Android之使用 Linux 瘦客戶機實現雲計算

簡介： 從 Linux® 的角度探討雲計算，並發現一些最新穎、最流行的基於 Linux 的解決方案 —— 特別關注一些可以帶來環境效益的選擇。

我們已經在大量場合中從不同的角度討論了雲計算。對於嵌入式 Linux 工程師和愛好者，雲計算的一個令人興奮的方面就是它在瘦客戶機上的應用。

雲計算的一個基本概念就是利用通過 Internet 得到的資源。通過綜合功能有限的客戶機，雲計算在很大程度上類似於借助 LAN 的客戶機-服務器計算，使用了啞（dumb）終端或曾經十分流行的瘦客戶機。（“瘦” 的含義是這些設備本身只有有限的處理能力（或根本沒有處理能力），它們依賴於服務器上的處理能力）。

由於必須通過網絡傳輸大量數據，帶寬成為了限制因素。在 20 世紀 90 年代中期，圖形化瘦客戶機風靡一時，但是由於無法滿足帶寬需求，它們的應用在很大程度上仍然限制在 LAN 中。對於 Internet 來說，速度還有待提高。但是即使面對這樣的限制，集中化 — 特別是硬件成本，因為計算機較貴而瘦終端很便宜 — 帶來的好處仍然值得人們做出權衡。

網絡計算

隨著高速 Internet 訪問的快速發展以及 Internet 基礎結構自身功能的不斷完善，不再需要作出上述的權衡。遷移到更高的吞吐量使各種有趣的技術變得可行。

現在，可以使用一個 Web 浏覽器來在遠程服務器上執行任務，而在以前這只能通過本地機器上托管的軟件來實現 — 即使是一些頁面布局或圖像編輯等圖形化操作。大量公司創建服務來滿足需求。想象一下您在本地執行的任何任務，而一些位於其他位置的公司在線提供這種服務，並且很可能是免費的。

這一范例為通過網絡訪問信息的新方法鋪平了道路，包括全新的軟件和設備。不再使用啞終端，不再存在非常瘦的客戶機。對於某些人來說，“瘦” 的定義已經得到了擴展，包含可以訪問 Internet 的任何系統，而與總體功能無關：手機、netbooks 和移動 Internet 設備（MID）等新式設備，甚至重新設計的老式桌面和筆記本電腦。如果服務器在功能、內容和連接性方面能夠達到和 Internet 相同的程度，那麼所有客戶機都屬於瘦客戶機。

大部分行業分析師都認為瘦客戶機的應用 — 特別是手機 — 得到了急劇增長。事實上，在不久的未來，對於大部分人來說，瘦客戶機將成為訪問 Internet 的主要手段。

正如 John Gage 在 1984 年所預測的那樣，網絡最終演變成為計算機。

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底線

然而，有用性通常並不是決定能否得到廣泛采用的主要因素。在與價值有關的絕對成本和相對成本方面可以做出更加精確的判斷（特別是考慮在發展中國家進行采用時）。客戶機的 “胖瘦” 程度與它的成本有直接關系，因為功能較弱的系統在成本方面要低一些。類似地，基於雲的軟件的成本直接關系到它是否能夠得到大規模采用。

創新的市場和成本價值比

雲計算以及瘦客戶機等支持技術正在促使組織考慮采用不同的投資和營銷方法。例如，One Laptop Per Child (OLPC) 生產價格極其低廉的設備（目前價位在 US$200 左右），開發與教育有關的軟件，並且為了在此前不具備任何 Internet 訪問或技術培訓的國家中創造教育機會，營銷目標指向了發展中國家的政府，而不是個人。雖然這種行為必然會為公司帶來豐厚的收益，但是，總體來說，它對於整個世界都是有益的。

OLPC 的案例也表明了價值和成本的關系的重要性。考慮 “胖” 客戶機的總體成本。想像一名在咖啡館使用筆記本電腦工作的技術作家。筆記本電腦中可能包含用於完成項目所需的所有資源 — 文字處理程序、頁面布局程序、用於處理插圖和圖例的繪圖工具、用於處理 XML 和 PDF 的轉換工具 — 所有都包含在筆記本電腦中，這台筆記本電腦可能價值 2,000 美元，並且具有與桌面電腦類似的功能。軟件的價格可能接近系統本身的價格，從而導致最終的總投資達到 4,000 美元。

相比之下，假設這個技術作家在同一家咖啡館中使用的是瘦客戶機 — 一種更小巧、資源有限的系統，其價格可能只有前面提到的昂貴筆記本電腦的十分之一。這要歸功於雲中提供的軟件和存儲，這個瘦客戶機可能沒有活動部件，只有一個非常簡單的處理器、僅夠運行現代 Web 浏覽器的資源，以及快速的網絡連接，但是這名技術作家卻可以擁有大量資源，甚至可能要比本地用戶擁有更多的資源，並且還擁有了良好的安全性，他或她能夠知道在電池沒電或筆記本電腦被盜的情況下，所做的工作是否能夠保存下來。

