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1、第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1 1第二章 移动互联网技术基础 2.1 互联网技术互联网技术 2.2 移动通信技术移动通信技术 2.3 移动互联网移动互联网 2.4 移动智能终端与操作系统移动智能终端与操作系统 2.5 云计算技术云计算技术 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2 22.1 互互 联联 网网 技技 术术互联网(Internet，早期音译为因特网)在今天已经非常普及，很多人每天都要花一定时间上网，阅读新闻，淘宝购物，或者从事其他活动。互联网是由全世界千千万万台计算机通过TCP/IP协议相互连接而成的世界上最大的网络。这个网络在不断扩大，不仅新
2、的计算机在持续接入，而且新的技术也在不断融入。移动互联网的产生和发展正是以这个现有互联网实体为基础而不断发展的，它又反过来推动这一网络延伸到人们的手机终端。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3 32.1.1 互联网的起源与发展互联网的起源与发展互联网源于1969年美军牵头组建的ARPA网，它起初把美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福大学研究学院、加利福尼亚大学和犹他州大学的四台主要计算机连接起来，后来美国其他一些高校和科研机构也陆续加入进来。1983年，美国国防部将阿帕网分为军网和民网，于是，越来越多的学校和公司加入到民网当中，渐渐的，这个民用网络发展为今天的互联网。第二章第
3、二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4 4在ARPA网产生之初，通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多，大部分电脑相互之间不兼容，不同类型的电脑联网存在很多困难。建立一种大家共同都必须遵守的标准，让不同类型电脑能够实现资源共享，成为当时科学家的当务之急。1973年，卡恩和瑟夫以包切换理论为基础，开始研究一种对各种操作系统普适的协议，这个协议即TCP/IP协议(Transmission Control Protocol，TCP；Internet Protocol，IP)。通俗而言，TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给网
4、络上每一台电脑规定一个地址。 1974年12月， 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5 5卡恩和瑟夫的第一份TCP协议详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协议，结果由瑟夫领衔的小组率先完成，首先制订出了具有详细定义的TCP/IP协议标准。当时还做了一个试验，将信息包通过点对点的卫星网络，再通过陆地电缆，接下来通过卫星网络，最后由地面传输，贯串欧洲和美国，经过各种电脑系统，全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位，远距离的可靠数据传输证明了TCP/IP协议的成功。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6 61983年1月1日，已经
5、运行了较长时期且曾被人们习惯了的NCP被停止使用，TCP/IP协议作为互联网上所有主机间的共同协议。TCP/IP协议的产生和推广是互联网发展历史上具有重大革命性意义的事件，从此，互联网才真正进入了大规模发展时期。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7 72.1.2 ISO/OSI模型模型1OSI模型框架模型框架要理解TCP/IP协议，必须先理解OSI模型。OSI模型的全称是开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM)，它由国际标准化组织(International Standard Organiz
6、ation，ISO)提出，用于网络系统互连，所以又被称为ISO/OSI模型。OSI参考模型发布后，并没有形成实际的产品，但是它成为包括TCP/IP协议在内的很多重要通信协议的思想基础，对于理解TCP/IP的运作机制有很大帮助。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8 8OSI模型采用分层结构，如图2-1所示，它把通信过程所要完成的工作分成多个层面，每一层完成某个层次的工作内容，如物理层实现物理信号的收发，网络层实现联网等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9 9图2-1 OSI参考模型第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1010(1) 每一层都为
7、其上一层提供服务，并为其上一层提供一个访问接口或界面。(2) 不同主机之间的相同层次称为对等层。如主机A中的表示层和主机B中的表示层互为对等层，主机A中的会话层和主机B中的会话层互为对等层。(3) 对等层之间互相通信需要遵守一定的规则，如通信的内容、通信的方式等，称之为协议。OSI参考模型通过将协议划分为不同的层次，简化了问题分析、处理过程以及网络系统设计的复杂性。在OSI参考模型中，从下至上，每一层完成不同的、目标明确的功能。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 11112OSI模型数据封装模型数据封装数据要在网络上传输，必须要有一定格式，使通信双方能够识别其首尾，并能对其有效
8、控制。把数据包装成这种格式的过程就叫数据封装。OSI模型中的数据封装过程如图2-2所示。当一台主机需要传送用户数据时，数据首先需通过应用层接口进入应用层。在应用层，用户数据被加上应用层报头(Application Header，AH)，形成应用层协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)，然后被递交到下一层表示层。表示层并不关心应用层数据内容，而是把整个应用层数据包看成是一个整体进行封装，即加上表示层的报头(Presentation Header，PH)。然后递交到下层会话层。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1212图2-2OSI参考模型中的数据封装过程
9、第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1313以此类推，会话层、传输层、网络层、数据链路层也都要分别给上层递交下来的数据加上自己的报头，分别是会话层报头(Session Header，SH)、传输层报头(Transport Header，TH)、网络层报头(Network Header，NH)和数据链路层报头(Data link Header，DH)。其中，数据链路层还要给网络层数据加上数据链路层报尾(Data link Termination，DT)形成最终的一帧数据。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1414当一帧数据通过物理层传送到目标主机的物理层时，该主
10、机的物理层把它递交到上层数据链路层。数据链路层负责去掉数据帧的帧头部DH和尾部DT(同时还进行数据校验)。如果数据没有出错，则递交到上层网络层。同样，网络层、传输层、会话层、表示层、应用层也要做类似的工作。最终，原始数据被递交到目标主机的具体应用程序中。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 15153各分层的功能各分层的功能(1) 物理层(Physical Layer)。物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性，如指定电压大小、线路速率和电缆的引脚数。简单的说，物理层确保原始数据可以在各种物理媒体上传输。该层为上层协议提供了一个传输数据的
11、物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特(bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等；物理层的设备包括：RJ-45、各种电缆、串口、并口、接线设备、网络接口卡(NIC)等；物理层也可以包括低层网络软件定义如何将串行比特流分解成数据包。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1616(2) 数据链路层(Data Link Layer)。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧(frame)，数据链路层
12、协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。数据链路层将数据包组合为字节，字节组合为帧，使用MAC地址提供对介质的访问。其主要功能包括：在两个网络实体之间提供数据链路连接的建立、维持和释放管理；构成数据链路数据单元(帧)，并对帧定界、同步、收发顺序的控制；在传输过程中进行流量控制，包括差错检测(Error Detection)和差错控制(Error control)等方面，它只提供导线的一端到另一端的数据传输。数据链路层典型的协议有：ATM、IEEE 802.2、帧中继、HDLC等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1717(3) 网络层(Network L
13、ayer)。网络层为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接的手段，它把上层来的数据组织成数据包在节点之间进行交换传送，并且负责路由控制和拥塞控制。提供它还能逻辑寻址，以便进行路由选择。网络层提供的路由和寻址功能，使两个终端系统能够互连，并且具有一定的拥塞控制和流量控制的能力。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)。典型的网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1818(4) 传输层(Transport Layer)。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠或不可靠的传输，处理端到端的差错控制和流量控制。传输层
14、数据的单位称为数据段(segment)，典型的传输层协议有：TCP、UDP、SPX、NetBIOS等。(5) 会话层(Session Layer)。会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1919(6) 表示层(Presentation Layer)。表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。表示层协议的代表包括：ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等。(7) 应用层(
15、Application Layer)。应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口，提供用户接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 20202.1.3 TCP/IP模型模型1TCP/IP模型层次结构模型层次结构OSI模型的提出本来是为了解决不同厂商、不同结构的网络产品之间互连时遇到的不兼容性问题，但是该模型过于复杂，阻碍了其在计算机网络领域的实际应用。相比之下，由技术人员自己开发的TCP/IP协议则获得了更为广泛的应用。成为当前通信领域的主要标准。TCP/IP模型也是层次结构，分为四个层次：应用层、传输
16、层、网络互连层和网络接口层。图2-3是TCP/IP模型与OSI模型的对比。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2121图2-3 TCP/IP与OSI模型的对比第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2222在TCP/IP模型中，去掉了OSI模型中的会话层和表示层，这两层的功能被合并到应用层实现，同时将OSI模型中的数据链路层和物理层合并为网络接口层。当前在用的部分协议在TCP/IP模型中的位置如图2-4所示。(1) 网络接口层。实际上，TCP/IP模型没有真正描述这一层如何实现，只是要求能够提供给其上层网络互连层一个访问接口，以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被
17、定义，所以其具体的实现方法随着网络类型的不同而不同。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2323图2-4TCP/IP模型层次结构 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2424(2) 网络互连层。网络互连层是整个TCP/IP协议的核心。其功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递，因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以实现不同类型的网络(异构网)互连的任务。网络互连层定义了分组格式和协议，即IP协议。TCP/IP协议中的网络互连层功能由I
18、P协议规定和实现，故又称为IP层。这一层的协议还包括：ICMP网际控制报文协议、ARP地址解析协议、RARP反向地址解析协议、RIP协议等。这一层典型的设备有路由器、三层交换机等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2525(3) 传输层。在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源主机和目标主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议，即TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层；在接收端，它负责
19、把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。UDP协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2626(4) 应用层。TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于TCP协议的，例如：文件传输协议(File Transfer Protocol，FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transf
