移動云計算在民用航空業的應用研究

孫一晴 楊靜

【摘 要】本文重點介紹了云計算和移動云計算相關概念，闡述了云的幾種部署模式.，通過理解云計算的本質從而得出適合航空業的云計算模型，并結合現狀和未來發展規劃闡述移動私有云在航空IT領域的應用展望。

【關鍵詞】云計算；私有云；IaaS；PaaS；SaaS ；移動云計算；民用航空

【中圖分類號】F224-39【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0067-03

1 引言

云計算是當前IT領域最火熱的話題之一，業界投入了極大的關注，各大IT服務商都提出了對云計算、云服務、云安全等概念的理解。2007年，包括Google、IBM以及一些大學設立了大型的云計算研究項目，軟件巨頭微軟也在2008年間發布了一系列云計算的產品和戰略。正如Gartner所形容的那樣，云計算是當前在條件成熟、要素具備下應運而生的新現象（Emerging Phenomenon）。[1]IBM認為云計算是一種共享的網絡交付信息服務的模式，云服務的使用者看到的只有服務本身，而不用關心相關基礎設施的具體實現。云計算是一種革新的IT運用模式，這種運用模式的主體是所有連接著互聯網的實體，可以是人、設備和程序。這種運用方式的客體就是IT本身，包括我們現在接觸到的，以及會在不遠的將來出現的各種信息服務。而這種運用方式的核心原則是：硬件和軟件都是資源并被封裝為服務，用戶可以通過互聯網按需地訪問和使用。[2]

目前云計算正逐漸化雨落地，國內云計算產業鏈業日漸清晰，一個以用戶為中心、以需求為導向、以國家政策為支撐、以上下游廠商產品為脈絡的核心產業生態環境日益完善。中國云計算市場增長應用進一步加速。云計算的發展并不局限于PC，隨著移動互聯網的蓬勃發展，基于手機等移動終端的云計算服務已經顯現、并呈現出強勁的發展勢頭。用戶只需要按資源的使用量或者業務規模付費?；谝苿拥脑朴嬎惴照谛纬梢粋€巨大市場。這個市場面向的群體可以分為兩類：最終用戶和企業用戶。

2 云計算的概念

云計算（Cloud Computing）是由分布式計算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網格計算（Grid Computing）發展來的，是一種新興的商業計算模型。[3]

云計算的核心思想，是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶按需服務。[4]提供資源的網絡被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用IT基礎設施?？偟膩碚f，云計算可以算作是網格計算的一個商業演化版。

云計算都基于3種特殊的云計算服務模式，即PaaS（平臺即服務）、SaaS（軟件即服務）、IaaS（基礎設施即服務），其部署方式又分為公有云、私有云、社區云和混合云。

公有云：作為當前云計算的一種主要形而被業界普遍認可，其實質是客戶通過公共互聯網訪問和使用，都由云服務供應商來提供的應用程序、資源、存儲和其他服務。

私有云：云基礎設施專門為某一個企業單獨使用而構建的，提供對數據、安全和服務質量的有效控制。

社區云：建立在一個特定的小組里多個目標相似的公司之間的，他們共享一套基礎設施，社區云的成員都可以登入云中獲取信息和使用應用程序。

混合云：混合云是兩種或兩種以上的云計算模式的混合體，常見的是公有云和私有云混合。他們相互獨立，但在云的內部又相互結合，可以發揮出所混合的多種云計算模型各自的優勢。

3 云計算帶來的變化

管理大師彼得·德魯克說，“當今企業之間的競爭，不是產品的競爭，而是商業模式的競爭”。[5] 國內學者荊林波認為，所謂商業模式，是指一個企業從事某一領域經營的市場定位和盈利目標，以及為滿足目標顧客主題需要采取的一系列的整體的戰略組合。[6]

