淺析國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境的構(gòu)建

趙亮

摘要：在國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境構(gòu)建初期，沒有成熟的方法和經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，無法用現(xiàn)有的理論方法給予支撐和解決，需要在大量的應(yīng)用和不斷試錯(cuò)中總結(jié)提升。本文選取領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境構(gòu)建嘗試，結(jié)合國產(chǎn)化現(xiàn)有產(chǎn)品生態(tài)，通過項(xiàng)目實(shí)踐的摸索、實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證、總結(jié)、推翻、再提煉，研究提出國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境適配方法路徑，解決軟硬件深度適配和多重適配問題，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘒a(chǎn)化替代進(jìn)行積極有效的技術(shù)路徑嘗試和經(jīng)驗(yàn)積累。

關(guān)鍵詞：國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境；管理信息化；適配方法路徑

一、背景和意義

我國基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域、集成電路領(lǐng)域、高端硬件領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平還有很大差距，亟需攻克難點(diǎn)推進(jìn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)自主化應(yīng)用。國內(nèi)供給側(cè)的生態(tài)環(huán)境和需求側(cè)的市場空間支撐了推進(jìn)國產(chǎn)化技術(shù)能力提升的可行性， 必須堅(jiān)持并加快國產(chǎn)化替代步伐，重點(diǎn)突破國產(chǎn)自主化應(yīng)用的多個(gè)難題。

管理信息化涵蓋業(yè)務(wù)范圍廣，建設(shè)工作起步早，涉及用戶數(shù)量多，在Wintel架構(gòu)（Windows操作系統(tǒng)+Intel架構(gòu)CPU）環(huán)境下得到了大規(guī)模穩(wěn)定的應(yīng)用。在國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境構(gòu)建初期，亟需選取影響面廣且易于開展嘗試的管理信息化應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榍腥朦c(diǎn)開展技術(shù)攻關(guān)，通過項(xiàng)目實(shí)踐的試點(diǎn)驗(yàn)證，研究構(gòu)建一套完整且普遍適用的國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境，逐步解決核心技術(shù)短板問題。盡管客觀上我國技術(shù)發(fā)展水平仍落后于發(fā)達(dá)國家，且現(xiàn)階段進(jìn)行軟硬件國產(chǎn)化并不等同于安全，但只有堅(jiān)持國產(chǎn)化戰(zhàn)略才有可能在未來逐步實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主、安全可信。

二、國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境的內(nèi)涵

國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境涉及從中央處理器CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、安全產(chǎn)品、服務(wù)器到計(jì)算機(jī)終端、打印機(jī)等產(chǎn)品。國產(chǎn)化替代升級是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，形成穩(wěn)定可復(fù)制可推廣的環(huán)境是推進(jìn)國產(chǎn)化替代的前提，環(huán)境構(gòu)建過程中技術(shù)路線的選擇是最為核心的一個(gè)環(huán)節(jié)，涉及到國產(chǎn)桌面計(jì)算機(jī)技術(shù)體系對Wintel體系的替代。國產(chǎn)桌面計(jì)算機(jī)技術(shù)架構(gòu)是“1+4”：國產(chǎn)Linux操作系統(tǒng)+ 4種國產(chǎn)CPU（鯤鵬/飛騰/龍芯/申威），替代Wintel架構(gòu)：Windows操作系統(tǒng)+Intel架構(gòu)CPU。

我國處理器產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)已進(jìn)入多技術(shù)路線同步推進(jìn)的高速發(fā)展階段，并因發(fā)展模式和技術(shù)特性的不同而呈現(xiàn)出不同的發(fā)展特色。形成了以MIPS、ARM、ALPHA、X86等架構(gòu)為代表的鯤鵬、龍芯、飛騰、申威、兆芯等多個(gè)國產(chǎn)處理系列，產(chǎn)品主頻普遍為1.5～2.6GHz。本文為了能夠支撐高效地開展后續(xù)國產(chǎn)化替代工作，避免少走彎路，將對多個(gè)處理器路線進(jìn)行分析對比，收斂處理器技術(shù)路線，避免多種技術(shù)路線混合帶來的兼容性和運(yùn)行效率問題，從而降低國產(chǎn)化遷移難度，減少替代工作量。

三、國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境搭建的難點(diǎn)和原則

在關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人現(xiàn)狀下，擁有安全可靠的國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境是核心技術(shù)的重要體現(xiàn)，搭建國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境成為一種自主可控能力，涉及到自主可控條件下的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)、信息資源、基礎(chǔ)軟件、安全保密等多個(gè)方面。中國工程院院士倪光南表示，在國產(chǎn)自主化推進(jìn)過程中有5大難題，包括軟硬件一體化深度適配和多重適配問題、缺乏安全可靠的運(yùn)行環(huán)境體系、通用化和平臺化工具存在空白、整機(jī)問題以及新建系統(tǒng)問題，這些難題亟待通過研究進(jìn)行嘗試和探索。