20、er Protocol，HTTP)；也有基于UDP协议的。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 27272IP报文格式报文格式IP协议是TCP/IP协议族中的核心协议，所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送，如图2-5所示。IP报头格式如图2-6所示，各字段的长度和内容分别为：(1) 版本字段：字段长度4比特，用以表明IP协议的版本号，当前版本一般为IPv4，字段为0100，IPv6则为1100。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2828图2-5 IP报文封装 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 2929(2) 报
21、头长度：指首部占32比特字段的数目，包括任何选项。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节(1532/8=60字节)。IP首部始终是32 bit的整数倍。IP数据报报头的最小长度为20个字节(不含填充字段和IP选项字段的IP报头是最常见的IP报头，为20个字节)。(3) 服务类型：字段长度8比特，用于指定数据报所要求的服务质量(TOS)。(4) 总长度字段：指整个IP数据报的长度，以字节为单位。由于该字段长16比特，所以IP数据报最长可达65 535字节。总长度字段是IP首部中必要的内容(数据长度=总长-报头长度)。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3030(5) 标
22、识符：字段长度16比特，每个数据报都必须由唯一的标识符来标识，以便使接收主机能重装被分段的数据报。(6) 标志位：字段长度3比特，用于分段控制，其中，第0位为预留位。(7) 段偏移字段：字段长度13比特。如果一份数据报要求分段的话，此字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置。(8) 生存期(Time to Live，TTL)字段：字段长度8比特。用来设置数据报最多可以经过的路由器数。由发送数据的源主机设置，通常为32、64、128等。每经过一个路由器，其值减1，直到0时该数据报被丢弃。(9) 协议字段：占8比特。指明IP层所封装的上层协议类型，如ICMP(1)、IGMP(2)、TCP(6)、UD
23、P(17)等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3131(10) 头部校验和字段：占16比特。内容是根据IP头部计算得到的校验和码。计算方法是对头部中每个16比特进行二进制反码求和(与ICMP、IGMP、TCP、UDP不同，IP不对头部后的数据进行校验)。(11) 源IP地址、目标IP地址字段：各占32比特。用来标明发送IP数据报文的源主机地址和接收IP报文的目标主机地址。(12) 可选项字段：占32比特。用来定义一些任选项：如记录路径、时间戳等。这些选项很少被使用，同时并不是所有主机和路由器都支持这些选项。可选项字段的长度必须是32比特的整数倍，如果不足，必须填充0以达到此
24、长度要求。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3232图2-6IP头部格式 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 33333TCP数据段格式数据段格式TCP是一种可靠的、面向连接的字节流服务。源主机在传送数据前需要先和目标主机建立连接。然后，在此连接上，被编号的数据段按序收发。同时，要求对每一个数据段进行确认，保证了传送可靠性。如果在指定的时间内没有收到目标主机对所发数据段的确认，源主机将再次发送该数据段。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3434(1) 源、目标端口号字段：字段长度均为16比特。TCP协议通过使用所谓“端口”来标识源端和目标端的
25、应用进程。端口号可以使用0到65 535之间的任何数字。在收到服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。在服务器端，每种服务在特定端口为用户提供服务，比如Web服务默认端口为80，FTP为21。(2) 顺序号字段：字段长度32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3535(3) 确认号字段：字段长度32比特。只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。(4) 头部长度字段：字段长度4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的
26、TCP头部长度为20字节；最多可以有60字节的TCP头部。(5) 标志位字段：字段长度6比特，其中每个比特的含义分别为：URG(紧急指针有效)、ACK(确认序号有效)、PSH(接收方应该尽快将这个报文段交给应用层)、RST(重建连接)、SYN(发起一个连接)、FIN(释放一个连接)。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3636(6) 窗口大小字段：字段长度16比特，用来进行流量控制，单位为字节数，这个值是本机期望一次接收的字节数。(7) TCP校验和字段：字段长度16比特。该字段对整个TCP报文段进行校验和计算，并由目标端进行验证。(8) 紧急指针字段：字段长度16比特。它是一
27、个偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。(9) 选项字段：占32比特。可能包括“窗口扩大因子”、“时间戳”等选项。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 37374UDP数据段格式数据段格式UDP是一种不可靠的、无连接的数据报服务。源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接。数据被冠以源、目标端口号等UDP报头字段后直接发往目的主机。这时，每个数据段的可靠性依靠上层协议来保证。在传送数据较少、较小的情况下，UDP比TCP更加高效。(1) 源、目标端口号字段：字段长度16比特，用来标识源端和目标端的应用进程。(2) 长度字段：字段长度16比特，用来表示UDP头部
28、和UDP数据的总长度字节。(3) 校验和字段：字段长度16比特，用来对UDP头部和UDP数据进行校验。与TCP不同的是，对UDP来说，此字段是可选项，而TCP数据段中的校验和字段是必须有的。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 38385套接字套接字在每个TCP、UDP数据段中都包含源端口和目标端口字段。通常把一个IP地址和一个端口号合称为一个套接字(Socket)，而一个套接字对(Socket Pair)可以唯一地确定互连网络中每个连接的双方(客户IP地址+客户端口号、服务器IP地址+服务器端口号)。需要注意的是，不同的应用层协议可能基于不同的传输层协议，如FTP、TELNET
29、、SMTP协议基于可靠的TCP协议，而TFTP、SNMP、RIP协议基于不可靠的UDP协议。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 3939同时，有些应用层协议占用了两个不同的端口号，如FTP占用20、21端口，SNMP占用161、162端口。这些应用层协议在不同的端口提供不同的功能。如FTP的21端口用来侦听用户的连接请求，而20端口用来传送用户的文件数据；再如，SNMP的161端口用于SNMP管理进程获取SNMP代理的数据，而162端口用于SNMP代理主动向SNMP管理进程发送数据。还有一些协议使用了传输层的不同协议提供的服务。如DNS协议同时使用了TCP 53端口和UDP 5
30、3端口。DNS协议在UDP的53端口提供域名解析服务，在TCP的53端口提供DNS区域文件传输服务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 40406TCP连接建立、释放时的握手过程连接建立、释放时的握手过程理解TCP连接建立、释放时的握手过程，对于开发基于TCP/IP协议的通信程序是十分重要的。一个TCP连接的建立需要三次握手过程，三次握手的目标是使数据段的发送和接收同步。同时也向其他主机表明其一次可接收的数据量即窗口大小并建立逻辑连接。这三次握手的过程分别为：(1) 第一次握手，源主机发送一个同步标志位(SYN)置1的TCP数据段。此段中同时标明初始序号(ISN)，ISN是一个
31、随时间变化的随机值。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4141(2) 第二次握手，目标主机发回确认数据段，此段中的同步标志位(SYN)同样被置1，且确认标志位(ACK)也置1，同时在确认序号字段表明目标主机期待收到源主机下一个数据段的序号(即表明前一个数据段已收到并且没有错误)。此外，此段中还包含目标主机的段初始序号。(3) 第三次握手，源主机再回送一个数据段，同样带有递增的发送序号和确认序号。这样，TCP会话的三次握手完成。接下来，源主机和目标主机可以互相收发数据。数据传输结束后，通信的双方都可释放连接，这个过程需要四次握手过程：第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技
32、术基础 4242(1) 第一次握手，源主机发送一个释放连接标志位“FIN=1，seq=u”给目标主机，意思是请求结束会话，等待目标主机确认。(2) 第二次握手，目标主机发送“ACK=1，seq=v”，确认号“ack=u+1”给客户，而这个报文段自己的序号“seq = v”。从源主机到目标主机这个方向的连接就释放了，TCP 连接处于半关闭状态，目标主机若发送数据，源主机仍要接收。(3) 第三次握手，目标主机发送“FIN=1，ACK=1，seq=w，ack= u+1”给源主机，表示目标主机已经没有要向源主机发送的数据。(4) 第四次握手，源主机发送“ACK=1，seq=u+1，ack=w+1”给目
33、标主机，表示收到连接释放报文段。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 43432.1.4 IPv4与与IPv6IPv4是第一个被广泛使用的IP协议版本，也是到目前为止互联网设备和应用采用的最主要协议。按照TCP/IP协议，每个连接在互联网上的主机都应该有一个唯一的地址，将以这个地址作为该主机的标志，即IP地址。为了方便使用，人们把这32位地址分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0255，段与段之间用句点隔开。比如，上面的IP地址可以表示为10.0.0.1。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4444在实际中，数量众多的主机不是各自独立地接入互联网的
34、，数量不一的主机先是组成一个相对独立的网络，称IP子网，然后再通过统一的网关设备(主要是路由器)接入互联网。大的子网下又可以分更小的子网。与互联网这一网络结构相对应，32位的IP地址由两部分组成，一部分为网络地址，也就是该子网的编号；另一部分为主机地址，代表主机在该子网中的编号。为了便于IP地址的分配和使用，管理机构又把IPv4的IP地址分为A、B、C、D、E共5类，其中A、B、C三类由NIC在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。一个A类地址第一个字节为网络地址，后三个字节为主机地址；一个B类地址的前两个字节为网络地址，后两个字节为主机地址；一个C类地址的前三个字节为网络地址，最后一个字节
35、为主机地址。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4545随着互联网规模的不断扩大，主机数量呈指数增加，IPv4协议提供的地址面临枯竭。而移动终端的互联网化和物联网的成长，对IP地址的需求更加巨大。为了克服这一困难，IPv6加快了部署的步伐。IPv6是用于替代现行版本IPv4的IP协议的第六个版本，与IPv4相比，IPv6具有以下几个优势： (1) IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有232个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2128个地址。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4646(2) IPv6使用更小的路由表。I
36、Pv6的地址分配一开始就遵循聚类原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。 (3) IPv6增加了增强的组播支持以及对流的控制。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量控制提供了良好的网络平台。 (4) IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络的管理更加方便和快捷。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4747(5) IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大地增强了网络的安全性。 我国互联网规模庞大
37、，而申请到的IP地址总数相对较少，IP地址紧缺的矛盾尤其尖锐。因此，在IPv6的推动方面，我国一直走在前面。目前，我国IPv6网络的试点工作已经展开，很多新建的网络已经可以同时支持IPv4和IPv6。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 48482.1.5 C/S模式与模式与B/S模式模式互联网最大的特点是通过网络实现了全世界范围信息的共享。信息共享主要通过B/S模式或者C/S模式实现，而目前B/S模式的使用最为普遍。1C/S模式模式C/S是Client/Server的缩写，即客户/服务器模式。在客户/服务器模式中，服务器是网络信息资源和计算的核心，而客户机是网络资源的消费者，客
