浅析国产化应用环境的构建

赵亮

摘要：在国产化应用环境构建初期，没有成熟的方法和经验可供借鉴，无法用现有的理论方法给予支撑和解决，需要在大量的应用和不断试错中总结提升。本文选取领域的应用进行国产化应用环境构建尝试，结合国产化现有产品生态，通过项目实践的摸索、实验、验证、总结、推翻、再提炼，研究提出国产化应用环境适配方法路径，解决软硬件深度适配和多重适配问题，为后续实现规模化国产化替代进行积极有效的技术路径尝试和经验积累。

关键词：国产化应用环境；管理信息化；适配方法路径

一、背景和意义

我国基础软件领域、集成电路领域、高端硬件领域与国际先进水平还有很大差距，亟需攻克难点推进应用，实现关键核心技术国产自主化应用。国内供给侧的生态环境和需求侧的市场空间支撑了推进国产化技术能力提升的可行性， 必须坚持并加快国产化替代步伐，重点突破国产自主化应用的多个难题。

管理信息化涵盖业务范围广，建设工作起步早，涉及用户数量多，在Wintel架构（Windows操作系统+Intel架构CPU）环境下得到了大规模稳定的应用。在国产化应用环境构建初期，亟需选取影响面广且易于开展尝试的管理信息化应用领域为切入点开展技术攻关，通过项目实践的试点验证，研究构建一套完整且普遍适用的国产化应用环境，逐步解决核心技术短板问题。尽管客观上我国技术发展水平仍落后于发达国家，且现阶段进行软硬件国产化并不等同于安全，但只有坚持国产化战略才有可能在未来逐步实现独立自主、安全可信。

二、国产化应用环境的内涵

国产化应用环境涉及从中央处理器CPU、操作系统、数据库、中间件、安全产品、服务器到计算机终端、打印机等产品。国产化替代升级是一个庞大的系统工程，形成稳定可复制可推广的环境是推进国产化替代的前提，环境构建过程中技术路线的选择是最为核心的一个环节，涉及到国产桌面计算机技术体系对Wintel体系的替代。国产桌面计算机技术架构是“1+4”：国产Linux操作系统+ 4种国产CPU（鲲鹏/飞腾/龙芯/申威），替代Wintel架构：Windows操作系统+Intel架构CPU。

我国处理器产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色。形成了以MIPS、ARM、ALPHA、X86等架构为代表的鲲鹏、龙芯、飞腾、申威、兆芯等多个国产处理系列，产品主频普遍为1.5～2.6GHz。本文为了能够支撑高效地开展后续国产化替代工作，避免少走弯路，将对多个处理器路线进行分析对比，收敛处理器技术路线，避免多种技术路线混合带来的兼容性和运行效率问题，从而降低国产化迁移难度，减少替代工作量。

三、国产化应用环境搭建的难点和原则

在关键核心技术受制于人现状下，拥有安全可靠的国产化应用环境是核心技术的重要体现，搭建国产化应用环境成为一种自主可控能力，涉及到自主可控条件下的网络基础设施、应用系统、信息资源、基础软件、安全保密等多个方面。中国工程院院士倪光南表示，在国产自主化推进过程中有5大难题，包括软硬件一体化深度适配和多重适配问题、缺乏安全可靠的运行环境体系、通用化和平台化工具存在空白、整机问题以及新建系统问题，这些难题亟待通过研究进行尝试和探索。

在处理器技术路线的选择，甚至国产化应用环境中的其他软硬件产品选择时有4点原则可以遵循：一是选用的产品自主性高，核心技术可控；二是选用的产品必须经过实际项目的检验，可稳定运行；三是产品生态相对比较完善，能够有效支撑系统运行；四是必须成组合、成体系地选用相关产品，确保运行效果。因此，对处理器等软硬件从自主化程度、应用情况、生态体系、性能指标等方面进行综合对比分析，选择综合能力较好的产品构建国产化应用环境。

四、国产化应用环境的适配方法路径

目前还没有任何正式的关于国产化应用环境适配方法路径的要求和指导意见，亟需在实践过程中总结提炼形成可参考的规范和指南。通过实践验证和总结，本文提出了安全可靠环境的适配方法和路径，把整个适配过程分为6个层级：符合级、单品级、集成级、联调级、组合级、谱系级。

符合级：首要前提是适配所选用基础软硬件产品为符合目录要求的产品，具备符合性基本要求才能入围进一步的适配。基础软硬件适配要从技术路线选择开始，先确定处理器选型，在（CPU+操作系统）组合基础上开始进一步适配。

