云环境中面向移动终端的软件远程执行技术

软件服务化及移动终端快速发展，已形成巨大的市场，移动终端能力受限、终端适配困难成为制约行业发展的瓶颈。研究表明，云环境下，终端能力的局限性可通过一定形式的远程执行技术获得突破，但移动网及广域网的固有延迟会严重影响交互应用程序远程执行的用户体验。本项目借鉴内容分发网络中心骨干节点与边缘资源相结合的设计思想，建立以"云数据中心＋云基站"的分布式远程执行结构，通过对用户应用请求及位置信息做聚类和优先级调度；在虚拟化资源管理及流式执行研究的基础上，建立远程执行环境的按需构造、自主迁移与基于快照的可靠性保障等机制；在对软件交互特征聚类的基础上，提出高效自动识别算法和自适应的帧缓冲协议优化方法，提高对网络链路不同带宽、不同网络延迟条件的自适应能力。本项目将建立面向移动终端的软件远程执行的技术体系，为延伸终端能力，简化终端适配问题，构建软件服务化的新型发布与交付模式探索一条新的技术途径。

云环境下终端能力的局限性可通过一定形式的远程执行技术获得突破，但移动网及广域网的固有延迟会严重影响交互应用程序远程执行的用户体验。本项目借鉴内容分发网络中心骨干节点与边缘资源相结合的设计思想，建立以“云数据中心＋云基站”的分布式远程执行结构，基于虚拟化技术研究云端融合的方法，建立面向移动终端的软件远程执行的技术体系，为延伸终端能力，简化终端适配问题。主要贡献包括：.① 设计了一种“云中心＋云基站”的分布式两极软件远程执行架构CloudAP，根据终端所处位置变化自动选择与用户间固有延迟相对较低的边缘云计算作为新的执行环境；针对虚拟机在线任务和其他类型任务的混合负载调度问题，设计了一种在线离线混合任务调度系统。.② 发现了虚拟化环境中多个虚拟机业务之间可能存在的性能干涉问题，提出了面向多负载混合条件下多核平台可伸缩I/O软件栈实现方案，消除多个容器并发访问底层文件系统层带来的性能干扰；针对虚拟机集群快照时需要终端虚拟机与虚拟网络通信的问题，设计并实现了面向虚拟网络的快照机制；提出了一种面向虚拟集群的高效回滚与高可用保障机制。.③ 针对云平台多应用显示融合需求，设计最小化更新区域检测和提取应用软件相关联窗口算法，通过窗口融合、标识融合、交互融合等技术，实现云端应用无缝融合。设计了一种基于多媒体流的自适应远程交互协议及系统，在RFB协议基础上扩展基于H.264的视频数据传输通道，并在客户端进行融合显示。.④ 基于上述技术，与中移动（卓望）联合研发智能平板终端及透明邮件应用；在阿里云的虚拟机平台基础上，研发了基于浏览器的软件远程执行应用服务“零距软件”，支持50款Windows、Linux桌面应用向移动终端的远程执行与交付，验证了提出技术方案的可行性和有效性。.本项目在ACM ToS、FAST、MobiCom、LISA等国内外重要学术会议和刊物上发表学术论文13 篇，其中国际期刊论文1篇（SCI检索），会议论文12篇（EI检索）； CCF A类论文3篇（期刊1篇，会议2篇）、CCF B类会议论文2篇。项目研究期间，共申请技术发明专利17项，其中，已授权专利4项，登记软件著作权5项，为建立面向移动终端的软件远程执行的技术体系，构建软件服务化的新型发布与交付模式探索了一条可能的技术途径。