移動互聯(lián)網(wǎng)六大技術(shù)的構(gòu)成與分類

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本文作者：郎為民、楊德鵬、李虎生 單位：解放軍國防信息學院、美國田納西大學電子工程與計算機科學系

0引言

作為空前廣闊的融合發(fā)展領域，移動互聯(lián)網(wǎng)涉及到的關聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)非常之多?？v覽移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史和演進趨勢，其關鍵技術(shù)主要包括終端先進制造技術(shù)、終端硬件平臺技術(shù)、終端軟件平臺技術(shù)、網(wǎng)絡服務平臺技術(shù)、應用服務平臺技術(shù)和網(wǎng)絡安全控制技術(shù)，如圖1所示。一個籬笆三個樁，一個好漢三個幫。沒有這些把兄弟的鼎力協(xié)助，移動互聯(lián)網(wǎng)是很難興風作浪的。

1終端先進制造技術(shù)

終端先進制造技術(shù)是指集機械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等于一身所形成的技術(shù)、設備和系統(tǒng)的總稱，主要包括設備成組、敏捷制造、并行工程、快速成型、虛擬制造和智能制造等技術(shù)。設備成組技術(shù)是指揭示和利用設備間的相似性，按照一定的準則分類成組，同類設備采用同一方法進行處理，以便提高效益的技術(shù)。敏捷制造技術(shù)是指制造商實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營的一種制造哲理和生產(chǎn)模式。并行工程技術(shù)是對產(chǎn)品及相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統(tǒng)化技術(shù)?？焖俪尚图夹g(shù)是集CAD（計算機輔助設計）/CAM（計算機輔助制造）技術(shù)、激光加工技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和新材料等技術(shù)領域的最新成果于一體的零件原型制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是指以計算機支持的建模、仿真技術(shù)為前提，對設計、加工、制造、裝配等全過程進行統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設計階段，實時并行模擬出產(chǎn)品未來制造全過程及其對產(chǎn)品設計的影響，預測出產(chǎn)品性能、產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)品可制造性與可裝配性，從而更經(jīng)濟有效地靈活組織生產(chǎn)，使工廠和車間的設計布局更加高效合理，以達到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設計質(zhì)量最優(yōu)化、生產(chǎn)效率最高化的技術(shù)。智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一項綜合性技術(shù)。

2終端硬件平臺技術(shù)

終端硬件平臺技術(shù)是由許多不同功能模塊化的部件組合而成，并在軟件配合下完成輸入、處理、存儲和輸出等操作的技術(shù)與設備的統(tǒng)稱，主要包括處理器芯片技術(shù)和人機交互技術(shù)等。處理器芯片是移動互聯(lián)網(wǎng)終端的運算核心和控制核心，功能手機芯片是由基帶芯片、射頻芯片、電源管理芯片和存儲芯片構(gòu)成的。其中，基帶芯片負責信息的處理；射頻芯片負責信息的接收和發(fā)送；電源管理芯片負責供電和節(jié)電，通常與基帶同設；存儲芯片負責數(shù)據(jù)的存儲和訪問。智能手機引入了大量應用，從而催生應用處理器（AP）芯片，以支持操作系統(tǒng)、應用軟件以及音頻、視頻、圖像等功能的實現(xiàn)，與基帶芯片一起構(gòu)成智能手機的CPU（中央處理器）。

人機交互技術(shù)是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術(shù)，主要包括現(xiàn)代顯示技術(shù)、多點觸控技術(shù)、語音識別技術(shù)、體感交互技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。現(xiàn)代顯示技術(shù)是指利用電子科技提供變換靈活的視覺信息的新型技術(shù)，包括STN（超扭曲向列型）顯示技術(shù)、TFT（薄膜場效應晶體管）顯示技術(shù)、TFD（薄膜二極管半透式）顯示技術(shù)、UFB（超精高亮）顯示技術(shù)、OLED（有機發(fā)光二極管）、IPS（平面轉(zhuǎn)換）顯示技術(shù)、視網(wǎng)膜顯示技術(shù)、裸眼3D（三維）顯示技術(shù)、電子紙和電子墨水等。多點觸控技術(shù)是指采用人機交互與硬件設備共同實現(xiàn)的技術(shù)，能在沒有傳統(tǒng)輸入設備（如鼠標、鍵盤等）的情況下進行計算機的人機交互操作，三星、蘋果、微軟等公司推出的移動互聯(lián)網(wǎng)終端大多采用了此項技術(shù)。語音識別技術(shù)是指讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳谋净蛎畹男滦图夹g(shù)，Siri就是語音識別技術(shù)的典型代表。它通過人工智能和云計算技術(shù)實現(xiàn)高智能化的人機交互，支持用戶通過語音實現(xiàn)與移動終端進行互動，成為繼鍵盤輸入、觸屏輸入的第三代革命性技術(shù)。體感交互技術(shù)通過連接到游戲主機上的機器，使用傳感器來接收玩家的動作或語音信息，從而完成游戲場景的轉(zhuǎn)換，它突破了傳統(tǒng)意義上的游戲模式，讓玩家可以丟掉手中的游戲控制手柄而自由發(fā)揮。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指利用移動互聯(lián)網(wǎng)模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，為使用者提供關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以及時地、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。