38、户机通过服务器获得所需要的网络信息资源。这里客户和服务器都是指通信中所涉及的进程，即是运行着的客户软件和服务器软件，使用计算机的人是计算机的“用户”，而不是这里所指的“客户”。但在国内外很多技术文献中，也经常把运行服务器程序的机器称为服务器，实际中要根据上下文的内容进行区分。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 4949C/S模型的工作过程如图2-7所示。其工作过程如下：(1) 首先，服务器进程启动起来以后，就一直在监听某一TCP端口，比如FTP默认为21端口，Web默认为80端口，接收这一端口的请求信息。(2) 如果某个客户，如客户甲，需要查询某个学生的个人信息时，它就向服务
39、器发出请求(a)，告知这个学生的编号及要查询信息的内容。(3) 服务器进程监听到这一请求后，启动一个线程，该线程从关联的数据库、文件等资源库中搜索到该学生的信息，经过相关处理后，把结果返回客户甲(b)。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5050(4) 如果客户乙、客户丙也需要查询某个学生的个人信息，那么服务器则分别启动另外两个线程，处理两个客户的请求。(5) 依次类推，如果有N个客户请求，服务器进程就启动N个线程处理客户的请求。由于计算机的CPU和内存等资源是有限的，因此，N的大小是受到限制的。一般把N叫做该服务器能够处理的最大并发用户数。C/S是一种软件系统体系结构，通过它
40、可以充分利用服务器端和客户端两方的硬件资源，将任务合理分配到两端，降低了系统的通信开销。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5151图2-7 C/S模型示意图 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 52522B/S模式模式B/S(Browser/Server，即浏览器/服务器)是一种特殊的C/S，它是在普通C/S的基础上，对服务器端和客户端都进行了改造和规范。客户端就是我们熟知的Web浏览器，如IE、Firefox和Opera等；服务器如IIS、Apache 等。任何一种Web浏览器可以完全访问任何一种服务器。这种模式统一了客户端，将系统核心功能的实现集中到服务
41、器上，简化了系统的开发、维护和使用。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5353在技术文献中，人们经常把C/S结构和B/S结构并列起来，似乎B/S结构和C/S结构分属不同的两种结构，这样显然是不准确的。但是由于人们经常这样说以至于成为业界习惯，因而当出现这样的说法时，我们应该把C/S理解为除B/S结构外其余的C/S结构。在B/S模式下，服务器软件启动后，其进程就长驻内存中，一刻也不停地监听设定的TCP端口，一般是80端口或者8080端口。一旦有向该端口发出的要求获得网页的请求，服务器进程就从本地文件目录或相关资源库中读取HTML网页文件，发送给请求者。大部分浏览器也支持许多HT
42、ML以外的文件格式，如JPEG、PNG和GIF图像格式，还可以利用插件来支持更多文件类型。这样，网页设计者便可以把图像、动画、视频、声音和流媒体包含在网页中，或让人们透过网页而取得它们。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5454浏览器和服务器之间的通信采用HTTP(Hyper Text Transport Protocol，超文本传送协议)，当需要更高的安全性时，需要采用HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer)。HTTPS是HTTP的安全版本，它在HTTP下加入SSL层，支持对文件内容的加密，但H
43、TTPS存在不同于HTTP的默认端口。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 55553B/S模式与模式与C/S模式的优劣势比较模式的优劣势比较(1) B/S模式比C/S模式维护和升级更简单。在C/S模式下，软件系统的维护包括服务器软件和每一个客户端。由于每个客户端都由不同的人员使用，不仅计算机里面一般会有各种其他的应用软件，而且由于使用者的原因，经常会被病毒、流氓软件等侵入，影响客户端软件的运行。而客户端软件因为是专用的，都需要专门维护，系统管理人员如果需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，因而维护工作量很大。另一方面，实际使用的软件系统经常需要改进和升
44、级，频繁的升级也成为C/S模式软件一项不堪重负的工作。而B/S模式则明显体现着更为方便的特性，只需要对服务器软件进行修改和升级，所有的客户端第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5656只是通用浏览器，不需要做任何的维护。因此无论用户的规模有多大或有多少分支机构，都不会增加任何维护升级的工作量。如果是异地，还可以实现远程升级和共享。“瘦”客户机和“胖”服务器越来越成为业界的主流，这对用户人力、物力、时间和费用的节省可以说是革命性的。(2) B/S模式比C/S模式成本更低。在C/S模式下，软件不具有通用性，无论是服务器端软件还是客户端软件，都需要软件提供商进行全面开发。而在B/S模
45、式下，客户端是通用的免费软件，一般无须开发，个别情况下只需要安装一个插件即可；服务器端有成熟的软件如IIS和Apache等，基本的通信功能和文件管理功能已经非常完善，只需要开发相对简单的网页和CGI程序等，因而开发成本要低得多。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5757(3) B/S模式服务器负载更重。由于B/S模式下绝大多数任务都要服务器端完成，因而服务器端负载较重，一旦服务器发生网络拥塞或者因CPU或内存占用过度而瘫痪，将严重影响系统的使用。因此，通常情况下要采取一些措施，如采用双机热备、网络存储服务器、服务器集群等。(4) B/S模式客户端不如C/S模式功能强大。B/S
46、模式下客户端软件采用Web浏览器带来的方便性和低成本，在一定程度上是以牺牲了客户端的功能为代价的，尽管在Web浏览器上可以运行诸如Java Script、Vb Script等脚本程序，但这些程序对客户端资源的访问是受到严格限制的，因此很多和硬件以及本地文件系统资源相关的功能并不能实现。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 5858(5) B/S模式与C/S模式在实际中的使用现状。由于上述B/S模式与C/S模式各自的优劣势特点，绝大多数应用系统采用了B/S模式。目前不仅互联网上广泛采用B/S模式，而且在绝大多数企业内部网上也采用了B/S模式，如公司内部OA系统、专用业务管理系统等。
47、但是，由于B/S模式在本地资源访问方面的限制，在一些特殊情况下还必须采用C/S模式。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 59592.1.6 手机网页标准手机网页标准目前，手机网页存在着几个不同的标准，包括WML、XHTML MP、HTML5等，选择合适的标准是手机网站开发必须首先考虑的。1HTMLHTML(Hyper Text Markup Language，超文本标记语言)是用于描述网页文档的一种标记语言，它通过标记符号来标记要显示的网页中的各个元素。网页文件本身是一种文本文件，通过在文本文件中添加标记符，可以告诉浏览器如何显示其中的内容，如文字如何处理，画面如何安排，图片如
48、何显示等。浏览器按顺序阅读网页文件，然后根据标记符解释和显示其标记的内容，对书写出错的标记不指出其错误，且不停止其解释执行过程。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6060下面是一个简单的HTML文件Test1.html：Hello, This is a HTML page!body,td,th font-size: 36px;color: #900;font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6161 Hello, This is a HTML
49、 page! 文件中的“”说明该文件的类型是HTML，“”和“”分别表示文件的开始和结束，“”和“”分别表示文件正文的开始和结束。这些符号就是标记符号，有一定的含义。该文件用IE浏览器打开后的显示效果如图2-8。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6262图2-8 Test1.html第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6363HTML文档的制作并不复杂，但它的功能强大，能支持不同数据格式的文件嵌入，其主要特点是： (1) 简易性。HTML的版本升级采用超集方式，即新版本完全包含老版本，因而用老版本编写的网页可以被新版本完全接受，版本升级过程更加方便
50、平滑。(2) 可扩展性。HTML的广泛应用带来了增强功能、增加标识符等要求。对此，HTML采取子类元素方式，为系统扩展提供了保证。(3) 平台无关性。虽然计算机种类很多，如PC机、服务器、笔记本、iPad、智能手机，还有不同形态的嵌入式设备等，但HTML都可以在这些平台上运行。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6464(4) HTML支持以Java Script、Vb Script为代表的动态网页生成技术，丰富了网页的功能。今天，对互联网的成功因素进行总结，那就是TCP/IP和HTML。TCP/IP奠定了互联网扩展到全世界的网络技术基础，HTML提供了把互联网信息传送且展示给
51、几十亿互联网用户的最好手段。随着3G技术的普及，基于HTML升级版本的手机网页正迅速替代WML网页成为手机网页的主流。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 65652WML最早的手机网站采用WAP(Wireless Application Protocol)协议，网页设计则采用WML(Wireless Markup Language)。WML 即无线标记语言，移动设备中内置的微型浏览器能够解释这种标记语言。虽然它和HTML 语言很相像，但WML其实是XML的一个应用子集。XML可用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，也可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记
52、语言进行定义的源语言。XML与Access、Oracle和SQL Server等数据库不同，数据库提供了更强有力的数据存储和分析能力，如数据索引、排序、查找、相关一致性等，而XML仅仅是存储数据。事实上XML与其他数据表现形式最大的不同在于它极其简单。这看上去是一个很小的优点，但正是这点却使XML与众不同。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6666XML与HTML的设计区别在于XML的核心是数据，其重点是数据的内容，而设计的HTML被用来显示数据，其重点是数据的显示。XML和HTML在语法上面也有区别，HTML的标记不是所有的都需要成对出现，XML则要求所有的标记必须成对出现
53、；HTML标记不区分大小写，XML则对大小写敏感，即需要区分大小写。XML简单的特点使其易于在任何应用程序中读写数据，这使XML很快成为数据交换的唯一公共语言，虽然不同的应用软件也支持其他的数据交换格式，但不久之后它们都将支持XML，这就意味着程序可以更容易地与Windows、Mac OS、Linux以及其他平台下产生的信息结合，然后可以很容易加载XML数据到程序中来分析它，并以XML格式输出结果。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 67673XHTMLXHTML(The Extensible HyperText Markup Language，可扩展标识语言)的出现是HTML
54、不断演进的结果。随着Web的日渐普及，HTML用户要求能控制页面的观感，为此，浏览器厂商在 HTML2 和HTML 3 中推出了新的特性。这些新特性在带来美感的同时，也使网页变得难以理解，复杂的嵌套表结构成为控制页面布局的主要手段，其中还充斥着大量font标记和color声明。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6868为解决这个问题，浏览器厂商又推出了HTML4。它将表示逻辑的工作推给了CSS，为高级内容定位引入了层(div)的功能。与HTML3相比，意味着代码的编写模式发生了变化。为了简化迁移过程，开发人员又通过HTML4的Transitional版本来支持旧的HTML3结
55、构，适用于高级用户的Strict版本则要求将内容和表示彻底分开。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 6969这时，W3C提出了XHTM1作为符合结构良好而有效的HTML4的XML版本。对于XML用户来说，这简化了将XML内容转化成网页并用已有验证程序检查转换结果的工作。于是，XHTML1.1尝试将不同的问题隔离到不同的模块中，这种模块化方法便于针对不同的需要使用标准的不同部分，也有利于适用新的功能扩展标准。XML虽然数据转换能力强大，可以完全替代HTML，但面对成千上万已有的站点，直接采用XML还为时过早。因此，开发人员在HTML4.0的基础上，用XML的规则对其进行了扩展，得
56、到了XHTML。从某种意义上讲，建立XHTML的目的就是实现HTML向XML的过渡。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7070与HTML4相比，XHTML1.1把内容和表示相分离，但是和过去一样，一些实际问题只能使用CSS中技巧来解决。例如：无序列表表示的菜单结构通常包括漂亮的图片，但图像不大容易通过文本语音设施读给有视觉障碍的人听，而且像Lynx这样的文本浏览器也不能显示图像。一个复杂的CSS技巧可以在浏览器中隐藏文本显示图像。但是如果不同页面上的菜单不同，就很难用CSS指定这部分内容了。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7171XHTML2进一步把内容
57、和表示相互分离，改进了HTML4和XHTML1中残留的瑕疵。如将imgsrc标记换成了可用于任何元素的可选属性src。修改后的CSS完全脱离了内容，不支持图像的设备很容易转而表示文本。还用xforms模块替换了html的forms，其中，xforms不需要一行脚本就能指定交互逻辑、验证规则和计算方法。此外，这种技术采用了丰富的XML结构而不是键值对，允许出现嵌套的子表单和重复的元素。除了能提供一个强大的引擎外，文本语音设备更适合改变应用程序的丰富性。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7272XHTML Mobile Profile是WAP论坛为WAP2.0所定义的内容编写语言