與使用本地機器相比，雲中的可用軟件可以生成相同品質的文檔，對最終的工作成果也采用同等程度的控制，但是它是完全免費的，同時得到了企業采用、廣告宣傳或其他一些創新的盈利過程。用戶的總投資只有 200 美元。

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雲的特征

圍繞雲計算的瘦客戶機的最佳操作環境具有以下特征：

• 高度可定制
• 廉價的甚至免費的操作系統
• 所有必需的應用程序，廉價的或免費的
• 聯網功能被內置到操作系統內核中
• 足夠小巧，可以放入到小型設備中
• 提供了足夠的靈活性和功能性來運行完整的筆記本電腦
• 十分省電，可以最大限度地延長電池壽命

Linux 符合所有這些標准。它被應用於移動領域、企業領域和嵌入式領域，包括圖書閱讀器和 set-top 盒等專用消費設備。並且通過實現虛擬化，Linux 還可以運行針對 Windows®、Mac OS X 和其他操作系統構建的應用程序。

Linux：面向雲的操作系統

Linux 已經發展成熟，並且已經可以作為嵌入式操作系統使用；它的免費性 — 在成本和免版稅許可方面 — 徹底改變了以前只由少數幾家公司統治的市場，這幾家公司都要求嚴格按照使用單位交付版稅。Linux 現在提供了實時支持以及結構化驅動支持，它的靈活性是其他專有實時操作系統所無法比擬的，而相關應用程序的可用性也是前所未有的。Linux 構成了至少 4 個新的 netbook 操作系統的基礎，引領了智能手機的爆炸性增長，並且預計在未來 5 到 10 年內將繼續擴展市場份額。

Linux 的靈活性、開發人員控制力、電源管理實用工具以及整體的穩定性使它非常適合老式的、可循環利用的系統。通過加載 Linux 來替代（或補充）主機操作系統，可以使老式機器煥發新的活力。

訪問雲的應用程序

應用程序是什麼？它指的是雲訪問過程中除操作系統以外的組件，並且這裡還必須考慮成本。雲使瘦客戶機成為可能，但是降低成本的關鍵是限制運行瘦客戶機的軟件的成本。

大多數開發人員都知道，目前一些功能最強大的面向網絡的應用程序是完全免費的，包括 Web 浏覽器（比如 Firefox、Opera 和 Chrome）、電子郵件軟件（比如 Thunderbird 和 Evolution）、即時消息傳遞（比如 Pidgin 和 Trillian），以及多平台應用程序環境（比如 Java™ 技術）。僅綜合這四種應用程序類型將構成一個強大的瘦客戶機，並且是完全免費的。

然而，需要注意，免費的、開源的操作系統和應用程序並不意味著可以構成一個完全免費的設備。正如著名的開源開發人員 JamIE Zawinski 曾經說過的一句名言一樣：“免費軟件只有在您的時間無法創造價值的情況下才是免費的”。您必須在免費軟件的基礎上付出一定的勞動來設計和實現系統，就好象您在開發專有軟件時所必須做的工作一樣。但是，由於基本產品是免費的，並且可以獲得它的源代碼，因此在這段時間內從免費軟件獲得的價值要遠遠高於付費軟件，即使此過程本身花費的時間更長。

因此，嵌入式 Linux 開發人員的數量目前已超過了 100000 名，這並沒有什麼好奇怪的，並且這個數字還在增長。

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目前存在哪些瘦客戶機？

本小節將介紹目前市場上出現的幾種類型的瘦客戶機。其中許多客戶機都屬於新設備，仍然在客戶和企業中尋找它們的縫隙市場。所有這些客戶機都具有一些相同的特性：它們本身只具備較低的存儲和處理能力，用來執行相關的功能，它們全部圍繞雲計算設計，並且全部運行在基於 Linux 和其他開源軟件的操作系統之上。

Netbooks

netbook 是一種體型小巧、處理能力較低（按照現代標准衡量）但功能全面的筆記本電腦，通常支持無線上網。Netbooks 被設計為作為瘦客戶機使用，並且大部分都不具備風扇或磁盤驅動。

netbook 的例子包括 OLPC XO、Asus EEE PC 和 MSI Wind。大部分 netbook 運行完整的 Linux 發行版，比如 Fedora 或 Ubuntu，但是也有一些使用了針對它們量身定做的發行版，比如 OLPC 的基於 Linux 的 Sugar 操作系統，這是由教育者們作為學習環境而開發的。Sugar 界面也可以運行在標准的 Windows 或 Apple 系統之上（參見 參考資料 中的鏈接，獲得更多信息）。

