云手机基本原理与构建：从技术实现到应用场景解析

云手机基本原理与构建：从技术实现到应用场景解析

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/harryhuang2020/article/details/143534082

一、什么是云手机

云手机是虚拟化技术，最终为用户/客户在云端提供的一个个安卓实例（操作系统）。用户/客户可以通过视频流的方式，远程实时控制云手机，最终实现安卓原生APP及手游的云端运行。

二、云手机实现原理

三、远程连接协议VNC/SPICE/RDP

所有的云手机都离不开远程桌面连接协议，若没有远程桌面连接协议，要实现云手机屏幕的控制则需要自行设计远程桌面连接协议。目前较为常见的云手机连接协议，大多使用VNC方式实现云手机桌面作为视频流进行传输。

1、三种协议对比

三种协议概览：

1、VNC

适用系统：windows、linux

网络流量：较小，常用100k左右

2、SPICE

适用系统：linux

网络流量：较大，正常使用10-20M

3、RDP

目前在windows上 rdp有两种，remote，remotefx

适用系统：windows、linux

网络流量：较小，正常使用100-200k左右

四、云手机的常见架构

1、基于实体手机的云手机

基于实现手机的远程传输应该是云手机实现的最原始方式。通常的实现方式，通过USB连接线将实体手机与电脑相连接，通过安卓控制器或安卓调试器将手机画面传输到远程，从而实现对实体手机的云端控制，此种实现模式是最早的云手机实现方式。此种方式由于强依赖于手机设备，手机设备一旦损坏，数据丢失将是灾难性。另外大多数连接控制软件都是针对某一手机型号适配，若手机设备停止生产，则无法扩展。此外，还存在网络带宽问题，由于都是实体手机，无法存放于大型机房，不具备可扩展性以及可维护性，因此逐渐被市场淘汰。

2、基于模拟器（虚拟机）的云手机

基于模拟器的云手机大多由早期做模拟器的厂商发展而来，安卓模拟器软件有三大流派：Bluestacks和Virutalbox以及QEMU。

Bluestacks的历史可以追溯到2011年，是最早在PC上实现流畅运行安卓系统的方案。Bluestacks的原理是把Android底层API接口翻译成Windows API，对PC硬件本身没有要求，在硬件兼容性方面有一定的优势。但Bluestacks需要翻译的Android接口数量巨大，很难面面俱到，而且存在软件翻译的开销，在性能和游戏兼容性方面欠佳。

Virtualbox是数据库巨头Oracle旗下的开源项目，通过在Windows内核底层直接插入驱动模块，创建一个完整虚拟的电脑环境运行安卓系统，加上CPU VT硬件加速，性能和兼容性都更好，但是对于电脑CPU有一定要求，超过五年以上的电脑使用起来比较吃力。

QEMU是一个主机上的VMM（virtual machine monitor）,通过动态二进制转换来模拟CPU，并提供一系列的硬件模型，使guest os认为自己和硬件直接打交道，其实是同QEMU模拟出来的硬件打交道，QEMU再将这些指令翻译给真正硬件进行操作。通过这种模式，guest os可以和主机上的硬盘，网卡，CPU，CD-ROM，音频设备和USB设备进行交互。由于QEMU的性能问题，才初夏了KQEMU这个加速模块（闭源收费），不过后来QEMU取消了KQEMU的支持，转而使用KVM模块来进行加速。因为 KVM 是硬件辅助的虚拟化技术，主要负责 比较繁琐的 CPU 和内存虚拟化，而 Qemu 则负责 I/O 虚拟化，两者合作各自发挥自身的优势，相得益彰。

3、基于容器的云手机

说到容器不得不提LXC与Docker，两者都实现资源的隔离和控制，也就是对 Cgroup 和 Namespace 两个属性的控制。docker 出现之初，便是采用了 lxc 技术作为 docker 底层，对容器虚拟化的控制。后来随着 docker 的发展，它自己封装了 libcontainer （golang 的库）来实现 Cgroup 和 Namespace 控制，从而消除了对 lxc 的依赖。

为什么会提这个昵？因为模拟器（虚拟机）可能占用主机的大量系统资源，模拟器（虚拟机）的大小为数GB。在虚拟服务器上运行单个应用程序意味着还要运行Guest OS以及Guest OS运行所需的所有硬件的虚拟副本。这样很快就增加了很多RAM和CPU资源消耗。迁移模拟器（虚拟机）上运行的应用程序的过程也可能很复杂，因为它始终附加在操作系统上。因此，必须同时迁移应用程序和操作系统。容器的出现，在一定程度上解决了这些问题。

目前使用容器实现云手机主要有以下几个项目：

1、anbox:使用 Linux 命名空间(user, pid, uts, net, mount, ipc)在容器中运行完整的 Android 系统，并在任何基于 GNU Linux 的平台上提供 Android 应用程序。：https://github.com/anbox/anbox

2、robox ：基于anbox出来的一个分支 https://github.com/lag-linaro/robox

3、openvmi：基于anbox与robox创建 https://github.com/DockDroid/openvmi

4、华为公有云monbox: https://hdcwebinars.huaweicloud.com/watch/bmb084d7

容器仍无法提供与模拟器（虚拟机）相同的安全性和稳定性。由于它们共享主机的内核，因此不能像模拟器（虚拟机）一样完全隔离。容器是进程级的隔离，一个容器可以通过影响宿主机内核的稳定性来影响其他容器。

4、基于ARM阵列的云手机

ARM阵列服务器经过了几代发展，从早期的插板方式到之后的可拔插方式设计。ARM阵列由于高度还原手机硬件，因而对应用与游戏的兼容性更趋向于真实手机。ARM阵列经过几代架构的迭代，可以实现了高密度、可拔插的服务器设计。

5、现在云手机可以做什么

以verybots（Verybots-tk矩阵工具）团队的云手机、云手机管理系统功能测试和验证，大致云手机能实现下列能力（供参考）：

1）云手游

2）移动办公

3）内容监测

4）仿真测试

5）互动直播

6）试玩广告

7）云游戏

8）矩阵短视频号管理

9）多账号隔离

10）数据采集等

6、结语

如果说2G到3G实现了文字到图片的转变，3G到4G实现了图片到视频的转变，那么4G到5G将会带来本地应用到云端应用的转化。端云协同，将会随着时间推移被更多的人接受。