58、，它是为不支持XHTML的全部特性且资源有限的Web客户端所设计的。XHTML Mobile Profile以XHTML Basic为基础，加入了一些来自XHTML1.0的元素和属性。这些内容事实上包括了一些其他表示元素和对内部样式表的支持。和XHTML Basic一样，XHTML Mobile Profile是严格的XHTML 1.0子集。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7373随着移动互联网的发展和手机终端的更新换代，越来越多的手机终端已经支持XHTML，XHTML逐步成为手机网站开发的首选描述语言。但仍有一些用户使用的低端手机尚不支持XHTML。由于这小部分影响范围很
59、小，对于手机网站的开发，建议采用XHTML做为主流模板语言，如果仍需要照顾部分低端手机市场，可以再开发一套WML模板，通过手机终端适配识别出手机终端类型后进行逐个调用。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 74744HTML5 HTML5是W3C之外一些重要Web开发人员和主流浏览器厂商，因为不同意XHTML2 的方向而设计的。2004年，他们成立了一个独立的工作组，为新的HTML版本提出了一种新的设计方向，并以网页超文本技术工作小组(WHATWG)的名义推出了HTML5。HTML5在诞生之后确立了一个原则，那就是所有的技术必须是开放的，不准有专利限制。在这期间，Opera捐献了
60、CSS技术，Google提供了视频格式WebM。目前，大部分HTML协议在众多网络技术公司中达成共识，但在视频格式方面，世界各大互联网公司正在为具体标准进行争论。纷争的两大阵营分别是以Opera、火狐、Google等为代表的一方，另一方则由苹果公司领衔。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7575而按照争论的视频格式来分，前者可以分为WebM阵营，后者则可以看做MPEG阵营。WebM阵营认为MPEG格式目前是具有专利保护的，这违背了HTML5所有技术必须开放的原则。MPEG阵营则更多地是因为自身目前就在使用这种视频格式。HTML5和HTML4的相似性远远超过XHTML2和XHT
61、ML1的相似性。HTML5有以下特点：迁移路径更加平坦，有经验的HTML4开发人员熟悉新版本也更方便；新特性遵循相似的逻辑；特定元素的专门事件属性允许HTML 编辑人员提供更适当的文本完成功能；HTML5的基本设计理念利用了Web开发人员需要的特性扩展HTML4。HTML5在继承HTML4基本技术的同时进行了简化。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7676到目前为止，HTML5和XHTML2都还不是正式的推荐标准，将来一些细微的地方还可能变化，但它们的发展方向不会变，两者都解决了现行标准存在的一些不足。未来的浏览器如何增加对这两种新标准的支持还有待观察。当前，浏览器普遍同时支
62、持HTML4和XHTML1，但已经有越来越多的PC浏览器和手机浏览器开始支持HTML5，HTML5丰富的功能使得目前已经掀起了一个HTML5热潮，手机网页开发者转向HTML5正成为时尚。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7777HTML5是近十年来Web开发标准最巨大的飞跃。和以前的版本不同，HTML5不仅大幅提升Web应用在交互、系统能力调用、多媒体、语义化等方面的能力，而且也将Web带入一个成熟的应用平台。在HTML5平台上，视频、音频、图像、动画以及同电脑的交互都被标准化。用户无需安装纷繁的插件就可以获得更为丰富的Web应用。HTML5技术族主要包括HTML5、CSS3
63、、Java Script、Web Application API、SVG等，它们具有以下的新特性： 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7878(1) 丰富的结构化、语义化标签。HTML5新增加了一些结构化标签，主要包括“”、“”、“”、“”、“”、“”、“”等，这些标签使网页结构更加简洁和严谨。新标签语义化更强，便于开发者理解和灵活使用，也利于计算机对语义化的Web应用进行理解、索引和利用。 (2) 面向应用的功能增强。HTML5面向移动应用功能不断进行增强，包括多线程并发、离线数据缓存、数据存储、跨域资源共享等。其中，WebWorkers标准弥补了Web应用以往只能单线程运
64、行的短板，使其不但能够支持多线程的Web 操作，并能将资源消耗较大的操作放到后台执行，第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 7979从而提高Web应用的响应速度，降低终端资源消耗。Offline App Cache能够将Web应用相关的资源文件缓存到本地，使用户在离线状态下也能使用 Web 应用，为开发离线的移动Web应用奠定了基础。Web Storage规范为简单的网页数据存储提供了LocalStorage和SessionStorage两个基本方法，LocalStorage可将数据永久保存在本地，SessionStorage可在浏览器会话保持期间保存数据。IndexedDB是H
65、TML5另一种数据存储方式，能够帮助Web应用存储复杂结构的数据。Cross-Origin Resource Sharing使Web应用突破了以往无法跨域名访问其他Web应用的限制，增强了Web应用服务之间的交互能力。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8080(3) 系统能力调用。HTML5纳入W3C DAP工作组制定的一系列设备API，极大提升了Web应用对终端设备能力的访问和调用能力，这些设备主要包括终端系统信息API、日历API、通信录API、触摸API、通讯API、多媒体捕捉API等。 同时，W3C还制定了位置API和视频通信API。位置API标准使基于位置的Web
66、应用能够访问所持设备的地理位置信息。位置API与底层位置信息源无关，它的来源可包括GPS、从网络信号(如IP地址、WiFi、基站号等)推测的位置，以及用户输入位置。视频通信API通过API接口提供视频会议核心技术能力，包括音视频采集、编解码、网络传输、显示等，它能使浏览器直接进行实时视频和音频通信。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8181(4) 富媒体支持。HTML5技术极大增强了Web应用在绘图、音视频、字体、数学公式、表单等方面的能力。Canvas特性能提供2D、3D图片的移动、旋转、缩放等常规操作以及强大的绘图渲染能力。SVG基于XML来描述二维矢量图形，可根据用户的
67、需求进行无失真缩放，适合移动设备图片显示。HTML5标准增加了音视频标签“”、“”，可在网页中直接播放音频、视频文件，以取代Adobe Flash、微软Silverlight、QuickTime等多媒体插件及私有协议。WOFF能通过样式库为Web 应用中自动提供各种字体，并且能根据实际需要调整字体的大小。MathML可使用户能够在网页文本中直接输入复杂的数学公式符号。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8282(5) 连接特性。Web Sockets允许在Web应用前端与后端之间通过指定的端口打开一个持久连接，这极大地提高了Web应用的效率，使得基于页面的实时聊天、更快速的网
68、页游戏体验、更优化的在线交流得到了实现。同时，HTML5拥有更有效的服务器推送技术，使得基于推送技术的应用更容易实现。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8383HTML5技术的卓越性能和良好前景，促使全球科技巨头都积极布局。Facebook、亚马逊等互联网巨头均采用HTML5改造应用服务，并同时支持原生移动客户端与HTML5 Web版本。据工信部电信研究院预计，2012年全球主流网站支持HTML5的比例可能超过50%，视频网站支持比例将超过90%。苹果、谷歌、微软、Mozilla、Opera等巨头也均大力提升了其终端或浏览器产品对HTML5的支持程度。据Strategy A
69、nalytics预测，全球支持 HTML5 的移动智能终端将由2011年的3.36亿部增长到2013年的10亿部。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 84842.2 移动通信技术移动通信技术2.2.1 移动通信技术概况移动通信技术概况移动通信技术实现了人们在任何时间、任何地点与任何个人进行通信的愿望。在短短的二三十年间，移动通信实现了从传统的单基站大功率系统到蜂窝移动系统；从本地覆盖到全国覆盖，并实现了国内、国际漫游；从提供语音业务到提供包括数据的综合业务；从模拟移动通信系统到数字移动通信系统等。目前，第四代移动通信技术已经开始在一些国家和地区商业使用，国内也正紧锣密鼓地进行
70、试点，预计在2013年后半年会进行大规模建设。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8585第一代移动通信系统(1G)兴起于20世纪70年代末，主要采用模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽限制，其最致命的缺点是不能进行大区域性漫游。第二代移动通信系统(2G)兴起于20世纪90年代初期，主要采用数字时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术，以数字传输方式实现语音和数据等业务。第二代移动通信系统替代第一代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变。第三代移动通信系统(3G)是目前正在商业使用的移动通信系统，它提供了前两代产品不具备的各种宽带信息业务，比如无线高速
71、上网、视频等。三代移动通信系统性能比较如表2-1所示。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8686表表2-1 三代移动通信系统性能比较三代移动通信系统性能比较 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 87872.2.2 3G移动通信技术移动通信技术根据IMT-2000系统基本标准，第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成，分别是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM)，基本上对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡4部分。其中核心网和无线接入网是第三代移动通信系统的重要内容，也是第三
72、代移动通信标准制订中难度最大的技术内容。第三代移动通信系统可以提供达到有线电话质量的语音，还能提供智能网、多媒体及众多的宽带非话音业务。第三代移动通信系统的特点是：它综合了蜂窝、无绳、寻呼、集群、无线扩频、无线接入、移动数据、移动卫星、个人通信等各类移动通信功能，能提供与固定电信网兼容的高质量业务，并能支持低速率话音和较高速率的数据业务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 88881第三代移动通信新技术第三代移动通信新技术第三代移动通信系统采用了多种新技术，包括：(1) WAP技术。WAP(无线应用协议)已经成为数字移动电话和其他无线终端上无线信息和电话服务的实际世界标准。WA
73、P可提供相关服务和信息，如能提供与其他用户进行连接时的安全、迅速、灵敏和在线的交互方式。WAP处于TCP/IP环境和蜂窝传输环境之间，但是它独立于所使用的传输机制，可用于通过移动电话或其他无线终端来访问和显示多种形式的无线信息。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 8989(2) 快速无线IP技术。快速无线IP技术是未来移动通信发展的重点，宽频带多媒体业务是最终用户的基本要求。根据ITM-2000的基本要求，第三代移动通信系统可以提供较高的传输速度(本地区为2 Mb/s，移动为144 kb/s)。由于无线IP主机在通信期间需要在网络上移动，其IP地址就有可能经常变化。传统的有线I
74、P技术将导致通信中断，而第三代移动通信技术因为利用了蜂窝移动电话呼叫原理，完全可以使移动节点采用并保持固定不变的IP地址，一次登录即可实现在任意位置上或在移动中保持与IP主机的单一链路层连接，完成移动中的数据通信。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9090(3) 软件无线电技术。在不同工作频率、不同调制方式、不同多址方式等多种标准共存的第三代移动通信系统中，软件无线电技术是一种最有希望解决这些问题的技术。软件无线电技术可将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将A/D转换器尽量靠近RF射频前端，利用DSP的强大处理能力和软件的灵活性实现信道分离、调制解调、信道编码译码等工作
75、，从而为第二代移动通信系统向第三代移动通信系统的平滑过渡提供一个良好的无缝解决方案。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 91913G移动通信系统需要很多关键性技术，软件无线电技术基于同一硬件平台，通过加载不同的软件，就可以获得不同的业务特性，这相对于系统升级、网络平滑过渡、多频多模的运行情况来讲，简单容易、成本低廉。因此，软件无线电技术能满足第三代移动通信系统的多模式、多频段、多速率、多业务、多环境的特殊要求。所以软件无线电技术在未来移动通信应用中有着广泛的应用意义，它不仅可改变传统观念，还会为移动通信的软件化、智能化、通用化、个人化和兼容性带来深远影响。第二章第二章 移动互联
76、网技术基础移动互联网技术基础 9292(4) 多载波技术。多载波MC-CDMA是第三代移动通信系统中使用的一种新技术。其实早在1993年的PIMRC会议上它就被提出来了。目前，它作为一种有着良好应用前景的技术，已吸引了许多公司对其进行深入研究。研究内容大致有两类：一是用给定扩频码来扩展原始数据，再用每个码片来调制不同的载波；另一种是用扩频码来扩展已经进行了串并变换后的数据流，再用每个数据流来调制不同的载波。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9393(5) 多用户检测技术。在CDMA系统中，由于码间不正交，会引起多址干扰(MAI)，而多址干扰将会限制系统容量，为了消除多址干扰影