3終端軟件平臺技術(shù)

終端軟件平臺技術(shù)是指通過用戶與硬件之間的接口界面與移動互聯(lián)網(wǎng)終端進行交流的技術(shù)統(tǒng)稱。目前，主流的移動終端軟件平臺技術(shù)包括三個層次：操作系統(tǒng)、中間件和應用程序（應用商店），如圖2所示。操作系統(tǒng)是管理移動互聯(lián)網(wǎng)終端硬件與軟件資源、并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件集合，也是移動互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)核與基石，它通常由驅(qū)動程序、內(nèi)核、接口庫和外圍構(gòu)成。驅(qū)動程序是最底層的、直接控制和監(jiān)視各類硬件的部分，其職責是隱藏硬件的具體細節(jié)，并向其他部分提供一個抽象的、通用的接口。內(nèi)核是操作系統(tǒng)最關鍵的部分，通常運行于最高特權(quán)級，負責提供基礎性、結(jié)構(gòu)性功能。接口庫是一系列特殊的程序庫，負責把系統(tǒng)所提供的基本服務包裝成應用程序所能夠使用的API（應用編程接口），是最靠近應用程序的部分。外圍是指操作系統(tǒng)中用于提供特定高級服務的部件。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，能夠?qū)崿F(xiàn)不同技術(shù)之間的資源共享。中間件位于移動互聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)之上，用于管理計算機資源和進行網(wǎng)絡通信，是連接兩個獨立應用程序或獨立系統(tǒng)的軟件。中間件包括遠程過程調(diào)用、對象請求和系統(tǒng)信息處理等模塊。遠程過程調(diào)用是指移動互聯(lián)網(wǎng)向服務器發(fā)送關于運行某程序的請求時所需的標準。對象請求為用戶提供與其他分布式網(wǎng)絡環(huán)境中對象通信的接口。系統(tǒng)信息處理向上提供不同形式的通信服務，包括同步、排隊、訂閱、廣播等。應用程序（應用商店）是指為了完成某項或某幾項特定任務而被開發(fā)運行于操作系統(tǒng)之上的計算機程序，包括Web應用、本地應用和第三方應用。Web應用是指瀏覽器/服務器應用程序，一般借助瀏覽器來運行。本地應用是指移動互聯(lián)網(wǎng)終端自身提供的應用合集。第三方應用是針對某種軟件或應用在功能上的不足，而由非軟件編制方的其他組織或個人開發(fā)的相關軟件。

4網(wǎng)絡服務平臺技術(shù)

網(wǎng)絡服務平臺技術(shù)是指將兩臺或多臺移動互聯(lián)網(wǎng)終端設備接入互聯(lián)網(wǎng)的計算機信息技術(shù)的統(tǒng)稱，通常包括2G（第二代移動通信系統(tǒng)）、3G（第三代移動通信系統(tǒng)）、4G（第四代移動通信系統(tǒng)）、WiFi（無線保真）、NFC（近場通信）、藍牙等。2G是一種基于數(shù)字無線電技術(shù)的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，可采用CDMA（碼分多址）技術(shù)制式和TDMA（時分多址）技術(shù)制式。商用2G網(wǎng)絡包括GSM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)。GSM系統(tǒng)的突出特點是防盜拷能力佳、網(wǎng)絡容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強、不易受干擾、信息靈敏度高、通話死角少、手機耗電量低。CDMA系統(tǒng)可以提高網(wǎng)絡用戶容量，重復利用頻率資源，增強系統(tǒng)安全性，減少基站數(shù)量，從而大大節(jié)省運營商網(wǎng)絡運營成本，因而具有話音質(zhì)量好、保密性強、接通率高、系統(tǒng)容量大、部署配置靈活、頻率規(guī)劃簡單、建網(wǎng)成本低等優(yōu)勢。3G（即IMT-2000）是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)。3G與2G的主要區(qū)別是在音頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶嵘?，它能夠在全球范圍?nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，同時也要考慮與已有2G系統(tǒng)的良好兼容性。商用3G網(wǎng)絡包括WCDMA（寬帶碼分多址）系統(tǒng)、CDMA2000系統(tǒng)、TD-SCDMA（時分同步碼分多址）系統(tǒng)和WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）系統(tǒng)。