在處理器技術(shù)路線的選擇，甚至國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境中的其他軟硬件產(chǎn)品選擇時(shí)有4點(diǎn)原則可以遵循：一是選用的產(chǎn)品自主性高，核心技術(shù)可控；二是選用的產(chǎn)品必須經(jīng)過實(shí)際項(xiàng)目的檢驗(yàn)，可穩(wěn)定運(yùn)行；三是產(chǎn)品生態(tài)相對比較完善，能夠有效支撐系統(tǒng)運(yùn)行；四是必須成組合、成體系地選用相關(guān)產(chǎn)品，確保運(yùn)行效果。因此，對處理器等軟硬件從自主化程度、應(yīng)用情況、生態(tài)體系、性能指標(biāo)等方面進(jìn)行綜合對比分析，選擇綜合能力較好的產(chǎn)品構(gòu)建國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境。

四、國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境的適配方法路徑

目前還沒有任何正式的關(guān)于國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境適配方法路徑的要求和指導(dǎo)意見，亟需在實(shí)踐過程中總結(jié)提煉形成可參考的規(guī)范和指南。通過實(shí)踐驗(yàn)證和總結(jié)，本文提出了安全可靠環(huán)境的適配方法和路徑，把整個(gè)適配過程分為6個(gè)層級：符合級、單品級、集成級、聯(lián)調(diào)級、組合級、譜系級。

符合級：首要前提是適配所選用基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品為符合目錄要求的產(chǎn)品，具備符合性基本要求才能入圍進(jìn)一步的適配?；A(chǔ)軟硬件適配要從技術(shù)路線選擇開始，先確定處理器選型，在（CPU+操作系統(tǒng)）組合基礎(chǔ)上開始進(jìn)一步適配。

單品級：在單品適配驗(yàn)證階段，對每一類單品進(jìn)行單獨(dú)的適配和驗(yàn)證。所選的單個(gè)基礎(chǔ)軟硬件適配產(chǎn)品要在該技術(shù)路線（CPU+操作系統(tǒng)）上正常運(yùn)行，不出現(xiàn)無法運(yùn)行、訪問中斷、加載錯(cuò)誤、功能丟失等現(xiàn)象。

集成級：集成驗(yàn)證分為服務(wù)器集成驗(yàn)證和終端集成驗(yàn)證兩部分。主要工作內(nèi)容是把已驗(yàn)證通過的單品在服務(wù)器和終端上做集成適配驗(yàn)證，使每個(gè)單品能夠正常運(yùn)行并能正常實(shí)現(xiàn)其功能。此過程可能會迭代進(jìn)行多次。

聯(lián)調(diào)級：聯(lián)調(diào)聯(lián)試分為基礎(chǔ)軟硬件環(huán)境聯(lián)調(diào)聯(lián)試和應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試兩個(gè)階段。在基礎(chǔ)軟硬件聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段要確?；A(chǔ)軟硬件之間能夠互聯(lián)互通，在應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，目的是確保應(yīng)用系統(tǒng)與基礎(chǔ)軟硬件的聯(lián)通性。所選的單個(gè)基礎(chǔ)軟硬件適配產(chǎn)品在該技術(shù)路線上的正常運(yùn)行，不能影響其他基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品的正常運(yùn)行和功能作用。多個(gè)基礎(chǔ)軟硬件在該技術(shù)路線上要能夠兼容運(yùn)行。

組合級：在單個(gè)基礎(chǔ)軟硬件適配產(chǎn)品在該技術(shù)路線（CPU+操作系統(tǒng)）上完成適配的基礎(chǔ)上，多個(gè)相關(guān)基礎(chǔ)軟硬件適配產(chǎn)品形成產(chǎn)品組合，從單個(gè)產(chǎn)品適配到組合產(chǎn)品適配，形成多個(gè)產(chǎn)品組合的生態(tài)，通過適配促進(jìn)產(chǎn)品組合的成熟完善，降低適配難度，提升適配效率。

譜系級：在組合級適配的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步形成一整套相關(guān)基礎(chǔ)軟硬件適配體系，形成穩(wěn)定可復(fù)制的基礎(chǔ)軟硬件適配環(huán)境譜系，進(jìn)一步促進(jìn)基礎(chǔ)軟硬件適配體系的成熟完善，進(jìn)一步降低適配難度，提升適配效率。