77、响，人们提出了利用其他用户的已知信息去消除多址干扰的多用户检测技术。多用户检测技术分为两大类：线性多用户检测和相减去干扰检测。在线性多用户检测中，对传统的解相器软输出的信号进行一种线性的映射(变换)以期产生新的一组有希望提供更好性能的输出；在相减去干扰检测中，可产生对干扰的预测并使之减小。多用户检测就是把所有用户的信号都当做有用信号而不是干扰信号来处理，这样可以充分利用各用户信号的幅度、定时、延迟等信息，从而大幅度地降低多径多址干扰。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9494(6) 功率控制技术。为了克服宽带CDMA系统的远近效应，需要动态范围达80 dB的功率控制能力。上行
78、链路功率控制方式分为开环和闭环两种，开环功率控制主要用于克服距离衰减，闭环功率控制主要用于克服多普勒频率产生的衰减，以保证基站接收到的所有移动台信号具有相同的功率。下行链路采用插入功控子信道实现前向的闭环功控。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9595(7) TD-SCDMA技术。TD-SCDMA使用了第二代和第三代移动通信中的所有接入技术，包括TDMA、CDMA和SDMA，其中最关键的创新部分是SDMA。SDMA可以在时域/频域之外用来增加容量和改善性能，SDMA的关键技术就是利用多天线对空间参数进行估计，对下行链路的信号进行空间合成。另外，将CDMA与SDMA技术结合起来
79、也起到了相互补充的作用，尤其是当几个移动用户靠得很近并使得SDMA无法分出时，CDMA就可以很轻松地起到分离作用了，而SDMA本身又可以使相互干扰的CDMA用户降至最小。SDMA技术的另一重要作用是可以大致估算出每个用户的距离和方位，可应用于第三代移动通信用户的定位，并能为越区切换提供参考信息。总的来讲，TD-SCDMA具有价格便宜、容量较高和性能优良等诸多优点。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9696(8) 智能天线技术。智能天线技术是中国标准TD-SDMA中的重要技术之一，它是基于自适应天线原理的一种适合于第三代移动通信系统的新技术。它结合了自适应天线技术的优点，利用天
80、线阵列的波束汇成和指向产生多个独立的波束，可以自适应地调整其方向图以跟踪信号的变化，同时可对干扰方向调零以减少甚至抵消干扰信号，增加系统的容量和频谱效率。智能天线通过调节各阵元信号的加权幅度和相位，从而调节天线阵列的方向图形状，达到增强所需信号，抑制干扰信号的目的。同时，它利用信号入射方向差别，将同频率、同时隙的信号区分开来，从而达到成倍地扩展通信系统容量的目的。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 979723G移动通信技术的三种制式移动通信技术的三种制式3G移动通信技术有三种制式，分别是CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。其中，CDMA2000和WCDMA属于FD
81、D方式，TD-SCDMA属于TDD方式。在我国，这三种制式的网络分别由三大电信运营商中国电信、中国联通和中国移动分别建设并实现互联互通。(1) WCDMA。WCDMA是基于GSM网发展出来的3G技术规范，它是欧洲提出的宽带CDMA技术，WCDMA与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，日本公司也或多或少参与其中，如日本的NTT、富士通、夏普等厂商。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 9898WCDMA最大的特点是它在网络结构上继承了GSM/GPRS 核心网结构，与GSM不同的是它在无线接入网
82、部分引入了全新的无线WCDMA ，并采用了分组传输，更有利于实现高速移动数据业务的传输。WCDMA系统能够架设在现有的GSM网络上，对于电信运营商而言，可以较容易地过渡。因此，WCDMA具有先天的市场优势。该标准提出了GSM(2G) GPRSEDGEWCDMA(3G)的演进策略。GPRS和EDGE两种技术被称为2.5代移动通信技术。(2) CDMA2000。CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，最早由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和三星都参与其中，韩国现在已经成为该标准的主导者。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基
83、础 9999这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。目前使用CDMA的地区除了中国外，只有日本、韩国和北美，CDMA2000的使用者没有WCDMA多，但CDMA2000的研发进度却是目前各标准中最快的。该标准提出了从CDMA IS95(2G)CDMA2000 1xCDMA2000 3x(3G)的演进策略。CDMA2000 1x被称为2.5代移动通信技术。CDMA2000 3x与CDMA2000 1x的主要区别在于前者应用了多路载波技术，可通过采用三载波使带宽提高。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 10010
84、0(3) TD-SCDMA。TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CDMA，时分同步CDMA)标准是由中国大陆独自制定的3G标准。1999年6月29日，由中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国大陆庞大的市场，该标准受到各大电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。该标准提出可不经过2.5G的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。由于TD-
85、SCDMA技术成熟度方面的原因，TD-SCDMA在国内发展远远赶不上CDMA2000和WCDMA，这也促使中国移动更积极地投入到4G网络的试验和建设中。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 101101(4) 三种3G技术的比较。在我国，三种制式的3G网络分别由三家电信运营商建设和经营，中国联通在原有GSM基础上新建了WCDMA网络；中国移动在原有GSM基础上新建了TD-SCDMA网络；中国电信在收购中国联通CDMA的基础上新建了CDMA2000网络。三种制式理论上的速度对比如表2-2所示。理论速率是在满足一定的条件下所能达到的速率，由于受移动网络基站总带宽、扇区覆盖、建筑物遮挡
86、、电磁环境干扰等因素影响，实际当中能够实现的速率各不相同，理论速率高并不意味着实际实现的速率必然高。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 102102表表2-2 三种制式理论速度对比三种制式理论速度对比 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1031032.2.3 下一代移动通信技术下一代移动通信技术14G移动通信技术移动通信技术尽管3G移动通信技术能提供较高的上网速率，但随着各种宽带应用，特别是高清视频这类需要大带宽的应用的普及，3G所提供的带宽也越来越难以满足发展需要。为此，业界又加快了下一代移动通信技术的研发，该技术称为LTE(Long Term Evolut
87、ion)。LTE具有100 Mb/s的数据下载能力，能被视做从3G向4G演进的主流技术。LTE的研究包含了一些普遍被认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。3G的一个标准化组织3GPP(3rd Generation Partnership Project)从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征：第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 104104(1) 通信速率有了提高，下行峰值速率为100 Mb/s，上行峰值速率为50 Mb/s
88、。(2) 提高了频谱效率，下行链路为5 (b/s)/Hz，上行链路为2.5 (b/s)/Hz，频谱效率是R6版本HSU-PA的23倍。(3) 以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上基于分组交换。(4) 通过系统设计和严格的QoS机制，能保证实时业务(如VoIP)的服务质量。(5) 系统部署灵活，能够支持1.25 MHz20 MHz间的多种系统带宽，从而保证了将来在系统部署上的灵活性。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 105105(6) 降低了无线网络时延，子帧长度为0.5 ms和0.675 ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延。(7) 在保持目前基站位置不变的情况下增
89、加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1 (b/s)/Hz的数据速率。(8) 强调向下兼容，能支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等方面。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 106106目前通过ITU审批的4G标准有两个，一个是由我国研发的TD-LTE，它是由TD-SCDMA演进而来的；另外一个是FDD-LTE，它是由WCDMA演进而来的。4G网络在欧洲已经开始组网，我国的TD-LTE的试验网进展也非常快，预计到2013年年底，大规模的网
90、络建设就会铺开。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1071072WLAN和和WiMAX WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)基于IEEE 802.11标准，允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4 GHz或5.8 GHz射频波段进行无线连接，它被广泛应用，从家庭到企业再到互联网接入热点。目前，WLAN所包含的协议标准有：IEEE 802.11b协议、IEEE 802.11a协议、IEEE 802.11g协议、IEEE 802.11E协议、IEEE 802.11i协议以及无线应用协议(WAP)。第二章第二章 移动互联
91、网技术基础移动互联网技术基础 108108在众多WLAN技术中，WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)技术目前在智能手机中应用最为普遍。WiFi是一个基于IEEE 802.11系列标准的无线网络通信技术品牌，它能改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性，它由WiFi联盟(WiFi Alliance)所持有，事实上，WiFi就是WLAN(无线局域网联盟)的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。因为WiFi主要采用802.11b协议，人们习惯用WiFi来称呼802.11b协议。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联
92、网技术基础 109109相比而言，WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)是一个新兴的宽带无线接入技术，它能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50 km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，它采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现了宽带业务的移动化。2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行无线通信全体会议，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2
93、000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 110110WLAN、WiMAX与3G以及4G从技术上来说，有一定竞争，但更多的是融合与互补。当前已经得到规模化商业使用的3G网络，不仅在产业化和规模化方面拥有其他无线技术无法比拟的优势，而且它还具有广域覆盖、全球漫游、电信级安全性等优势，这使得3G成为多元融合的公共无线通信平台。WiMAX由于具有超高的数据传输速率，可以构建一个完全覆盖城域的宽带无线网络。WLAN则在局域网领域能起到很大作用。尤其值得关注的是，在多元融合的大趋势下，3G与WiMAX等各种无线技术正在演进和发展中互相借鉴和靠近
94、，从而加快了MIMO和OFDM等新技术的引入。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 111111与此同时，以3G为代表的移动通信网络在向4G演进的过程中，网络带宽将得到了全面扩展。而WiMAX则在技术演进的过程中，致力于全面增强移动性和安全性。可以预见，将来在无线城市、电子政务、企业应用以及教育等领域，3G、4G与WLAN、WiMAX的融合，将使得人们在不同的网络环境中，享受到更加灵活的、更加丰富多彩的应用服务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1121122.3 移移动动互互联联网网2.3.1 移动互联网的概念与特点移动互联网的概念与特点工信部电信研究院的研
95、究人员认为：移动互联网是以移动网络作为网络接入方式的互联网及服务，它包括移动终端、移动网络和应用服务三个要素。而中国电信的研究人员认为：移动互联网是移动通信和互联网从终端技术到业务全面融合的产物，它可以从广义和狭义两个角度来理解。从广义角度理解，移动互联网指用户使用手机、上网本、笔记本电脑等移动终端，通过移动或无线网络访问互联网并使用互联网服务；从狭义角度理解，移动互联网是指用户使用手机通过移动网络获取访问互联网并使用互联网服务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 113113一般而言，电信行业所指的移动互联网主要是从狭义角度理解的，它包括通过2G和3G网络使用互联网服务(WA