云計算帶來了新的IT資源使用模式，對于企業而言，云計算的價值主張是高效運維和業務轉型。新的IT資源使用模式可以稱之為云計算的“技術屬性”，而云計算的另一大特性“可計量的服務/按使用收費”則更加關鍵，它讓云計算的技術屬性跳轉到商業屬性，讓云計算成為一種新的業務形態，從而將一種并不算新的技術進化為一種新的服務經濟模式。云計算根據客戶需求動態的分配資源，當需求減少的時候，可以動態的把相關的資源收回去。在這個過程中云計算對客戶使用的資源嚴密進行監控，了解客戶使用了多少，然后根據使用的情況來計費。

按使用計費的屬性賦予了云計算的商業屬性，這是與傳統計算模式最大的一點區別。云計算的按使用計費讓IT資源已經從總是自己買、自己去運維變成可能去租和外包，從而催生了新的業務形態。云計算的不僅徹底變革了業務模式，也帶來了全新的服務經濟模式。對于云計算提供者來說，云計算帶來一種新的服務交付模式，即通過互聯網來交付服務；而對于云計算使用者而言，云計算帶來一種新的服務消費模式，即通過互聯網來進行消費。云計算將IT基礎架構的所有權和使用權分離，將服務以一種“消費品”的方式來進行交付，用戶通過互聯網可以實現生產生活，這是云計算所帶來的更大價值。云計算是一種全新的生產力，讓生活、生產和之前迥然不同，帶領我們進入全新的服務經濟時代。

在云計算的產業結構中，位于中心的是云提供商。云提供商為云服務提供商搭建公有云環境，為企業和機構用戶搭建私有云環境。云提供商從硬件提供商和基礎軟件提供商那里采購硬件和軟件，向上提供構建云計算環境所需的解決方案。應用提供商從云服務提供商那里獲得所需的資源來開發和運營自己的應用，為個人用戶和企業機構用戶提供服務。除了從云提供商那里獲得私有云，從應用提供商那里獲得隨時可用的軟件外，企業機構用戶還可以直接從云服務提供商那里獲得計算和存儲資源來運行企業機構內部的自有應用。

總之，云計算將為IT產業帶來深刻的變革，也為創業者帶來新的機遇。

4 企業云部署模式的選擇

公有云模式是業界推崇和最受關注的，毋庸置疑的是，云計算直接或間接的滿足了眾多行業的發展需求，但隨著應用的不斷深入，公有云的幾大軟肋也逐漸顯現：安全問題和可靠性問題。在這數據為王的時代，企業視數據高于一切，將企業的數據共享和外露的結果是不可想象的，然而公有云的“大一體”的策略無異于將企業的這些核心數據曝光于大庭廣眾之下，更為苦惱的是，這些數據將被存放在第三方的云供應商，企業能冒這種風險嗎？另外使用公有云，服務端的故障是不可控的，故障恢復也會因此受影響。同時，云計算缺乏相互兼容的標準和框架，使得企業數據中心中由硬件提供的服務移至外部云時無法實現它們的兼容性。因此除非能將現有業務遷移到一個自助、按需使用、安全、無需過于擔心管理的基礎設施，企業才會選擇公有云服務，否則他們寧愿選擇私有云的基礎設施。調查分析也顯示，企業更愿意將資金投入私有云中，既可以選擇將自身的數據中心遷移至私有云，又可以選擇云提供商給予構建。

私有云的優點：

（1）數據安全

雖然每個公有云的提供商都對外宣稱，其服務在各方面都是非常安全的，特別是對數據的管理。但是對企業特別是大型企業而言，和業務相關的數據是企業的生命線，是不能受到任何形式的威脅，所以現階段而言，大型企業是不會將其核心應用放到公有云上運行的。而私有云由于是構筑在企業防火墻之后的，企業能夠充分保障其數據的安全性，在這方面是非常有優勢的。

（2）SLA（服務質量）

因為私有云一般在防火墻之后，對企業來說是可控的，所以當公司員工訪問基于私有云的應用時，它的SLA會非常穩定，不會受到網絡不穩定的影響，而公有云由于規模上的超負荷，更容易出現故障，亞馬遜、Google等云提供商都曾發生類似的云服務中斷的事件，給用戶帶來嚴重的損失。

