擺脫“管道化”宿命、擺脫終端瓶頸、實現(xiàn)計算資源按需提供的最關(guān)鍵的技術(shù)。也是電信運營商構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)?；诜?wù)器系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的VDI技術(shù)與終端系統(tǒng)虛擬化技術(shù)相結(jié)合, 可以實現(xiàn)運營商的Online/Offline的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。此情景的另一實現(xiàn)方式是采用terminal service方式實現(xiàn)。

情景五:終端用戶將終端上的應(yīng)用執(zhí)行代碼上傳到網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境執(zhí)行處理, 并將執(zhí)行結(jié)果返回到終端上。此情景涉及的技術(shù)與情景四相同,其關(guān)鍵技術(shù)有服務(wù)器虛擬化技術(shù)、OS streaming技術(shù)、應(yīng)用虛擬化技術(shù)、遠(yuǎn)程桌面技術(shù)等?；诜?wù)器系統(tǒng)虛擬化技術(shù)與終端系統(tǒng)虛擬化技術(shù)相結(jié)合,可以實現(xiàn)應(yīng)用的在終端Online時在網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行,Offline時應(yīng)用回到終端的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境執(zhí)行。

通過上述分析可知,情景四與五可以實現(xiàn)用戶計算能力的擴(kuò)展不依賴終端的實現(xiàn)方式。通過系統(tǒng)虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)終端與服務(wù)硬件系統(tǒng)與操作系統(tǒng)的緊耦合的關(guān)聯(lián),通過應(yīng)用虛擬化與應(yīng)用Streaming技術(shù)可以實現(xiàn)操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件之間的緊耦合關(guān)系。我們建議,未來電信運營商的CAEE實現(xiàn)部署應(yīng)以情景三、四、五三種方式為主體開展。