96、P与Web方式)。与移动互联网类似的概念还有无线互联网。以前，移动互联网强调使用蜂窝移动通信网接入互联网，因此常常特指手机终端采用移动通信网(如2G、3G)接入互联网并使用互联网业务。而无线互联网强调接入互联网的方式是无线接入，除了蜂窝网外还包括各种无线接入技术，如WAN等。随着电信网络和计算机网络在技术、业务方面的相互融合，目前业界倾向于不再区分移动互联网与无线互联网的细微差别。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 114114移动互联网既是一种网络和服务的实体，又是一种新的技术形态；既是以IP网络技术、移动通信技术和计算机技术为核心的一个庞大的技术体系，又是“移动宽带化”、“
97、宽带移动化”两种趋势长期发展并以3G技术为纽带实现交汇融合的产物。移动互联网不是对传统桌面互联的完全替代，而是一个革命性的扩展。原有的PC在固定地点通过光纤等宽带有线线路上网方式仍然得以保存，而在原来无法上网的室外、移动状态等情形下，通过移动和无线方式实现了互联网的连接。原来存在于互联网上的内容，除了增加了适合移动方式访问的功能外，其他的仍然得以保留。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 115115移动互联网的主要特点是：(1) 终端移动性。移动互联网业务使得用户可以在移动状态下接入和使用互联网服务，移动互联网终端有智能手机、iPAD等，它们便于用户随身携带和随时使用。(2)
98、终端智能感知能力。移动互联网终端通过自身计算机软硬件结构和丰富的传感外设，可以定位自己所处的位置，采集周围的声音、温度等信息，因而具备智能感知的能力。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 116116(3) 个性化。移动互联网的终端完全为个人使用，其操作系统和各种应用也针对个人，它采用社会化网络服务、博客等Web2.0 技术与终端个性化和网络个性化相互结合，个性化呈现能力非常强。移动互联网能反映使用者个人的行为特征、位置信息等，并可与电子地图等技术相结合。(4) 业务私密性。在使用移动互联网业务时，涉及的内容和服务更私密，如手机支付业务、保密通信、手机门卡、手机水卡等。第二章第二
99、章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 117117同时，移动互联网也受到来自终端和网络的局限，主要表现在以下两个方面：(1) 终端能力方面。在终端能力方面，移动互联网受到终端屏幕大小、电池容量等的限制。由于屏幕小，移动互联网终端显示的内容界面必须简单紧凑，便于操作，传统互联网复杂的页面结构、大量的页面信息无法在移动互联网终端中很好展示；由于电池容量有限，移动互联网终端不能像桌面PC那样持续得到外部供电，长时间、高强度的本机处理受到制约，移动互联网要尽可能做到低能耗，尽量避免长时间持续操作。根据对多款智能手机耗电情况的分析，智能手机的耗电很大一部分用于屏幕显示，这给视频类的应用带来不便。第二
100、章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 118118(2) 网络能力方面。在网络能力方面，移动互联网受到无线网络传输环境的影响，如高速移动状态、区域内基站覆盖不高率等，都会直接影响带宽稳定性，进而影响带宽敏感型应用的使用。当某个区域用户数量过大，超过基站容量时，网络会产生拥塞，从而可能造成内容的延迟、停滞等。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1191192.3.2 移动互联网与桌面互联网的比较移动互联网与桌面互联网的比较在过去的15年里，桌面互联网以其飞快的发展速度令人惊叹，而移动互联网的发展速度则比桌面互联网发展速度更快。桌面互联网是在移动互联网出现以前以PC方式通
101、过固定线路上网的传统互联网，其主要特点是：大屏幕、匿名、位置固定、包月计费、开放、应用免费。而移动互联网则综合了桌面互联网和移动通信网的两大领域技术的大多数优点，具有小屏幕、开放、应用免费、便携性、隐私性、准确性、可定位、实时性等特点。图2-9给出了这三种通信技术之间的相互关系。移动互联网和传统互联网的区别可以通过表2-3来进一步说明。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 120120图2-9 移动互联网与桌面互联网及移动通信网的关系 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 121121表表2-3 传统桌面互联网与移动互联网的指标对比传统桌面互联网与移动互联网的指标对
102、比 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1221222.3.3 移动互联网的三要素与关键技术移动互联网的三要素与关键技术移动互联网是融合了电子信息多个领域丰富成果的一个全新的网络和业务形态，它有三大要素，即网络、终端和应用。网络和终端是应用的基础，并为应用提供服务，而应用直接服务于用户，新应用的不断推出带来用户对网络和终端不断升级的需求。移动互联网三要素组成了一个庞大的技术体系的支撑，其关键技术涵盖了信息技术领域的方方面面，如图2-10所示。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 123123图2-10 移动互联网技术体系 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网
103、技术基础 124124移动互联网由传统互联网和作为网络接入手段的移动通信网(含其他无线通信网)融合而成，其关键技术包括互联网技术和移动通信技术。互联网协议IPv6因其巨大优势，被改进为MIPv6，成为移动互联网的基础协议。移动互联网终端实际上是一台计算机化的通信终端，它的关键技术包括移动终端硬件技术和移动操作系统。硬件技术包括核心的智能终端芯片、3G终端基带处理器芯片，以及外围的触摸显示屏、高像素摄像头、大容量存储器、GPS接收模块、多种传感器等。移动操作系统目前以Android和苹果的iOS应用最为广泛，其他如微软、诺基亚等公司的操作系统也占有一定市场份额。第二章第二章 移动互联网技术基础移
104、动互联网技术基础 125125移动互联网应用种类繁多，正在由时尚消费、高端消费，逐步向社会生活各个层面和各个角落迅速渗透。支撑移动互联网应用的关键技术首先是由WAP和HTML演进而来的HTML5，它是移动互联网终端和应用平台系统进行信息沟通的共同语言标准。其次是云计算技术，云计算技术能为移动互联网应用提供强大的中心平台功能。此外，因为移动互联网应用的多样性，它还与物联网技术、网络传感技术、卫星定位技术和流媒体技术等有关联。移动互联网涵盖了互联网技术、移动通信技术、视频技术、移动终端硬件技术、移动终端操作系统、HTML5、云计算平台等多项关键技术。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基
105、础 1261262.4 移动智能终端与操作系统移动智能终端与操作系统2.4.1 移动智能终端及其核心技术移动智能终端及其核心技术严格的说，移动通信终端包括手机、平板电脑和笔记本电脑，但由于笔记本电脑采用与PC完全相同的操作系统，因此，通常所说的移动通信终端仅指手机和平板电脑，而把智能手机和平板电脑称为移动智能终端。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 127127传统手机核心功能为通话和短信功能，采用按键输入和小屏显示。目前，除了针对老人等少数特殊人群和场合设计的手机外，智能手机正逐渐替代传统手机成为主流。智能手机具备普通手机的全部功能，能够进行正常通话和发送短信，但是从系统结构
106、来看，智能手机与计算机结构相同，其处理能力和功能的丰富程度远远超过了传统手机。可以说，智能手机是传统的通信终端计算机化的结果，换个角度说，智能手机是计算机网络化、移动化的结果。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 128128平板电脑是笔记本电脑向更加便携化方向的进一步发展，它不仅采用了与智能手机大体相同的结构，而且还装有类似的操作系统。目前，智能手机的一个发展趋势是屏幕越来越大，与平板电脑有逐渐趋同的趋势。移动智能终端的智能性主要体现在四个方面：一是操作系统平台开放，能支持应用程序的灵活开发、安装和运行；二是具有高速的互联网接入能力，具备PC级的处理能力，支持桌面互联网主流应用
107、的移动化迁移；三是人机交互界面丰富，支持可视化输入、3D显示、语音识别、图像识别、触摸输入等多种的交互方式；四是可加载各种丰富且可以不断增加的应用，包括个人信息管理，日程记事，任务安排，多媒体应用，网页浏览等，还具有支持多任务和复制、粘贴功能。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 129129移动通信终端涉及很多技术，包括系统和应用软件技术、微电子和微机电技术、下一代显示和语音识别等人机交互技术、新型金属和高精度玻璃等原材料技术以及整机设计和制造技术，这些技术分支十分庞杂，主要可分为四大核心领域：第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1301301移动芯片技术移动芯
108、片技术集成电路是移动通信终端的核心器件，传统终端芯片包含了基带芯片、射频芯片、电源管理芯片和存储芯片。其中基带芯片相当于传统手机的CPU，能够实现传统手机最核心的通信信号处理功能；射频芯片负责信号的收发；存储芯片负责数据的存储；电源管理芯片负责电力供应，它通常与基带芯片同时设置。随着手机的智能化发展，能支持操作系统、应用软件以及音视频等功能的应用处理芯片的重要性日益提升，它已经与基带芯片一起成为智能手机的CPU，这两个芯片也是当今移动智能终端芯片平台中最重要和发展最迅速的部分。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1311312系统软件技术系统软件技术操作系统是移动智能终端软件平
109、台体系的核心，它能向下适配硬件系统，向上支撑应用软件，最终决定用户最终体验。开放成为移动智能终端操作系统主旋律，开放模式要求聚集产业链实现协同创新，打造完备业务生态系统，苹果公司正是通过应用商店开放运作获得了极大的成功。开源成为移动智能终端操作系统主模式，开源极大降低了第三方进入门槛、提升了产业链上下游支持效率，免费的系统软件能调动产业多方积极性，其中，Android是开源模式的典范。开源能兼顾运行效率和开发效率，能使各操作系统进行不同的第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 132132技术选择。 Android为了提升开发效率，选择走Java路线，但提升了对硬件的要求，只有在6
110、00 MHz以上的芯片平台上才可较顺畅运行。而iOS、WP7、Bada、WoPhone则选择原生语言，对硬件平台要求较低，但它们对应用软件开发过程比Java复杂。当前，各移动智能终端操作系统均有相应应用开发环境，也各具专长。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1331333人机交互技术人机交互技术人机交互技术是当今移动终端技术体系中发展最为基本也是最有潜力的技术，它与旨在提升计算性能的技术不同，人机交互技术旨在让计算设备具有更好的用户体验。包括未来显示技术、多模态交互技术、无处不在的普适交互环境和支持特殊应用的交互技术，其中，后两者与智能空间、人机交互等学科有较强相关性，属于技
111、术发展愿景，当前商用领域的人机交互技术集中体现在前两部分。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 134134显示技术是最基本的人机交互技术，它与高精度芯片、生物电池相比，在近期的创新机遇更多。目前，OLED、3D显示、电子纸等热门技术相继商业化使用，大幅提升了视觉体验。在多模态交互技术领域，近年来随着语音识别、图像识别、多点触控等技术的应用，传统的交互手段得到极大加强，键盘、窗口等传统的人机交互手段在移动通信设备上的使用感受大大提升。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1351354应用开发技术应用开发技术通过API(应用编程接口，运行在上层的程序可通过API获取
112、下层平台拥有的各种能力与信息)面向第三方开发者开放终端、网络、云服务的各种能力已成为移动互联网时代应用开发的重要趋势。移动互联网已经深刻的改变了移动智能终端操作系统API的开放模式，面向终端厂商通过预置引入第三方应用的传统模式沦为配角，而面向开发者开放API接口并由用户自行安装应用的新模式成为主流，其通过协同创新能以较小力量调动和集聚庞大产业群。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 136136Web具有技术开放、标准相对统一、应用开发门槛低等优点，被业界普遍看做应用平台甚至移动终端操作系统未来的主要发展趋势。其技术核心是Web引擎，它能提供运行、解析、显示等基础能力，其中轻量高
113、效的WebKit正在推动移动互联网向统一的应用平台发展，而决定Web 解析速度的JS 引擎成为主流厂商竞争热点。得益于HTML5同时支持传统网页和手机网页的技术，Web为移动智能终端应用开发提供了更加强大的工具。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1371372.4.2 智能手机操作系统智能手机操作系统智能手机是一种嵌入式计算机系统，和其他计算机系统一样，它也需要操作系统的支持。目前，很多有实力的公司和机构相继推出了自己的移动操作系统，并以其为战略支点打造有利于自身的产业生态体系。不同的操作系统在开放性、开源性以及运行和开发效率方面各有优劣势。根据IDC(国际数据公司)2012
114、年12月4日发布的统计和预测数据，排名前5名的智能手机操作系统分别为Android、iOS、BlackBerry OS、Windows Phone和Linux，各操作系统2012年、2016年的市场份额和期间的复合年增长率如表2-4所示。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 138138表表2-4 各操作系统各操作系统2012年、年、2016年市场份额和复合年增长率年市场份额和复合年增长率 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 139139根据IDC的统计和预测，到2016年，Android仍将占据龙头位置，其市场份额尽管会略有下降，但仍会保持在60%以上；iOS将