（3）充分利用現有硬件資源和軟件資源

每個企業特別是大型企業都會有很多現成的硬件資源和軟件應用。使用公有云，表面看上只需要付服務費而不用購置硬件，但事實上服務費本身就包含了硬件資源使用費用，因此對企業自身來說既有硬件資源就未能得到充分利用。私有云的構建可以充分利用企業現有的硬件資源，將極大降低企業投入的成本。軟件方面，公有云提供的軟件服務是面向通用的，難于 根據企業的特殊需求進行個性化定制服務，而私有云則完全可以利用既有的定制軟件資源，從而更好的支撐業務。另外，從技術角度來說，企業既有軟件應用有些是多年以前的技術開發的，用的語言是Cobol，C，PowerBuilder等，而現有的公有云不可能支持這些，私有云則不必過多的考慮此問題。

（4）不影響現有IT 流程

對大型企業而言，流程是其管理的核心，如果沒有完善的流程，企業將會成為一盤散沙。不僅有業務有關的流程非常繁多，而且IT部門的流程也不少，并且這些流程對IT部門非常關鍵。但是假如使用公有云的話，將會對IT部門流程有很多的沖擊，比如在數據管理方面和安全規定等方面。而使用私有云對IT流程影響不大。

5 移動云計算

基于云計算的定義，移動云計算是指通過移動網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件（或應用）等的一種IT資源或（信息）服務的交付與使用模式。[7]

互聯網和移動通信網是當今最具影響力的兩個全球性網絡，在過去幾年取得了飛速的發展，技術和商業模式都產生了巨大的影響。移動互聯網則融合了兩者的發展優勢，迸發出了巨大的商業潛力。隨著寬帶無線移動通信技術的進一步發展和Web應用技術的不斷創新，移動互聯網正在迅猛地發展。在日本和韓國，移動互聯網已經憑借著出色的業務吸引力和資費吸引力，發展成為人們生活中不可或缺的一部分。在我國，雖然移動互聯網發展的時間不長，但發展迅速，已經具備相當的規模。

移動應用具有隨身性、可鑒權、可身份識別等獨特優勢，移動互聯網將向著可運營、可管理的方向發展，將開辟新的發展空間，產生新商業模式?？蛇\營、可管理的用戶群是移動通信業，同時也是移動互聯網發展擁有的基礎資源。移動網絡不同于傳統媒介的“單向廣播”形式，它是雙向的、互動的。它可以使最終用戶和選擇反作用于服務提供者，使服務提供更具針對性，同時也更有效率，更能激發出新的市場機會。

然而和傳統的互聯網比起來，移動互聯網在表現出其顯著優點的同時，也存在著一些局限：移動終端處理能力弱——傳統互聯網的終端一般是個人電腦工作站，而移動互聯網的終端一般是手機等移動設備。無論是在運算還是多媒體處理方面，移動終端都與個人電腦存在著很大差距，因此所能處理的應用也相對功能簡單。 網絡帶寬相對較小——目前中國移動建成的GPRS網絡支持的理論最高速率為171.2kbit/s，盡管隨著3G、WiFi、4G等寬帶移動接入技術的普及，帶寬的瓶頸會不斷被突破，但同時更多豐富應用的產生也將會對帶寬提出更高的要求。[8]

發展移動互聯網，不是簡單的互聯網移動化，也不是簡單的移動業務互聯網化。發展移動互聯網，要融合傳統互聯網上優秀的模式，并結合移動互聯網的特點，尋找適合的業務模式和商業模式。

結合移動互聯網和云計算的特點，我們不難看出，云計算是適合移動互聯網應用的一種模式。云計算將應用的“計算”從終端轉移到服務器端，從而弱化了對移動終端設備的處理需求。這樣移動終端主要承擔與用戶交互的功能，復雜的運算交由云端（服務器端）處理，終端不需要強大的運算能力即可響應用戶操作，并將結果展現給用戶，從而實現豐富的應用。

云計算降低了對網絡的要求，比如，用戶需要查看某個文件時，不需要將整個文件傳送給用戶，而只需根據需求發送用戶需要查看的部分的內容。由于終端不感知應用的具體實現，擴展應用變得更加容易，應用在強大的服務器端實現和部署，并以統一的方式（例如通過瀏覽器）在終端實現與用戶的交互，因此為用戶擴展更多的應用形式變得更為容易。