MID

移動 Internet 設備（MID）是一種非常小巧的設備，它帶有觸摸屏，有時可以選擇安裝一個微型鍵盤。MID 有時也被稱為超移動（ultra-mobile）PC（UMPC），MID 支持無線上網，並且專門針對移動應用設計（它們的大小和手機相仿）。netbooks 和 MID 之間的主要區別在於體積大小，因為兩者通常使用相同的處理器，但是 MID 的功能總體來說要弱一些：它們使用更少的存儲、更少的內存，並且屏幕也更小。

MID 的例子包括 Nokia N810、Sony Vaio P 和 Acer ASPire ONE 系列。幾乎所有 MID 設備都運行在各種 Linux 版本上。特別是，Nokia 設備運行 Maemo，這是一種綜合性內核和中間件平台，其用戶環境比較有限並且進行了優化，可以保持應用程序資源的可用性，但是一些開發人員還創建了替代的桌面環境。還可以使用 Ubuntu MID Edition，它可以與 Moblin 一起構建在基於 Intel® 的中間件集之上，從而生成一個功能強大的操作環境。

智能手機

這些發展迅速的手機最初是作為用於讀取電子郵件並浏覽 Web 的企業設備，後來變得十分流行。許多智能手機都附帶了小鍵盤以及快速、持久的 Internet 連接，這得益於 2.5G 和 3G 手機數據網絡的巨大發展。

帶鍵盤的智能手機的例子包括新的 Palm Pre、HTC G1 和 OpenMoko 項目。不帶鍵盤的智能手機有 Motorola Krave ZN4、Samsung Anycall SCH-i859 和 Emblaze Mobile Edelweiss，以及來自法國公司 Purple Magic 的 Purple Magic 參考設計。所有這些手機都使用 Linux 操作系統。

最近發布了許多運行各種 Linux 版本的新型手機設計。專門針對智能手機設計的 Linux 發行版包括 android（Google 產品）和基於 LiMo 的軟件，LiMo 是一家智能手機標准組織。

專用設備

一些專用設備的主要功能還需要依賴網絡。電子圖書閱讀器必須通過某種方式下載圖書：Amazon Kindle 使用一種基於手機的網絡連接來直接連接到 Amazon 的服務器。（注意 Kindle 運行的是 Linux）。其他專用的、帶有網絡功能的設備包括 TiVo 數碼視頻記錄器（DVR）和 Roku Netflix Player 視頻流 set-top 盒，這兩者都運行 Linux。

混合設備

目前市場上出現了一種新的設備，可能最好將其稱為混合式雲計算機。它是一種標准的辦公式筆記本電腦，提供了一個有趣的特性：基於 Linux 的瘦客戶機被直接構建在硬件中，共享鍵盤、屏幕和網絡連接。在一個機箱中包含兩台計算機看上去有些奇怪，但是其優點是顯而易見的，瘦客戶機啟動後可以像手機一樣立即連接到網絡，使用標准電池可一直使用 18 個小時，並且在休眠後，用戶可在需要時啟動並進入到更大的機器中。這是一種真正的具有本地備份的雲計算機。

當前惟一一款混合式設備是 Dell Latitude E4200/E4400 系列（這種功能被稱為 Latitude ON），但是在未來計劃推出更多類似設備。

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更加環保的雲

雲計算和使用基於 Linux 的瘦客戶機都可以帶來環保效益。

雲計算集中使用資源，這意味著所有硬處理都出現在雲中某個位置中的大型的、快速的機器上。一些公司 — 特別是 Google — 將這個概念作為核心理念，將服務器集群放到在物理位置上接近發電站的位置，比如 Oregon 和 Eemshaven。Netherlands（接近一個大型風車發電站）。由於在傳輸中會損失大量電能，因此這種方法不僅環保，並且還對公司十分有利。Google 還擁有浮標式波浪發電服務器集群的專利（非常著名），該服務器集群不僅可以和發電站位於相同位置，而且在資金上也完全可以承受得起。

瘦 Linux 客戶機還有其他好處。首先，它們非常 “瘦”，這意味著它們包含低耗電的硬件，因此要比價格高昂的筆記本更加省電。其次，它們運行的是 Linux，它提供了許多電源管理優勢，即使是用於老式硬件。

再次，也是最為重要的一點，Linux 可以在任何位置運行。不必將舊的計算機扔到到電子污染廢品站，而是為它提供全新的、便宜的硬盤 — 或從 CD 或 USB Flash 驅動（UFD）啟動 — 並將計算機重新配置為瘦客戶機。

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