115、稳定地占有近四分之一的市场份额；Windows Phone将从目前的2.6%大幅增长到11.4%。1Android Android是Google公司于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，同年，手机厂商HTC制造出了第一款Android手机HTC G1。到2010年，Android系统发展成为最具潜力的智能操作系统。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 140140Android系统架构分为四层，从下到上分别是Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层。(1) Linux内核层。Android是
116、基于Linux2.6的内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网络协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。(2) 系统运行库层。系统运行库层可以分成两部分，分别是系统库和Android Runtime。系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带，包括Surface Manager、Media Framework、SQLite、OpenGL ES、FreeType、WebKit、SGL、SSL和Libc。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 141141Android应用程序采用Java语言编写，程序在Android Runtime中执行
117、。Android Runtime分为核心库和Dalvik虚拟机两部分。核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API，如android.os、、android.media等。Android程序不同于J2me程序，每个Android应用程序都有一个专有的进程，多个程序并不运行在一个虚拟机中，每个Android程序都有一个Dalivik虚拟机的实例，每个Android应用程序在该实例中执行。Dalvik虚拟机是一种基于寄存器的Java虚拟机，它不是传统的基于栈的虚拟机，具有优化内存资源使用以及支持多个虚拟机的特点。需要注意的是，Android程序在虚拟机中
118、执行的并非是编译后的字节码，而是通过转换工具dx将Java字节码转成dex格式的中间码后再执行。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 142142(3) 应用程序框架层。应用程序框架层是Android开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能的，该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。(4) 应用程序层。Android平台不仅是操作系统，它还包含了许多应用程序，诸如SMS短信客户端程序、电话拨号程序、图片浏览器、Web浏览器等。这些应用程序都是用Java语言编写的，并且都可以被开发人员所开发
119、的其他应用程序替换，这不同于其他手机系统软件被操作系统固化，使得应用程序更加灵活和个性化。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1431432iOSiOS是由苹果公司为自有的iPhone、iPod touch及iPad开发的专用操作系统，具有封闭性的特点。iOS的系统架构从下到上也分为四个层次。(1) 核心操作系统层。该层是用FreeBSD和Mach所改写的Darwin，是开源且符合POSIX标准的一个Unix核心。这一层包含或者说提供了整个iPhone OS的一些基础功能，如硬件驱动、内存管理、程序管理、线程管理(POSIX)、文件系统、网络(BSD Socket)以及标准输入
120、输出等，所有这些功能都通过C语言的API来提供。值得一提的是，这一层最具有Unix色彩，如果需要把Unix上所开发的程序移植到iPhone上，多半都会使用到Core OS的API。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 144144核心OS层的驱动也提供了硬件和系统框架之间的接口。然而，出于安全的考虑，只有有限的系统框架类才能访问内核和驱动。(2) 核心服务层。Core Services在Core OS基础上提供了更为丰富的功能，它包含了Foundation.Framework和Core Foundation.Framework，之所以叫Foundation，是因为它能提供一系列处
121、理字串、排列、组合、日历、时间等的基本功能。Foundation属于Objective-C的API，而Core Fundation属于C的API。Core servieces提供了其他的功能，如Security、Core Location、SQLite和Address Book。其中，Security是用来处理认证，管理密码和安全性管理的；Core Location是用来处理GPS定位的；SQLLite是轻量级的数据库；而AddressBook则用来处理电话薄资料的。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 145145(3) 媒体层。媒体层能提供图片、音乐、影片等多媒体功能。图像可
122、分为2D图像和3D图像，前者由Quartz2D支持，后者则是由OpenglES来支持。与音乐对应的模块是Core Audio和OpenAL，播放软件Media Player可实现影片的播放。另外，媒体层还提供了Core Animation，可支持强大的动画功能。(4) 触摸层。最上面一层是触摸层，它是Objective-C的API，其中最核心的部分是用户界面框架。应用程序界面上的各种组件，全是由它来提供呈现的，除此之外，它还负责处理屏幕上的多点触摸事件、文字的输出、图片和网页的显示、相机或文件的存取以及加速感应等部分。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1461463Andro
123、id与与iOS的对比的对比作为当前最重要的两个移动智能终端操作系统，Android与iOS在多个方面差异都非常显著。以下主要从七个方面对其差异进行介绍。(1) 系统架构。Android采用的是Java技术，所有应用都是在Dalvik虚拟机中运行的，Dalvik是google专门为移动设备优化的Java虚拟机。因此，Android具有成熟且存在大量可重用代码的优点，同时，它也有占内存大、运行速度较低的缺点。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 147147iOS的体系架构相对比较为传统，但运行效率高，对硬件的要求低，而且成本优势大，在现有的硬件条件下，在iOS上运行应用程序具有最好
124、的顺畅感，也更加省电。iOS系统架构朴实无华且干净清晰，是目前最有效率的移动智能终端操作系统。(2) 应用开发平台。Android一般使用Eclipse作为开发工具，大部分类库兼容原来Sun的Java SE，并且依赖于Java良好的开源性和第三方类库的支持，可通过虚拟机执行。Java只能进行自动内存回收。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 148148iOS使用Object C语言，开发工具为Xcode，其运行效率和标准C相近，在运行效率和内存占用上好于Java，但其开发难度远大于java。iOS使用的开发类库是诞生于MFC之前的Cocoa，开发速度比较快。ObjectC能进行
125、自动内存回收，也能手动内存回收，这个区别使得iOS应用比Android应用更为流畅。(3) 动画及灵敏度。iOS在构架上把动画放到了一个很基础的位置，使得其运算效率很高，直接带来的感受就是：iPhone在播放动画的时候极其流畅、完美，几乎感觉不到任何手机在运作动画效果时带来的延时。而在Android上即便开启最高动画效果也不能达到iPhone“无缝”、“生动有趣”的效果。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 149149iPhone的触摸屏和传感器的灵敏度均高于Android。在Android上总有些“划不准”的别扭感觉。对于传感器，iOS所能支持的传感器采集数据频率比Andro
126、id高很多(部分Android最高为25次/秒，iPhone4则高达100次/秒)，iPhone触摸更灵敏，这很大程度上是由系统特性所决定的。但Android 也有很多iPhone所没有的华丽特效，比如HTC Sense的天气动画和日历翻页等，但在整体的连贯性上不如iPhone的自然。随着Android的不断进步，HTC Sense、Samsung TouchWiz之类的定制用户界面及以MIUI为代表的第三方定制系统在用户界面上的投入越来越大，Android手机的动画效果也有了很大的进步。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 150150(4) 电池续航能力。iPhone有软硬一
127、体结合的优势，并且iOS很多功能的裁剪(如动态桌面)都是出于对续航持续时间的考虑。相比于软硬分家的Android手机厂商只能通过用大号电池或者使用更节电的屏幕来解决电池的续航能力。续航能力间接决定了一些体验，比如WiFi是否可经常处于开启状态，或是长时间使用GPS。低续航的手机在使用GPS和WiFi时受到很大限制。多数Android手机都是可以更换电池的，这从另一个角度极大地缓解了续航时间短的问题。而不能换电池的iPhone虽然单块电池续航能力不错，但是，如果电池出现问题，只能撬后盖板换电池，重新装个新的后盖板，非常麻烦。综合比较，在电池续航问题上，Android和iPhone各有优势。第二章
128、第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 151151(5) 多任务。iPhone直到4.0版才有了所谓的多任务，而Android很早就已经具有。对比现在iOS与Android的多任务特性，iOS的多任务最多也只能称之为准多任务。在iPhone上，一个程序被切换掉后便“暂停”了，而不是继续在运行，Apple称之为“Fast app switching”，仅仅是换了一个软件用，再快速换回来。相比之下，Android从开始便是基于多任务而设计的，可以同时从各种软件里下载东西，同时进行多种操作。未来，多任务会比现在更为重要，随着很多基于传感器的应用不断涌现，需要不断地在后台运行采集分析数据。当由
129、这些开启的增强现实与智能感知类应用程序真正深入每一个移动用户时，多任务就成为了一个基础且重要的要求。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 152152(6) 信息流。在Android的设计中，信息是一种流。它使得在操作过程中，多个功能软件间进行跳转操作的过程十分圆滑通畅。而在实际的系统中，每个软件并不是一个独立存在的主体，不同的软件之间经常需要交换或者传递数据，比如把摄像机程序拍摄的视频或图片文件直接传送邮件程序。而iPhone所代表的基于应用的设计理念是时代的产物，它为手机时代到应用时代的过渡发挥了巨大的作用。然而，越来越多的事实证明，应用时代也正在过时，内容时代才是当下和未来
130、的主角。从这个角度来看，Android的信息流理念则更具生命力。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 153153(7) 市场竞争优劣势。Android系统有三大优点：一是其开源性使设备制造商的生产成本大幅降低，高质量的智能手机成为Android系统迅速占领市场的关键；二是其开放性使之拥有大量免费资源和为数众多的开发者，应用数量和人气迅速增长；三是Android系统提供的免费ADT开发套件使专业开发成本大为降低。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 154154同时，Android系统也有四大缺点：一是由于平台的开放性，任何人都可以制作和发布应用程序，造成软件质量良
131、莠不齐，要保障软件安全性非常困难；二是系统对后台程序的管理不够直观，部分功能还不够完美和简单；三是由于Android是向硬件厂商开放的，每个厂商都会对系统进行一定剪裁，并有不同的开发周期，当Android系统版本升级时，不同厂家的手机的升级过程会不一致；四是其大屏幕、高配置在带来更好娱乐享受的同时，却带来了高耗电。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 155155iOS有两大优势：一是系统应用丰富、安全性高，用户体验好，目前有比较稳定的iPhone用户群，用户宁愿为得到iPhone的体验承受较高的费用；二是由于iOS为苹果公司专有，应用模式统一，因而苹果在推出新版iOS移动操作系
132、统之后，大多数iPhone及iPad用户总能很快完成系统升级。iOS的缺点是：iOS的iPhone手机定价昂贵，这给苹果公司带来巨额利润的同时，也制约了其用户群的扩展。随着Android智能手机质量的迅速提升和应用的急剧增加，iPhone模式面临巨大的市场风险。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1561564Windows PhoneWindows Phone 8是微软的新一代手机操作系统，它将Android和iOS列为主要竞争对手。目前，诺基亚和HTC都成为Windows Phone阵营积极的拥护者。Windows Phone的优点是：操作流畅，界面简洁，深度整合了微软服务
133、，同时与Windows和xbox系统有很高的互动性。其缺点是：软件资源馈乏，用户体验度不及Android和iOS。不过，鉴于在微软在PC平台上已有的成熟且友好的用户界面和各种开发工具，人们仍期待微软能在手机应用开发领域给用户带来惊喜。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1571572.5 云云计计算算技技术术2.5.1 云计算的概念及特征云计算的概念及特征根据工业和信息化部电信研究院的定义，云计算(Cloud Computing)是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源来实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，通过网络将分散的ICT资源
134、(包括计算与存储、应用运行平台、软件等)集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。用户可以使用各种形式的终端(如PC、平板电脑、智能手机甚至智能电视等)通过网络获取ICT资源服务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 158158“云”是对云计算服务模式技术实现的形象比喻。“云”概念最早源于互联网领域，网络工程师常用一团云来表示网络，其含义是尽管实际网络具有非常庞大和复杂的构成，普通网络终端的PC机“看不见”构成实际网络的设备及其复杂的相互连接方式，但PC机能够透过这网络设备直接“看见”服务器，就好象PC机和服务器之间只有透明的空气。因此，人们有时也用“
