云-移动融合（Cloud-Mobility Convergence）

云、移动、计算（图片来自网络）

移动计算的快速发展提升了移动用户的自由度。除了通讯功能外，移动设备还可以成为计算、传感、控制、游戏和自然互动的平台。然而，移动设备很难成为满足所有用户计算需求的主导设备，其主要原因在于移动设备在计算、存储、显示和互动等方面的能力局限性。而另一方面，云计算通过集中的数据中心提供了无限的计算和存储能力。云计算可以大大增强移动设备的能力：

•  远程计算机终端（remote-computing terminal）。带有远程桌面解决方案（例如RDP和VNC）的移动设备可以利用云中的远程计算机程序，但是现有的计算机程序通常是针对较大的显示屏设计，因而难以适应移动设备屏幕；
•  可以利用云服务的平台（cloud-services harnessing platform）。移动设备可以通过互联网访问云中的无限服务。在极端的情况下，除了用户界面和传感器外，所有的程序执行、数据存储和屏幕渲染都可以迁移至云中。一般情况下，通过平衡本地客户端设备和远程云设备上的数据存储、程序执行和屏幕渲染等负载，我们可以实现适应云和移动设备能力的优化计算体验。

云屏幕虚拟化引入了一条新途径，进一步优化云-移动计算体验，并有可能加速云-移动融合。在我们所提出的交互式屏幕远程处理系统的基础上，我们将展示移动应用的两个典型案例：云浏览器和云手机。

（1）云浏览器（Cloud Browser）

由于大部分手机都预装了Web浏览器，移动浏览变得越来越普及。然而，许多移动浏览器并不能支持所有的复杂HTML对象，例如全功能Flash、JavaScript和Silverlight等。在很多情况下，用户无法从特定网站下载安装附加组件。更糟的是，网站所有者可能不得不开发和维护同一内容的两个版本，其中的完整版本适用于桌面浏览器，而另一个简化版本适用于移动浏览器。在大多数情况下，移动版本丢弃了丰富的多媒体信息，由此破坏和弱化了浏览体验。人们希望能够在移动电话上得到类似桌面的浏览体验。

图5：云浏览器的系统架构

最近，我们开发了一款云辅助型移动浏览器，我们称之为云浏览器，这是我们先前开发的基于代理的Web浏览器的延伸（注4）。图5描述了云浏览器的架构，在包含了部署在云中的虚拟浏览器，以及安装在设备上的移动浏览器。虚拟浏览器提取网页对象，并将其渲染为样本，进而对它们进行编码和复用，形成一种复合的屏幕格式，然后通过优化调度，将数据发送到客户端。移动浏览器接收到这些样本并进行解码，对其重新组合并呈现给移动用户。移动浏览器也会将控制讯息（例如客户端显示器的能见度以及用户互动事件等信息）发回到虚拟浏览器。

如前所述，复合屏幕格式（composite screen format）被定义为一个样本序列，其中的样本可以是屏幕图像，也可以是网页对象。网页对象由对象标识、类型以及在屏幕上所处的位置等属性所构成。我们定义了四种类型的网页对象：超链接、文本输入、密码输入和动态样本。对象样本并不直接用于显示，而是用于改善用户的互动体验和避免不必要的带宽占用。例如，客户端可以使用对象信息来执行一些简单的互动逻辑，向用户提供快速回应。此外，根据对象类型和用户偏好，可以有选择地对部分甚至全部的屏幕加以更新。

云浏览器是一套完整的端到端解决方案，将网页渲染任务从客户端卸载到了云或某些代理服务器上，对网页格式进行重整，以消除与移动设备不兼容的特征，在最大限度地提高对象层面互动性的同时，保持了完整的桌面浏览体验。在许多情况下，压缩后的网页数据量甚至可能小于原始HTML文件。更妙的是，我们提出的移动浏览器能够仅下载经过云渲染的网页屏幕图像中的可见部分，从而显著缩短载入时间。此外，由于大多数屏幕样本已经在云中进行了渲染，本地客户端可以为用户快速组装这些样本，从而进一步缩短了网页的渲染时间。HTML网页可以转换为屏幕图像，而屏幕图像也可以作为网页元素，嵌入到HTML文件中，帮助实现云和客户端之间的实时互动沟通。

（2）云手机（Cloud Phone）

作为一种个人计算设备，智能手机在移动用户中非常普及。除了市场上众多的手机品牌和各异的操作系统外，硬件和应用软件的迅速发展加快了手机硬件的升级步伐。我们是否能够以软件和服务的升级来取代频繁的硬件升级呢？最近，我们开发了一套完整的基于云服务的手机解决方案原型，我们称之为云手机，通过这款软件，用户即便使用廉价设备，也可以访问不断增加的云应用程序和服务，而无需更新手机硬件。

 
图6：云手机概念图

图6是我们提出的云手机概念图。一方面，通过在云中部署的虚拟手机、用户首选的移动操作系统（例如Windows Phone、iPhone和Android等）和无限的应用程序或服务，云手机服务可以随时随地在这些手机用户界面和程序之间任意切换。另一方面，云手机客户端能够以任何形式部署，例如作为手机、浏览器或笔记本电脑等。作为一套完整的基于云服务的手机解决方案，云手机具有以下优势：

• 它使制造低成本智能手机成为可能，在这种运行模式下，手机只是一个具有基本通信功能和屏幕解码器的终端。随着计算任务迁移至云中，复杂应用程序也就变得更加简单；
• 它可以模拟任何现有设备（例如手机、游戏机和掌上电脑等）。它还可以让用户通过任何手机享受相同的个人体验；
• 它还可以掌握用户在云中互动的完整知识，并有可能提供更完善的服务。

云手机服务走向市场之前，仍然有很多问题需要解决。例如，我们还应考虑到离线体验，因为网络并不总是可用的。然而，云手机的概念启发我们对于下一代移动平台的思考，并考虑云与移动的融合。手机操作系统之上或许需要一个中间件层，与一般的Web用户界面相比，它更合适运行丰富的云应用程序。

结论

云计算并不是一个Web服务的简单扩展。随着云与客户端之间新应用程序接口模型的引入，突破可能随之而来。用户通过云-端沟通实现人与云之间的互动，但它在一定程度上限制了用户体验，并提出了许多技术上的挑战。我们已经表明，先进的多媒体压缩和网络技术可以有效并高效地连通云与多种设备，并有可能促使云计算的演进转化为一场革命。

参考文献：

1.  M. Armbrust等，“云计算概览” (A View of Cloud Computing) ，《Comm. ACM》第53卷，2010年第4期，50-58页。

2.  T. Richardson等，“虚拟网络计算” (Virtual Network Computing)，《IEEE互联网计算》(IEEE Internet Computing)，第2卷，1998年第1期。

3. 微软，《远程桌面协议》 (Remote Desktop Protocol)，2009年，http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ aa383015.aspx。

4.  H. Shen等，“基于代理的移动网络浏览器” (A Proxy-Based Mobile Web Browser) ，《Proc. ACM多媒体》 (ACM Multimedia) ，ACM出版社，2010年，763-766页。

注：本文译自Virtualized Screen: A Third Element for Cloud_Mobile Convergence，原文发表于IEEE MultiMedia.  

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