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家庭云计算的应用研究

2017-07-05 14:17:25 来源:通讯世界 浏览:983

 

摘要:回顾了家庭云计算的现状,探讨了家庭云的应用,以及应用中存在的问题。

 

 

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目前在个人消费领域云计算的应用都是以公有云的模式为主,如个人网盘、智能家居、即时通讯等都属于公有云架构,随着个人对信息保护意识的日益重视,这种公有云的方式暴露出不少隐私保护方面的缺陷,成为云计算在这些领域发展的阻碍。而作为可靠的运行方式的私有云,一般都用于对信息安全要求较高的企业和部门,对于个人用户的使用,由于技术、成本等条件尚未成熟,私有云的应用仍处于探索阶段。

私有云一般可分为社区云、企业云、家庭云、个人云等,相对而言,家庭云最有希望担负起个人应用领域的重任,主要考虑到以下几个因素:(1)家庭网络是个人消费用户最常用的基本网络结构;(2)以家庭为单位的信息应用包括游戏、聊天、照片、影视,以及家庭物联网信息等,都涉及到家庭内部信息的运算、存储和分享;(3)家庭可提供云设备安装的场地,用户把设备安装在家里,可以保证对信息具备控制权;(4)宽带以家庭形式提供服务,特别是光纤的普及,使固定宽带成为家庭中最为稳定可靠的互联网通信方式。

因此无论从应用还是技术层面来说,家庭云都是一种适合提供给用户使用和方便实现的私有云。

 

2 家庭云的现状

 

家庭云的概念最早是由宏碁公司在2010年提出的,宏碁的CEO兰奇当年是这样描述的:“以前有公共云、行业云、企业云、城市云,其实最容易实现的是家庭云。未来宏碁将推出面对家庭的小型服务器,用于家庭云的数据与应用交换。”其后,在2011年联想、海尔公司相继投入了对家庭云的宣传和研发,而国际上以华硕公司为代表。到目前为止,国内共有五类企业相继投入家庭云产业:联想、华硕为代表的IT制造业;海尔、TCL为代表的家电制造业;D-Link、迅雷为代表的盒子终端厂商;希捷、群晖为代表的存储器、NAS厂家;中国电信、广电为代表的运营商企业等。由此可见家庭云涉及了较多的行业和产业。

目前市场上家庭云主要有以下三种形式:(1)路由器模式:无线路由器+硬盘,以DLink为代表,是一种简单的网络存储分享模式;(2NAS模式:是一种网络存储设备,具有良好的网络存储、共享功能,但不能安装应用程序或数据库,无法提供基于平台和软件的应用;(3)服务器模式:服务器 + 操作系统模式,由一台服务器(计算机主机)组成,可以提供完整的家庭云的存储、运算、分享功能。

综合上述不同厂家不同形式的家庭云,可以发现组建家庭云的一个重要目的是为了对家庭和个人信息的有效保护,因此家庭云必须是一个私有云,为使用户能够掌握云设施的控制权,家庭云主机必须安装在用户的家中,为了达到稳定的远程控制,有必要以固定宽带的方式接入互联网,这些都是组建家庭云的基本条件。因此,我们可以把家庭云描述为:在家庭网络中,以家庭云主机为核心,接入家庭可以联网的设备,并通过宽带与互联网连接,从而构成一个供家庭成员访问的私有云。因此也可以看出,为提供完整的云服务功能,前面所述的服务器模式是一种比较合适的方案。

 

3 家庭云的应用

 

家庭云在用户中使用和普及,将会产生出新的应用模式,以下是其中的一些应用:

3.1 虚拟化应用

虚拟化是云计算的基础,目前的公有云架构下主要是以平台的虚拟化为主,而作为家庭云的应用,考虑到家庭成员需要的是数据分享功能,对平台虚拟化的意义不大,而桌面虚拟化却具备了独特的优势。