135、透明”来表述这种关系，如网络对于PC机和服务器来说就是“透明”的。“透明”的本质是通信协议的层次性和下层协议对上层协议的不可见性。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 159159“云计算”是Google公司受到“云”这个网络概念的深刻影响，在总结和概括自己的搜索服务基础上最早提出来的概念，而Google搜索服务被自然归为一种典型的云计算，只要输入关键字或者关键词，就有成千上万台分布于世界各地的服务器协同工作并返回搜索到的内容，用户能看到返回的结果，但不能“看见”后台服务器之间的协同工作过程，因而是“透明”的。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 160160微软认
136、为未来的互联网世界将会是“云+端”的组合，其中，“端”指各种终端设备。在这个以“云”为中心的世界里，用户可以便捷地使用各种终端设备访问云中的数据和应用，这些设备可以是电脑和手机，甚至是电视等大家熟悉的各种电子产品，用户在使用各种设备访问云中的服务时，得到的是完全相同的无缝体验。Sun公司认为云的类型有很多种，多种不同的应用程序可以使用云来构建。由于云计算有助于提高应用程序的部署速度，且有助于加快创新步伐，因而云计算可能还会出现我们现在无法想象到的形式。Sun也是最早提出“网络就是计算机”这一理念的公司，它认为云计算就是下一代的网络计算。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 161
137、161工业和信息化部电信研究院的研究人员认为云计算具备四个方面的核心特征：一是宽带网络连接，“云”不在用户本地，用户要通过宽带网络接入“云”中并使用服务，“云”内节点之间也需通过内部的高速网络相连；二是对ICT资源的共享，“云”内的ICT资源并不为某一用户所专有；三是快速、按需、弹性的服务，用户可以按照实际需求迅速获取或释放资源，并可以根据需求对资源进行动态扩展；四是服务可测量，服务提供者可按照用户对资源的使用量进行计费。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1621622.5.2 云计算的架构与服务类型云计算的架构与服务类型Sun公司的云计算观点是比较全面的，他们认为云计算可以
138、描述从硬件到应用程序的任何传统层级所提供的服务，如图2-11所示。目前，已经出现的云服务可以分为三大类，即SaaS(Platform as a Servic)、PaaS(Platform as a Servic)和IaaS(Infrastructure as a Service)。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 163163图2-11 Sun公司的云计算模型第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1641641SaaS SaaS以软件作为服务，是用户获取软件服务的一种新形式。用户不需要将软件产品安装在自己的电脑或服务器上，只需按某种服务水平协议(SLA)直接通过
139、网络向专门的提供商获取自己所需要的、带有相应软件功能的服务。SaaS本质上就是软件服务提供商为满足用户某种特定需求而提供其消费的软件的功能和计算能力。软件的单个实例运行于云上，为多个最终用户或客户机构提供服务。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 165165SaaS 有各种不同的应用，不仅在线邮件服务、网络会议、网络传真、在线杀毒等各种工具型服务，还有在线CRM、在线HR、在线进销存、在线项目管理等各种管理型服务。SaaS是未来软件业的发展趋势，不仅微软、Salesforce等国外软件巨头推出了自己的SaaS应用，用友、金蝶等国内软件巨头也推出了自己的SaaS应用。 第二章第二
140、章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1661662PaaSPaaS以平台作为服务，它将一个完整的计算机平台，包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管都作为一种服务提供给客户。在这种服务模式中，客户不需要购买硬件和软件，只需要利用PaaS平台就能够创建、测试、部署应用和服务，这与基于数据中心的平台进行软件开发相比，费用要低得多，这正是PaaS的最大价值所在。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1671673IaaSIaaS以基础设施作为服务，企业或个人可以使用云计算技术来远程访问计算资源，包括计算、存储以及应用虚拟化技术所提供的相关功能。无论是最终用户还是PaaS提供商都
141、可以从基础设施服务中获得应用所需的计算能力，无需承担支持这一计算能力的基础IT软硬件成本。服务器、存储系统、交换机、路由器和其他系统都是并用的，可用来处理从应用程序组件到高性能计算应用程序的工作负荷。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1681682.5.3 云计算带来的效益云计算带来的效益 云计算技术不仅给信息系统的维护和运行带来了巨大便利，还节省了成本、提高了效益，降低了企业信息化的门槛，有助于企业加快创新发展的步伐。 1缩短运行时间和响应时间缩短运行时间和响应时间 对于弹性地运行批量作业的应用程序来说，云计算技术使得该应用程序可以很方便地临时使用大量服务器(比如1000台
142、)的计算能力，在相当于单个服务器所需的千分之一的时间里完成一项任务。对于需要向其客户提供良好响应时间的应用程序来说，重构应用程序以便把任何CPU密集型的任务外包给云计算所提供的虚拟机，有助于缩短响应时间，同时还能根据需求进行伸缩，从而满足客户需求。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1691692最大限度地减小基础设施投资风险最大限度地减小基础设施投资风险 IT机构可以利用云计算技术来降低购置物理服务器所固有的风险。新的应用程序是否会成功? 如果成功，需要多少台服务器? 部署这些服务器的步骤是否能够跟得上工作负荷增加速度? 如果不能，投入服务器中的大量资金会不会付之东流? 如
143、果该应用程序的成功非常短命，IT机构是否还会在多数时间里处于空闲状态的大量基础设施中进行投资? 这些都存在很大的不确定性，而这种不确定性也给投资带来了风险。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 170170当把一个应用程序推到云中时，其可扩展性和基础设施规模就成为云提供商的问题。越来越多的案例表明，云提供商的基础设施规模巨大，足以承受当客户的业务量急剧增长时出现的负载尖峰，从而减轻了这些客户所面临的经济风险。 云计算最大限度地减轻基础设施风险的另一条途径是实现超负荷计算，其中企业数据中心 (也许是实现专用云的数据中心)通过一个允许其向一个公用云发送超溢工作来扩大其处理工作负荷尖峰
144、情况的能力。在这个资源不再稀缺而且能够以较低成本更好地满足资源需求的环境中，应用程序生命周期管理的问题可以被更好地处理。 第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1711713降低入市成本降低入市成本 云计算的许多属性有助于降低进入新市场的成本。由于基础设施是租用而不是购买的，因而成本得以控制。同时，云提供商基础设施的巨大规模，也有助于最大限度地降低成本，从而有助于进一步降低租用者成本。在云计算模式下，应用程序可以快速开发，这有助于缩短入市时间，使得在云环境中部署应用程序的机构先于竞争者入市。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1721724加快创新步伐加快创新步伐
145、 云计算有助于加快创新步伐，从而降低进入新兴市场的成本，这有助于使竞争各方处于同一起跑线，使新创企业可以快速而低成本地部署新的产品。这样，小公司就可以更有效地与在企业数据中心领域里所经历的部署过程长得多的传统机构进行竞争。企业竞争能力增强有助于其加快创新步伐，而且由于许多创新是通过利用开放源软件实现的，这样，整个行业都会从云计算技术所带来的创新步伐的加快中受益。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 1731732.5.4 云计算与移动互联网的关系云计算与移动互联网的关系云计算和移动互联网无疑是当今互联网领域发展的两大趋势，两者的概念和内涵都不一致，但是内在的精神却惊人的一致。20
146、09年7月ABI Research推出了一份研究报告，提出了“移动云计算”概念，云计算与移动互联网的结合越来越受到人们的关注，正如IBM中国新技术研发中心总经理毛新生所言：“云计算和移动互联网的发展将计算和智能带到所有地方”。云计算如果没有移动互联网，数量庞大的移动用户将无法受益于这项新兴的科技；同样，移动互联网如果没有云计算，其本身的能力要大打折扣，因为移动智能终端在计算能力上的局限性，需要云端强大的计算能力来弥补。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 174174智能手机结合了通信和互联网的优势，便携性好，使用方便，但是相对于PC，智能手机在计算能力、存储能力上相对不足。云计
147、算拥有强大的资源池，需要借助广大的终端传递服务。如果云计算只关注PC，这无疑将丧失一块巨大的市场。而且未来的发展趋势是智能手机取代PC，如果云计算不能成功地结合移动互联网，这项技术的发展前景也岌岌可危。因此，云计算和移动互联网的结合，是当今IT互联网行业新的热点。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 175175云计算业务的目标客户非常广泛，包括政府、企业、个人等。政府在公有云的建设中起到关键作用，云计算可以帮助政府更好地搭建教育、医疗等社会事业体系，因为这些体系非常庞大，且针对所有有需要的社会成员，因此，单个企业难以承担，政府需要在政策和资金层面上予以大力支持。当前，政府在公有
148、云的建设上，步伐还比较缓慢，尚无明显的成果。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 176176针对企业市场，云计算的落地也是困难重重。首当其冲的是安全问题，由于企业业务涉及企业本身的商业机密，将数据会放在云端，企业普遍担心这些数据会被窃取。当前云计算的安全体系还不够完善。其次是管理问题，为了掌握所有的控制权，企业需要把安全策略和全部的业务策略整合起来，并使得它们平衡协调。那些使用云计算服务的组织必须要能够影响云服务供应商的政策或他们组成的联盟，因为只有使用者才能决定供应商。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 177177云计算的集中化模式可能会导致一个危险的结局，
149、就是行业格局进一步走向垄断。强者更强的马太效应会逐渐显现，而实力不足的企业将被挤出市场。这对于云计算业务的使用者来说并不好。云计算的本意是降低企业的运维成本，如果造成垄断的局面，这一目标可能无法实现。而且大量数据放在云计算的“资源池”，可能会使企业的自主权受到损害。因此，综合各方面的因素，企业在使用云计算业务上还是顾虑重重。但是在个人市场上，云计算有着足够的突破点。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 178178首先，个人云计算是云计算的一个很好的落地方式。云计算的理念并不是全新的，互联网用户之前也接触到类似的服务，而且已经有大量用户使用这些服务。例如邮箱服务，用户已经非常信任
150、这种服务，将大量的个人信息放在邮箱中，而不用担心被窃取。因此，只要推出能够满足个人实际需求而在价格上又有优惠的业务，就对用户有足够的吸引力。移动互联网的发展，已经使终端覆盖到消费者几乎所有的日常生活，通过终端传递服务的业务空间非常巨大。而现有的移动终端由于受到计算能力、内容及应用领域的限制，还没有被充分开发出来。这对很多企业来说，都是潜在的巨大商机。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 179179其次，IDC是云计算最重要的基础设施，是云计算“资源池”的核心所在。在云计算的三种模式SaaS、PaaS和IaaS中，IaaS是最基础的。在云计算理念影响下，传统IDC正在向CDC(云
151、数据中心)转型，并面向企业和消费者提供云计算业务。云计算对IDC的积极作用是显而易见的。现有的IDC主要的业务领域还集中在主机托管、带宽出租等基础业务上，这些领域的竞争已经非常激烈，电信运营商虽然在其中占据优势地位，但是利润空间并不大。向网络安全服务、代维服务和数据存储等增值业务方向发展是未来IDC发展的必然趋势。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 180180云计算可以通过良好的扩展性和规模效应将业务的成本大幅降低，从而为IDC拓展业务创造更好的条件。例如，通过云计算建设，IDC可以将多个物理服务器整合到同一物理服务器，这样不但可以降低软件和硬件40%的成本，提高每台服务器的
152、平均利用率，还可以有效降低包括数据中心空间、机柜、网线、耗电量、冷气空调及人力成本等多方面的运营成本。IDC的业务部署时间将大大减少，服务器重建和应用加载时间也会极大缩短，硬件维护、升级将得到加强，同时，设备宕机率也会大大地降低。通过帮助IDC中心建立业务与资源之间的关系，使现有IDC资源和业务优先级对应，这样，所有服务器就可以作为资源池进行统一调度和管理，且可以实现按需动态分配。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 181181包括中国万网、中国电信等在内的国内IDC企业，均在面向云计算方面进行了革新，目前，在IaaS等领域成果显著。中国政府也出台了相关政策支持云计算的发展，云
153、计算的前景非常广阔。但是当前数据中心还存在一个薄弱环节，面向移动互联网的云计算平台相对比较缺失，数据中心需要进行技术创新，以更好地支持移动终端设备的访问。总体而言，云计算和移动互联网的相辅相成，可以相互推动彼此的发展，这也是整个IT互联网的发展趋势。未来，每个人都可以通过智能化的计算模式获得更多的信息资源，整个社会的结构会更加扁平化，各种矛盾冲突可以被更加及时地发现和化解，社会总体会更加和谐。技术改变生活，移动互联网和云计算的未来值得期待。第二章第二章 移动互联网技术基础移动互联网技术基础 182182服务理念中的服务理念中的“点点点点”理解多一点 真情浓一点学习勤一点 品质高一点理由少一点 效率高一点 处理问题灵活点 工作过程用心点对待同事宽容点 互相协作快乐点