云計算將能夠更好地滿足基于移動寬帶的應用開發與業務定制需求，提升移動信息服務的內在價值，有助于移動運營商完成向綜合信息服務提供商的轉型。根據ABI的調查統計分析[9]，2008年，全球移動云計算用戶的數量為4280萬，占全球手機用戶數量的1.1%；經過5年的高速發展，2014年預計將達到9.98億，占全球手機用戶的19%，并且移動云計算的商業價值將達到200億美元的規模。隨著越來越多的移動運營商通過與IT企業的合作進入移動云計算領域，以及用戶對云計算的認知程度和信任感逐步增強，移動云計算將實現加速發展，固定與移動融合的云計算解決方案也將獲得有力的推動。而且隨著智能終端的日益普及和無線寬帶的快速發展，促使移動云計算向形式更加豐富、應用更加廣泛、功能更加強大的方向演進，也給移動互聯網帶來了巨大的發展空間。很顯然，基于移動終端的云計算服務將會成為主流。Google、百度、騰迅和優視科技（UCWEB提供商）這幾家主流應用和服務提供商當前在移動互聯網上采用的都是云計算的技術框架。中國移動針對個人用戶推出的飛信，針對大客戶而推出的MAS業務也是一定程度基于移動云計算技術。

6 基于移動的云計算技術在民用航空業的應用

航空公司為旅客提供安全、快捷、舒適的位移服務，其業務特點及旅客關注點有其共性（見圖1），目前在銷售服務環節面臨普遍的困難，主要分信息不及時和信息溝通渠道不暢通。同時，由于受全球經濟持續低迷和油價長期居高不下的雙重壓力，當前全球民用航空業整體并不景氣，除了中國市場仍處于上升態勢之外，其他國家的航空企業正在通過兼并、重組等度過難關，降低成本、提高靈活性已成為眾多航空企業的共同需求。民用航空企業面臨著一些共同需求，包括通過創新增加收入來源，降低運營成本；改善用戶體驗，增加客戶粘度；為客戶提供差異化服務、提高收入等。顯然，云計算將是一種非常適合航空業當前需求的技術，由此“航空云”也應運而生。各大國內航空公司近年來正開始對云計算進行研究與實踐，主要集中在以下方面：

（1）IT基礎設施的虛擬化和整合

虛擬化雖然不是每個企業所必需的，但企業應當優先選擇虛擬化便于未來云的可擴展性。特別對于大型航空企業來說，虛擬化是部署私有云的重要一步。虛擬化基于最底層設備，隨后企業可以在其上開始搭建云平臺以及部署云應用。在航空業內，中國民航信息網絡股份有限公司（簡稱中航信）是企業私有云的實踐者之一，通過應用虛擬化技術，中航信擁有了綠色、成熟、高效的IT環境，設備數量大幅精簡，服務器設備平均整合比達到1：15～1：20，提升了資產利用率，CPU平均使用率超過50%，內存平均使用率超過60%；實現了動態架構，具有了較大的靈活性和擴展性，應用部署周期平均由幾周縮短至幾小時。電子客票網上銷售系統通過虛擬化改造，單次訪問交易成本降低了40%，系統整體管理效率提高了90%，旅客滿意度也提高了70%（如圖2）。

（2）私有云平臺的搭建

PaaS 系統通常是宿主在基于 web 應用程序開發的平臺上，提供端到端的開發環境，或者在某些情況下，提供在線開發全部程序的局部環境。 PaaS通過濾除虛擬機、操作系統和其他與應用程序開發不相關的多余細節，進一步簡化了應用程序的開發過程，從而促使開發者的工作效率和靈活性均得到了很大的提高。對于修改現有應用程序或者開發新的應用程序，PaaS就是開發者的一個更高效的工作環境。相對于以開發者為中心的IaaS云服務來說，它的開發過程更加簡單。開發人員可以在當前的 SaaS功能上構建或者開發新的 web 應用程序，而用戶無需擔心開發、托管、升級或者維護應用程序，或者存儲數據。對于民用航空企業而言，適合搭建航空服務導向型架構平臺，該平臺提供針對航空公司的網絡服務庫，能夠加速航空產品的開發，幫助航空公司整合獨立的應用、數據與隨市場變化而升級的全新增值服務，以達到快速、更好的滿足客戶需求，高效的整合外部供應商，使IT真正成為其創新的驅動力。