单品级：在单品适配验证阶段，对每一类单品进行单独的适配和验证。所选的单个基础软硬件适配产品要在该技术路线（CPU+操作系统）上正常运行，不出现无法运行、访问中断、加载错误、功能丢失等现象。

集成级：集成验证分为服务器集成验证和终端集成验证两部分。主要工作内容是把已验证通过的单品在服务器和终端上做集成适配验证，使每个单品能够正常运行并能正常实现其功能。此过程可能会迭代进行多次。

联调级：联调联试分为基础软硬件环境联调联试和应用系統联调联试两个阶段。在基础软硬件联调联试阶段要确保基础软硬件之间能够互联互通，在应用系统联调联试阶段，目的是确保应用系统与基础软硬件的联通性。所选的单个基础软硬件适配产品在该技术路线上的正常运行，不能影响其他基础软硬件产品的正常运行和功能作用。多个基础软硬件在该技术路线上要能够兼容运行。

组合级：在单个基础软硬件适配产品在该技术路线（CPU+操作系统）上完成适配的基础上，多个相关基础软硬件适配产品形成产品组合，从单个产品适配到组合产品适配，形成多个产品组合的生态，通过适配促进产品组合的成熟完善，降低适配难度，提升适配效率。

谱系级：在组合级适配的基础上，进一步形成一整套相关基础软硬件适配体系，形成稳定可复制的基础软硬件适配环境谱系，进一步促进基础软硬件适配体系的成熟完善，进一步降低适配难度，提升适配效率。

按照国产化应用环境适配的6个层级，通过需求匹配、市场比对、产品抽样、环境验证等方法，进行了基础软硬件和外设产品的适配。包括：终端（主机）、交换机、存储备份设备、通用安全产品、数字证书认证系统、保密专用产品、外设、操作系统和基础软件、运维监控软件等。最终总结提出国产化软硬件产品适配谱系，为应用扩展提供可复制可推广的安全可靠国产化应用环境。

五、国产化应用环境下的管理信息系统迁移

平台国产化迁移主要涉及到平台服务端与国产化基础软硬件平台的适配、客户端与国产化操作系统和浏览器的适配、原平台业务数据的迁移。平台国产化迁移的重点工作包括以下几点：一是硬件平台国产化迁移。将原X86硬件环境迁移到国产化硬件环境，随之操作系统将采用国产化操作系统。国内芯片服务器的性能较国外芯片服务器有所下降，依据压力测试情况需要对应用进行负载均衡部署，需要对局部复杂应用进行优化；二是数据库迁移。原平台多采用Oracle、SQL Server、DB2、MySQL等数据库，国产化平台多采用达梦和神通等数据库。虽然Oracle、SQL Server、DB2、MySQL数据库，以及国产数据库都遵循SQL92标准，但是各自的语法、函数等都存在不少差异，所以必须要针对数据库进行迁移和校对，针对SQL语句、视图、触发器等进行调整和改造，甚至需要拆分复杂语句，同步改造业务代码逻辑；三是应用中间件适配。由于国产化平台不支持SUN JDK，JDK版本的變化导致应用中间件流程设计器和流程引擎发生重大修改，引发导致应用系统的业务流程处理随之调整。在原X86平台下预编译的jsp文件需重新编译，修改JAR包，完成应用中间件适配；四是客户端及浏览器适配。原平台的用户终端采用Window系统，浏览器采用IE系列，国产化平台终端采用国产桌面操作系统和国产主流浏览器。客户端环境的变化，对原平台各应用系统的样式表的定义和特效将带来较大的影响，系统中部分业务界面及功能按钮等出现变形，有些JS脚本不能正确执行，涉及范围广、页面多、测试和修改量很大。应用系统需要根据终端分辨率以及浏览器的最终效果进行样式适配调整，才能实现在国产化终端上的正常显示。上述平台国产化迁移的重点工作虽然看似比较繁杂，但是随着国产化基础软硬件的升级和迭代，以及国产化生态的建立和完善，国产化迁移改造的难度将进一步降低，效率将进一步提升。

信息技术国产化替代将成为我国网信领域的新常态。我们要把握国产化替代的历史机遇与使命，持续开展国内供给侧的生态环境和需求侧的市场空间研究，在管理信息化领域的应用能够基于国产化应用环境稳定运行，安全防护能力整体增强的基础上，结合5G、云计算、大数据等新技术的研发和应用，继续扩大国产化应用适配的深度和广度，为持续推进国产化替代进行技术路径尝试和经验积累。

（作者单位：中国航发北京航空材料研究院）