在家庭中以家庭云主机作为虚拟机,利用家庭网络的低时延、高带宽,使虚拟桌面应用有更好的体验。在家庭云主机上运行虚拟桌面系统,家庭用户可以在家庭内部或远程不同的地点,在同一个桌面上完成工作,也可以用不同的操作系统、不同的硬件结构所组成的家庭终端在同一个桌面环境中进行工作。

3.2 云存储应用

随着个人隐私保护意识的提高,对个人和家庭信息的存储、保存提出了更高的要求,由于家庭云主机设备安装在用户自己的家中,使用户能够掌控自己的存储设备,从而使相关信息的保存能做到绝对安全,同时采用对存储设备安装冗余镜像的方式,使家庭信息的永久保存成为可能。

另外,还可以采用隔离技术,将存储空间分为永久和临时、安全级别高和低等不同的区间,实现重要信息的可靠存储、普通信息的海量存储等,以便针对不同的应用采用不同的存储方式。

3.3 云平台应用

在家庭云主机上安装Web网站、提供主机服务,可以实现家庭成员之间的信息、数据分享,向家庭成员提供围绕家庭的各种应用,也可在主机上安装各种针对家庭成员之间的各种系统,如家庭健康系统、家庭网络设备管理系统等。

3.4 智能家居应用

在现有的智能家居架构中,传感器采集的信息都上传到设备厂商的云服务器上,使家庭信息得不到应有的保护,另外厂家对这些信息的存储也是一个负担。家庭云的应用,有效解决了上述问题。基于家庭云的智能家居系统,将敏感的家庭信息存放在用户自己的家中,保障了这些数据存放的安全。另外,家庭云主机可以提供智能家居网关的功能,并作为运算中心,对家庭中的智能化设备发挥智能控制作用,使智慧家庭做到名副其实。

3.5 影视缓存

当家庭高清设备从网络播放时,由于网络带宽、对端设备的限制,会产生断续现象,严重影响播放效果。在家庭云主机的存储设备上开辟一个缓冲区间,可以解决播放不流畅的问题。

3.6 即时通讯

家庭云主机为即时通讯服务端软件的安装创造了条件,也许有一天家庭成员们可以拥有完全属于自己的即时通讯系统,如此将带来不少好处:(1)可以作为家庭云的操作界面;(2)聊天信息可以保存在家庭云主机上,永远不会消失;(3)因为带宽和存储能够保障,使高清视频通信等成为可能,并能对这些信息进行保存;(4)可以作为智能家居的统一操作平台。

 

4 家庭云应用存在的问题

 

为了使家庭云计算系统发挥更好的作用,需要解决以下问题:

4.1 宽带政策问题

宽带上下行不对称是目前运营商的一种经营策略,能否打破这种模式,拓宽上行带宽以适应家庭云的应用,是一个需要解决的问题;

4.2 IP地址问题

家庭云应用的开展和普及,会造成现有的互联网IP地址的紧张。目前IPv4地址资源面临枯竭、IPv6地址又未能及时投入使用,如何解决这种状态,也是一个关键的问题。

 

5 结束语

 

在现有家庭网络中增加一台云主机,就可组成一个家庭云,这对普通人来说并不是很大的经济负担,但由此带来的好处和产生的价值是非常明显的。家庭云包含了家庭信息化方面的所有应用,当这些应用在家庭云中融合后,会催生出许多新的应用模式,家庭云的普及将会使互联网的生态发生深刻变化。而对运营商来说,家庭云有望成为宽带通信领域的一个关键应用。

 

 

参考文献

[1] NIST SP 800-145, The NIST Definition of Cloud Computing[S]. 2012

[2]朱近之. 智慧的云计算[M]. 北京:电子工业出版社,2010

[3]毋涛. 家庭信息化中云计算技术的应用[J]. 信息通信技术,20143: 10-13

[4]Scott Densmore, Alex Homer, Masashi Narumoto, John Sharp, Hanz Zhang. 构建混合云应用[M]. 邹恒明,译. 北京:清华大学出版社,2013

[5]张建生. 融合创新家庭云的需求研究[J]. 电视技术,201418: 23-27

 

 

[刊登于《通讯世界》2017年5月,为本实验室原创]

 

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