4G（即IMT-Advanced）是指集3G與WLAN（無線局域網(wǎng)）于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbit/s的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbit/s，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。2010年3月23日，在美國拉斯維加斯舉辦的CTIA（蜂窩電信工業(yè)協(xié)會）無線移動通信展上，Sprint正式世界首款WiMAX4G的Android系統(tǒng)智能手機HTCEVO4G。2012年1月18日，國際電信聯(lián)盟無線電通信全會審核通過了LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（802.16m）國際標準，這標志著4G標準正式敲定。2012年4月25日，中國移動香港有限公司正式推出4G服務，為客戶提供高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務，最高下載速率可達100Mbit/s。WiFi是一種可以將筆記本電腦、手機、平板電腦、PDA（個人數(shù)字助理）、MID（移動互聯(lián)網(wǎng)設備）等終端以無線方式接入到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，是當今使用最廣的一種無線局域網(wǎng)技術(shù)，其功能是將有線網(wǎng)絡信號轉(zhuǎn)換成無線信號，供移動互聯(lián)網(wǎng)終端接收。WiFi是一種幫助用戶訪問電子郵件、Web和流媒體的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它既為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問，又為用戶在家里、辦公室或在旅途中提供了快速、便捷上網(wǎng)的途徑。通常將能夠訪問WiFi網(wǎng)絡的地方稱為熱點（如高級賓館、豪華住宅區(qū)、科研院所、飛機場和咖啡廳等），它提供的服務主要包括話音通信、網(wǎng)頁瀏覽、收發(fā)郵件、音樂下載、文件傳輸?shù)?。WiFi具有覆蓋范圍廣、傳輸速度快、數(shù)據(jù)安全性高、能量消耗低、帶寬空間大、射頻信號強、部署方便、成本低廉等優(yōu)點，適用于手機（功能手機和智能手機）、平板電腦、上網(wǎng)本、MID、PDA、筆記本電腦、MP5/MP6等移動互聯(lián)網(wǎng)終端。

NFC是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸，在20cm范圍內(nèi)交換數(shù)據(jù)。它是由非接觸式RFID（射頻識別）演變而來，并向下兼容RFID，最早由飛利浦公司和索尼公司開發(fā)成功，主要適用于手機等手持設備，能夠?qū)崿F(xiàn)電子身份識別和數(shù)據(jù)傳輸。借助這項技術(shù)，消費者可以使用手機來替代銀行卡、門禁卡、公交卡、會員卡、員工卡等非接觸式智能卡，還能方便地讀取廣告牌上的電子標簽信息。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和應用領域的擴展，近場通信可以在移動終端設備、消費類電子產(chǎn)品、個人計算機和智能控件工具之間實現(xiàn)，具有成本低廉、方便易用和直觀性強等特點。NFC提供了一種簡單的觸控式解決方案，能夠讓消費者隨時隨地交換信息、訪問內(nèi)容與服務。藍牙是一種支持設備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)，能在移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信，從而使得數(shù)據(jù)傳輸更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙技術(shù)采用低能耗無線電通信技術(shù)來實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸，最高傳輸速率達到1Mbit/s，通常以時分方式進行全雙工通信，通信距離為10m左右，配置功率放大器可以使通信距離進一步增加。技術(shù)特點：藍牙采用了快跳頻和短分組技術(shù)，能夠顯著降低同頻干擾，有效對抗信號衰落，大大提高通信質(zhì)量和安全性；工作于免許可的2.4GHzISM（工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段，省卻了申請專用許可證的麻煩；采用前向糾錯編碼技術(shù)，避免了遠距離通信時的隨機噪聲干擾；采用調(diào)頻方式，使設備變得更為簡單可靠；與Internet通信時，不需要電纜就能實現(xiàn)互聯(lián)互通，辦公效率和通信效率大大提高。因此，藍牙成為無線通信領域的新寵，在移動互聯(lián)領域得到了廣泛應用。

5應用服務平臺技術(shù)

應用服務平臺技術(shù)是指通過各種協(xié)議把應用提供給移動互聯(lián)網(wǎng)終端的技術(shù)統(tǒng)稱，主要包括云計算、HTML5、Widget、CSS（層疊樣式表）等。云計算是指服務的交付和使用模式，即通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是與IT（信息技術(shù)）、軟件和互聯(lián)網(wǎng)相關的，也可以是其他任意服務。它是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，它可實現(xiàn)共享軟硬件資源和信息，并按需提供給計算機和其他設備，包括互聯(lián)網(wǎng)上的應用服務及在數(shù)據(jù)中心提供這些服務的軟硬件設施。云計算的核心理念是統(tǒng)一管理和調(diào)度使用網(wǎng)絡連接的大量計算資源，以計算資源池的方式為用戶源源不斷地按需提供服務。云計算使用分布式計算機來完成海量計算，而不再是由本地計算機或遠程服務器來實現(xiàn)。HTML5是HTML（超文本標記語言）的最新版本，旨在當互聯(lián)網(wǎng)應用迅速發(fā)展時能提供增強網(wǎng)絡應用的更多標準集，使網(wǎng)絡標準滿足網(wǎng)絡用戶需求。

