一种云原生的终端模式

左羽 2020年04月19日 317次浏览

“工具本身毫无价值,其价值在于生产力的提高;技术本身毫无意义,其意义在于生产力的模式”。

引言

从近代史看来,在固有的工业模式中,技术服务于生产力;但是当技术积累到一定程度,将会推动工业模式的变革,其表现于工具。

当今为信息时代,数据已成为重要的生产力之一。当前个人信息数据的私密化与便捷化及不理想,是一个待解决的问题。

基于我对5G技术、IPv6了解,对终端模式的未来进行遐想,构建出一种云原生的终端模式,它将解决现如今终端模式的不足,对数据的私密化与便捷化问题提供一种解决方案。


当前终端设备的不足之处

将设备与终端平台拆开————设备搭载着平台。

目前主流终端平台分别为AndroidiPhoneiPadWindowsMacLinux。这里所讨论的重点不在于终端平台的不足,而是从一个人的角度看待当前各种搭载着平台的终端设备不足之处。

数据本地化严重

个人拥有多个设备(如Android手机、iPad平板电脑及Windows办公电脑),这些设备统属于个人。以当今数据对于个人的重要性而言,大众更希望从单个设备获取的数据可以在多个设备上使用。但现实并非如此,单设备的数据是本地化的,并不能无缝在其他设备使用。网盘并不是一个好的方案,跨设备数据同步并未完美解决。

设备个人化程度高

设备个人化程度高是一个复杂、危险、不方便的特征。如设备遗失带来的数据遭窃;设备更换带来数据转移的复杂;设备损坏带来的数据找回的不方便;以及设备暂时不在身边带来的麻烦。还有一个问题更为关键,他人暂时借用设备使用时,因为个人习惯与应用软件的不同,他人使用的体验也是极差的。

终端个人化程度低

这里的终端个人化指的是多个终端之间的个人化,相对于设备个人化程度高,即个人在数据信息方面所拥有的。例如用家里的设备完成工作内容的一部分,到了公司还需要将这完成的一部分在公司的设备上与之前工作进度进行对接;再例如在一个设备上配置好了个人使用习惯,更换了另一个设备后要再次进行配置;但是————这两个设备面对都是同一个人


模式所需技术支持

D2D 通信技术 (Device—to—Device Communication)

D2D 通讯技术是未来5G网络中关键技术之一。

D2D 通信技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式,是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术,旨在使一定距离范围内的用户通信设备直接通信,以降低对服务基站的负荷。

D2D 通信技术的优势

  • 既可以在基站控制下进行连接及资源分配,也可以在无网络基础设施的时候进行信息交互。

  • 在由 D2D 通信用户组成的分布式网络中,每个用户节点都能发送和接收信号,并具有自动路由(转发消息)的功能。

  • 网络的参与者共享它们所拥有的一部分硬件资源,包括信息处理、存储以及网络连接能力等。这些共享资源向网络提供服务和资源,能被其它用户直接访问而不需要经过中间实体。

  • 在 D2D 通信网络中,用户节点同时扮演服务器和客户端的角色,用户能够意识到彼此的存在,自组织地构成一个虚拟或者实际的群体。

  • D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输,不需要通过基站转发,而相关的控制信令,如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。

蜂窝网络引入 D2D 通信,可以减轻基站负担,降低端到端的传输时延,提升频谱效率,降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏,或者在无线网络的覆盖盲区,终端可借助 D2D 实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。

D2D的通信模式

上图:用户1和用户2以蜂窝模式通信,用户3和用户4以D2D模式通信。

IPv6 (Internet Protocol Version 6)

IPv6的全称是Internet Protocol version 6。其中,Internet Protocol译为“互联网协议”。所以,IPv6就是互联网协议第6版。

IPv6并不是一个新鲜事物。早在上个世纪90年代,它就已经诞生了。

IPv4迄今为止已经使用了30多年。最早期的时候,互联网只是设计给美国军方用的,根本没有考虑到它会变得如此庞大,成为全球网络。

进入21世纪后,随着计算机和智能手机的迅速普及,互联网开始爆发性发展,越来越多的上网设备出现,这就意味着,需要越来越多的IP地址。

截止目前,IPv4的地址池已经枯竭,仅仅通过基于分类网络、无类别域间路由和网络地址转换的地址结构重构一定程度上缓解了地址池不足的问题,从某种程度上阻碍了互联网的发展。

IPv6的优势

  • Pv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,最大地址个数为4 294 967 296;而IPv6中IP地址的长度为128,即最大地址个数为3.4028236692094e+38与IPv4地址空间相比,其地址空间增加了8×10^28个。

    协议版本位数地址池数量
    IPv6128位3.4028236692094e+38
    IPv432位4 294 967 296
  • IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)的支持。主机直接根据网络中的路由器通告信息与本机MAC地址结合计算出本机IPv6地址,实现地址自动配置。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

  • IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。极大的增强了网络的安全性。

  • 允许扩充。如果新的技术或应用需要时,IPV6允许协议进行扩充


云原生的终端模式

是一种以云为原生的终端模式,信息数据与应用数据都持久化在云端,部分数据处理在云端进行。(注:这里的“云”是相对于终端设备本地而言的。

介绍

云原生的终端模式

云原生的终端模式

如图所示,与当前的终端模式相比,在云原生的终端模式中多出家庭服务器这一概念。

家庭服务器:以家庭或个人为单位,该服务器提供权限验证、设备管理、应用数据存储(终端使用的应用,如微信、支付宝应用本身)、信息数据(如照片、文档以及应用的个人数据)的服务。在这种模式下,所有数据将不再持久化于终端设备。