按照國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境適配的6個(gè)層級，通過需求匹配、市場比對、產(chǎn)品抽樣、環(huán)境驗(yàn)證等方法，進(jìn)行了基礎(chǔ)軟硬件和外設(shè)產(chǎn)品的適配。包括：終端（主機(jī)）、交換機(jī)、存儲備份設(shè)備、通用安全產(chǎn)品、數(shù)字證書認(rèn)證系統(tǒng)、保密專用產(chǎn)品、外設(shè)、操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件、運(yùn)維監(jiān)控軟件等。最終總結(jié)提出國產(chǎn)化軟硬件產(chǎn)品適配譜系，為應(yīng)用擴(kuò)展提供可復(fù)制可推廣的安全可靠國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境。

五、國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境下的管理信息系統(tǒng)遷移

平臺國產(chǎn)化遷移主要涉及到平臺服務(wù)端與國產(chǎn)化基礎(chǔ)軟硬件平臺的適配、客戶端與國產(chǎn)化操作系統(tǒng)和瀏覽器的適配、原平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移。平臺國產(chǎn)化遷移的重點(diǎn)工作包括以下幾點(diǎn)：一是硬件平臺國產(chǎn)化遷移。將原X86硬件環(huán)境遷移到國產(chǎn)化硬件環(huán)境，隨之操作系統(tǒng)將采用國產(chǎn)化操作系統(tǒng)。國內(nèi)芯片服務(wù)器的性能較國外芯片服務(wù)器有所下降，依據(jù)壓力測試情況需要對應(yīng)用進(jìn)行負(fù)載均衡部署，需要對局部復(fù)雜應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化；二是數(shù)據(jù)庫遷移。原平臺多采用Oracle、SQL Server、DB2、MySQL等數(shù)據(jù)庫，國產(chǎn)化平臺多采用達(dá)夢和神通等數(shù)據(jù)庫。雖然Oracle、SQL Server、DB2、MySQL數(shù)據(jù)庫，以及國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫都遵循SQL92標(biāo)準(zhǔn)，但是各自的語法、函數(shù)等都存在不少差異，所以必須要針對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遷移和校對，針對SQL語句、視圖、觸發(fā)器等進(jìn)行調(diào)整和改造，甚至需要拆分復(fù)雜語句，同步改造業(yè)務(wù)代碼邏輯；三是應(yīng)用中間件適配。由于國產(chǎn)化平臺不支持SUN JDK，JDK版本的變化導(dǎo)致應(yīng)用中間件流程設(shè)計(jì)器和流程引擎發(fā)生重大修改，引發(fā)導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程處理隨之調(diào)整。在原X86平臺下預(yù)編譯的jsp文件需重新編譯，修改JAR包，完成應(yīng)用中間件適配；四是客戶端及瀏覽器適配。原平臺的用戶終端采用Window系統(tǒng)，瀏覽器采用IE系列，國產(chǎn)化平臺終端采用國產(chǎn)桌面操作系統(tǒng)和國產(chǎn)主流瀏覽器?？蛻舳谁h(huán)境的變化，對原平臺各應(yīng)用系統(tǒng)的樣式表的定義和特效將帶來較大的影響，系統(tǒng)中部分業(yè)務(wù)界面及功能按鈕等出現(xiàn)變形，有些JS腳本不能正確執(zhí)行，涉及范圍廣、頁面多、測試和修改量很大。應(yīng)用系統(tǒng)需要根據(jù)終端分辨率以及瀏覽器的最終效果進(jìn)行樣式適配調(diào)整，才能實(shí)現(xiàn)在國產(chǎn)化終端上的正常顯示。上述平臺國產(chǎn)化遷移的重點(diǎn)工作雖然看似比較繁雜，但是隨著國產(chǎn)化基礎(chǔ)軟硬件的升級和迭代，以及國產(chǎn)化生態(tài)的建立和完善，國產(chǎn)化遷移改造的難度將進(jìn)一步降低，效率將進(jìn)一步提升。

信息技術(shù)國產(chǎn)化替代將成為我國網(wǎng)信領(lǐng)域的新常態(tài)。我們要把握國產(chǎn)化替代的歷史機(jī)遇與使命，持續(xù)開展國內(nèi)供給側(cè)的生態(tài)環(huán)境和需求側(cè)的市場空間研究，在管理信息化領(lǐng)域的應(yīng)用能夠基于國產(chǎn)化應(yīng)用環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行，安全防護(hù)能力整體增強(qiáng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，繼續(xù)擴(kuò)大國產(chǎn)化應(yīng)用適配的深度和廣度，為持續(xù)推進(jìn)國產(chǎn)化替代進(jìn)行技術(shù)路徑嘗試和經(jīng)驗(yàn)積累。

（作者單位：中國航發(fā)北京航空材料研究院）