HTML5有兩大特點：首先，它強化了Web網(wǎng)頁的表現(xiàn)性能。其次，它增加了本地數(shù)據(jù)庫等Web應用的功能。HTML5取消了一些過時的HTML4標記，將內(nèi)容和展示分離，增加了一些全新的表單輸入對象，引入了更合理的全新標識，內(nèi)嵌了一個本地SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）數(shù)據(jù)庫，提供了瀏覽器中的真正程序，取代了Flash在移動設備的地位。Widget（中文譯名為微件）是一小塊可以在任意基于HTML的Web頁面上執(zhí)行的代碼，它的表現(xiàn)形式可能是視頻、地圖、新聞、小游戲等，其根本思想來源于代碼復用。通常情況下，Widget的代碼形式包含了DHTML（動態(tài)超文本標記語言）、JavaScript以及AdobeFlash。CSS（級聯(lián)樣式表）是一種用來表現(xiàn)HTML或XML（可擴展標記語言）等文件式樣的計算機語言。CSS是一種能夠真正做到網(wǎng)頁表現(xiàn)與內(nèi)容分離的樣式設計語言。與傳統(tǒng)HTML相比，CSS能夠?qū)W(wǎng)頁中的對象位置排版進行像素級的精確控制，支持幾乎所有的字體字號樣式，并能進行初步交互設計，是目前基于文本展示最優(yōu)秀的表現(xiàn)設計語言。

6網(wǎng)絡安全控制技術(shù)

網(wǎng)絡安全控制技術(shù)是指利用網(wǎng)絡管理控制措施，確保移動互聯(lián)網(wǎng)絡環(huán)境中數(shù)據(jù)保密性、完整性和可用性的技術(shù)統(tǒng)稱，一般包括終端基礎設施安全技術(shù)、網(wǎng)絡基礎設施安全技術(shù)、應用基礎設施安全技術(shù)、端到端安全保障技術(shù)和安全測評認證技術(shù)。

終端基礎設施安全技術(shù)是用于確保移動互聯(lián)網(wǎng)終端安全的技術(shù)統(tǒng)稱，包括惡意軟件研判技術(shù)、網(wǎng)絡行為監(jiān)測技術(shù)、移動終端病毒查殺技術(shù)。惡意軟件研判技術(shù)通過對疑似樣本及行為進行采集，與惡意軟件樣本庫中的相應項進行比對，以確定移動互聯(lián)網(wǎng)終端是否存在惡意軟件。網(wǎng)絡行為監(jiān)測技術(shù)通過對移動互聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)樣本和行為特征進行分析，確定是否存在惡意攻擊和木馬入侵問題。移動終端病毒查殺技術(shù)是指采用云殺毒軟件或在線病毒查殺系統(tǒng)，來清除移動互聯(lián)網(wǎng)終端中已存在的病毒。網(wǎng)絡基礎設施安全技術(shù)又分為2G網(wǎng)絡安全技術(shù)、3G網(wǎng)絡安全技術(shù)、4G網(wǎng)絡安全技術(shù)和WLAN安全技術(shù)，重點解決隱私保護、身份認證、入侵檢測、攻擊預防、空中竊聽、流量盜用等實際問題。

應用基礎設施安全技術(shù)可分解為云計算安全技術(shù)和不良信息監(jiān)測技術(shù)。云計算的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡邊界不復存在，信息的所有權(quán)與管理權(quán)分離，信息資產(chǎn)的非授權(quán)訪問成為云計算系統(tǒng)的重要安全問題，云計算安全技術(shù)重點解決數(shù)據(jù)安全、隱私保護、虛擬化運行環(huán)境安全、動態(tài)云安全服務等問題。不良信息監(jiān)測技術(shù)重點解決檢測算法準確率不高、處理及審核流程不同、網(wǎng)站通過逃避封堵等問題。

端到端安全保障技術(shù)旨在防止數(shù)據(jù)泄漏，保護敏感數(shù)據(jù)，保障移動互聯(lián)網(wǎng)端到端數(shù)據(jù)安全，主要可以通過對網(wǎng)絡鏈路中的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行檢測、對存儲和通路進行物理隔離、對電子文件進行加密、對接入網(wǎng)絡的用戶和業(yè)務進行統(tǒng)一鑒權(quán)等措施來實現(xiàn)。安全測評認證技術(shù)旨在開發(fā)先進的移動互聯(lián)網(wǎng)安全測評工具和技術(shù)，采用先進的認證手段，形成功能強大的安全服務支撐平臺。