一种面向云构软件的云操作系统

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1、一种面向云构软件的云操作系统王伟胡长武郭栋张静轩常进达张礼庆同济大学计算机科学与技术系同济大学嵌入式系统与服务计算教育部重点实整室云件实验室云计算和互联网的兴起不仅带来丫数据屮心的变化，也带来丫软件的开发、部署、运维和使用上的变革。随着当前云计算和网络环境的不断完善，传统软件如何更好地利用云计算平台并服务于终端用户是计算机软件领域的研宄热点，具有广泛的现实意义。近年来，随着实时互联网、微服务、云端渲染、容器等技术和理念发展的不断深入，软件（Software）形态将进一步朝着云件（Cloudware）形态的方向发展。文屮主要探究了在云计算和互联网环境K“云件”这

2、一新型软件范型，并针对该软件范型提出了一种新型的云操作系统:GalaxyOS。GalaxyOS可以在不修改传统软件的情况下直接将软件部署到云端运行，并通过浏览器实时投射到终端用户，实现传统软件的新型服务模式。通过采用微服务架构设计，使得该云操作系统具有较好的可扩展、容灾性和灵活配置等特性。通过对实际的GalaxyOS原型系统的实现和交互时延及资源占用进行实验，验证丫所提方法在用户体验上的有效性。关键词：云计算;云件;云操作系统;用户体验;长期以来，操作系统发展的主线是面向单机，追求更好地发挥计算机硬件的计算能力，同时为上层应用和用户提供更友好、易用的接U。随着

3、互联M、云计算等技术的快速发展，如何更好地支持互联网和云计算资源成为操作系统发展的一个重要方向111。近年来，由于云计算的迅速普及，面向云计算资源的操作系统开始得到广泛的关注，并逐渐成为操作系统发展的新主线m。为了更好地管理云上的分布海量资源，同时为互联网时代的新型应用和服务提供支持，操作系统技术正在产生许多重要的变革。网络环境的不断优化，尤其是5G等相关无线通信技术的兴起，使用户的网络接入能力和网络质量有丫大幅度提升，为传统软件逐渐向云计算平台迁移提供丫通信保障。通过浏览器的方式获取软件服务将是未来软件发展的重要方向，软件的Web化和云化也将成为未来软件的重

4、要形态之一［6］。利用云计算环境构建软件的开发、部署和运行环境，同时利用先进的互联M技术实现软件的web化，将是云计算环境下软件的发展方向和趋势m。在当前云计算环境下，软件将不再是一个简单的代码实体，而是由一系列服务构成的服务综合体，通过网络交付给用户。本文将这样的软件形态称为云件，它是一种“互联网+软件”的新型软件形态，也将是未来云环境下软件的主要形态，使得在任何吋间、任何地点通过浏览器使用任何软件成为可能［4］。为了验证面向云件的云操作系统的可行性，本文首先阐述了云件的概念和特点，然后提出并实现丫一种面向云件服务的新型云操作系统GalaxyOS。该操作系统

5、基于实时互联网、微服务、云端渲染和容器技术，可以直接将传统软件部署到云端运行，用户通过互联网技术连接到云件，使用浏览器进行交互，整体上实现即搜即用、秒级启动的新型软件服务模式。2.1云件的定义和特性软件是一种特殊的人工制品，是人类“智力活动”的产物。在信息化社会，软件正变得无处不在，并成为信息时代的重要基础设施。软件技术的发展贯穿于计算机技术发展的整个历史，然而，软件是相对于硬件的一个概念，是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，其特性与承载软件的硬件结构密切相关。随着云计算和虚拟化技术的兴起，越来越多的软件逐渐把软件主体放在云端，而客户端只需要通过

6、互联网技术使用云端软件的服务即可，使得软件不再依赖于终端软硬件资源，这样的软件形态更多地体现为一种服务，而这样的软件形态则称为云件(Cloudware)［4］。云件也是SaaS的一种服务方式，是通过互联网技术使用云端的服务，与传统的SaaS服务(如网盘、邮箱和在线办公)的主要差别在于，传统SaaS软件往往是将桌面软件进行大量改造，大部分需耍相应的客户端程序，且大量的计算还需要木地软硬件的支持，比如某些在线制图的工只将传统桌面制图软件用HTML5和Hash等和关技术进行了Web重构，这是极其繁重的工作，且需要本地渲染的支持;而云件则是将终端的操作系统和运行环境迁

7、移到了云端，使得传统桌面软件不进行任何修改就可进行云化(Cloudalization),客户端采用统一的交互平台(如浏览器)来实现交互功能，最终实现与本地相同的用户体验但不依赖本地资源的软件模式。云件主要有如下儿个特性(1)云件主体云端运行。云件将传统桌面软件部署在云端运行，其依赖的配置、库和相关组件全部由云端的服务提供。(2)按需资源分配。云件能够按照自身类型分配不同的资源，且能够随时调整资源用量，比如对计算密集型的云件可以提供多核支持，进而满足不同用户的需求，实现弹性云件。(1)云端渲染，终端显示。对于图形化交互的云件，尤其是具有GPU需求的云件,在云端实

8、现云端渲染，然后将渲染后的结果传给终端