终端设备

在云原生的终端模式下,终端设备将不再需要磁盘,需要的只是CPU(处理器)和RAM(内存)。所有的终端平台在设备开机时,都需要输入家庭服务器的IP地址、用户名和密码。设备从家庭服务器中获取该用户的设置、应用软件、应用软件中的个人数据以及用户的信息数据(如照片、文档、音乐和视频等)。获取完成后,只是对数据的获取源从磁盘变为了家庭服务器,与软件商服务器的交互与当今并无区别。

家庭服务器

家庭服务器可为多人提供服务。家庭服务器存储着用户的应用数据(如微信应用、支付宝应用)和用户数据(如微信应用的个人数据、照片、音乐、视频和文档等等)。当设备输入该服务器的IP、用户名及密码后,鉴权通过会判断该设备的平台(如iPone、Windows等),从应用数据存储中获取该用户拥有的应用(注:只是获取拥有的应用,并不获取应用本身的数据),从信息数据存储中获取该用户所拥有的信息数据(注:只是获取拥有的信息数据,并不获取文件本身)以及该用户在当前设备的设置,将这些数据返回给设备。

在后续过程中,按需向设备提供数据,并与该设备之间周期性进行数据同步(如数据的增删改)。

解决方案

  • 基于5G的 D2D 通信技术,可以大大提高终端设备与家庭服务器之间的数据传输速率,可满足用户就像在访问本地磁盘一样迅速。

  • 在IPv6技术下,每个设备都将拥有属于的自己可直接访问IP,可以满足家庭服务器与设备之间的直接访问而不需要经过中间实体。

关于按需加载

就像当今设备终端一样,并不是开启设备后所有的数据都一次性加载至RAM(内存)。而是设备开启后在桌面显示该用户拥有的应用软件,当用户点击应用后,才会从磁盘读取该应用的数据并将其放至RAM(内存)中,供CPU(处理器)处理。用户文件也一样,只是列出拥有哪些文件,打开文件操作才会从磁盘读取该文件的具体内容。在云原生的终端模式中是将数据源从磁盘更换为家庭服务器。

关于多设备数据一致

用户在单个设备上执行应用的添加或删除,设备会将该行为通知到家庭服务器,家庭服务器会对该用户的行为进行处理:

  • 应用的添加:家庭服务器从软件供应商服务器拉取相应设备的安装包并解压为可执行数据文件,即视为该用户安装了此应用。后续家庭服务器会分别将所有终端平台(即Android、iPhone、iPad、Windows、Mac、Linux)的软件版本拉取并解压至应用存储,待用户在其他终端设备使用。

  • 应用的删除:家庭服务器会删除所有终端平台的该应用数据。(下文对自定义有说明)

  • 个人文件的增删改:由于个人文件是不分终端平台的,家庭服务器只需执行增删改即可。

  • 个人应用数据的改变:如微信的个人应用数据(聊天记录,好友列表信息等),在不同终端平台这些数据格式是一致的,这些数据支持不同平台版本的应用加载使用。如果存在格式特殊的平台应用(即应用在不同平台版本所存储的用户数据格式不一致),家庭服务器可安装数据格式转换服务(由平台供应商开发提供),后台实时将设备同步来的数据进行转换并存储至信息数据存储,以提供给不同设备使用,从而达到用户使用数据一致性的体验。

个人用户管理

  • 可实时查看当前哪些设备在线,并对其进行定位、下线(数据在设备上将无痕迹)等操作。

  • 家庭服务器提供用户的设置服务,用户可在界面友好的WEB应用中满足个人的特殊需求(如某设备不与其他设备共享数据、某终端平台不安装某个应用等等)。

特征

  • 本地无数据:数据存储在家庭服务器中,只要是该用户从任何设备上获取到的信息数据,该用户便可以在任何地方任何设备上访问到想要的数据。

  • 设备个人化程度极低:在用户设备运行时,本地仅有的数据只是RAM(内存)中暂存的数据,用户一旦退出或关机,该设备将不再有任何信息数据是该用户的。大大提高了用户个人信息数据的安全性。

  • 终端个人化程度极高:在某个设备上登录账户后所有的操作都将同步至家庭服务器,当更换另一台设备(任何终端平台)后,之前的所有操作结果依然存在。

展望

家庭中央大脑

由于家庭成员的所有信息数据都存储在家庭服务器中,对于家庭中央大脑这一概念无疑是一种更完美的成全,家庭中央大脑在家庭服务器的数据进行交换后,用户将得到更便捷的智能服务。

区块链

家庭服务器同样也可以作为区块链对等网络的节点,为区块链网络做贡献。鉴于未来网络传输速率之快,运行区块链节点对互联网带宽的消耗并不会影响用户使用体验,能够建造出更健壮的区块链网络。

总结

这些模式是我对5G及IPv6了解后的突发奇想,如果您有觉得不合理的地方可以向我提出建议。

我的邮箱zuoyuip@foxmail.com

该文首写于北京19/04/2020 20:00

首发于我的个人博客一杯茶