（3）基于云平臺構建企業云應用，提供云服務

這是SaaS的落實階段，是將企業各種常規應用部署到云平臺，直接服務于企業用戶。

企業將應用軟件統一部署云服務平臺上，企業內部員工或外部客戶可以根據自己實際需求，向企業定購所需的應用軟件服務，不再需要安裝應用程序，且無需對軟件進行維護。例如，一家大型航空公司的運行控制系統在企業中擁有上千個終端，而采用云平臺應用后，通過多租客的訪問模式，用戶可以按需訪問和使用運行控制系統，減少大量的軟件和維護成本，類似的應用在航空企業里還有很多，遷移的原則是越廣泛使用的應用越應盡早遷移。另外當火山爆發、暴雪等自然災害或緊急事件發生時，航空公司需迅速提高客戶信息查詢的能力，傳統的模式由于設計容量的限制，無法滿足瞬時高峰的需求，往往很容易造成應用系統癱瘓或客服電話無法接入的現象，而由于私有云采用良好的可擴展性和伸縮性架構方式，可以按需快速創建新用戶，并給予他們快速訪問應用的權利。此外目前大多數航空公司的各個業務系統還并沒有整合為一個整體，數據分散在各個系統中，沒有充分利用。未來的智能航空云將通過整合這些系統中的數據，并對之進一步分析和挖掘，來幫助航空企業更好地決策、創造更大的價值，并更好地改善用戶體驗。

（4）移動云應用

在以上實踐的基礎上，搭建企業移動應用平臺，實現通過移動終端或移動互聯網來訪問企業云應用平臺。國內某航空公司移動應用平臺（MEAP）范圍劃定如圖3所示。

需要特別說明的是，在實際實施過程中，以上（3）和（4）往往可能互為結合同步實施。這就要求做前期規劃和系統設計時，做預先體系化的思考。平臺的建設應整體規劃，統一管理。實施中可應用多種手段，譬如：充分利用移動的特點，強化“推送”技術；內建支持即時消息（IM）；應用語音技術，使用語音識別、語義分析及自動導引，讓溝通更便捷；充分整合后臺系統資源；關注大數據的發展趨勢，探索精準營銷的可行性；提供“跨平臺，快速響應”的能力；統一入口，便于用戶操作行為數據的收集及分析；構建企業移動應用門戶，根據用戶角色打包應用。

7 結束語

云計算被視為科技業的下一次革命，而它也將對工作方式、生產模式帶來根本性的改變?，F階段而言，基于移動的云計算是符合民用航空企業當前乃至未來一段時間內需求和實際利益的一種架構模式，相信在不久的將來，這種模式在各航空業企業的部署應用將會更加普遍和成熟，今后還會逐步出現航空業內的社區云、混合云或社交網絡，并覆蓋航空公司、機場、民航管理局、空管局以及各航空服務提供商，借助這種方式，民用航空業可以演進成為一個信息與通訊技術共享，各方面信息、數據提供緊密互聯，為公眾和行業內提供基于移動的現代化網絡云平臺，最終以達到高效生產、快速響應以及優質服務客戶的需求。當然，隨著技術的不斷發展，其他類型的云計算模式在企業的應用也會越來越廣泛，讓我們拭目以待這些技術在航空業深入應用的到來。

參考文獻

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

[3] 詹洪文.云計算核心技術及其產業化淺析.硅谷[J]，2011，（06）

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[7] 劉越.云計算綜述與移動云計算的應用研究.信息通信技術. 2010，4（2）

[8] 淺談3G手機的移動云計算和云存儲

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