基于自主可控技術(shù)的國產(chǎn)化替代綜述

胡志強(qiáng)

（北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所，北京100854）

1 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，中國網(wǎng)絡(luò)事業(yè)在取得舉世矚目成就的同時(shí)，也暴露出在網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域存在的不足：在黨政軍及關(guān)系國計(jì)民生的重要應(yīng)用領(lǐng)域信息系統(tǒng)超過80%依賴于國外的技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)[1]信息化核心能力不強(qiáng)、核心技術(shù)嚴(yán)重受制于人，與維護(hù)國家安全的矛盾日益凸顯，嚴(yán)重威脅著國家安全。自主可控[2]是信息安全的基礎(chǔ)和必要條件，沒有自主可控，信息安全的根基不牢。只有發(fā)展自主可控的技術(shù)，推進(jìn)國產(chǎn)化替代工程實(shí)施，才能扭轉(zhuǎn)信息技術(shù)長期受制于人的格局，從而解決國家信息安全的核心問題。

2 自主可控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 產(chǎn)品種類比較齊全，可以支撐自主可控信息系統(tǒng)的構(gòu)建

圍繞發(fā)展自主可控、安全可信的國產(chǎn)軟硬件，國內(nèi)一些企業(yè)進(jìn)行了積極探索。研制出國產(chǎn)處理器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等戰(zhàn)略性核心產(chǎn)品，基本滿足桌面/移動(dòng)終端、服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的應(yīng)用需求。

2.1.1 核心芯片

在國家科技重大專項(xiàng)和國家級集成電路產(chǎn)業(yè)投資資金的推動(dòng)之下，在核心芯片領(lǐng)域，形成了處理器、交換芯片、顯示芯片等國產(chǎn)芯片產(chǎn)品，部分產(chǎn)品性能接近近年國外主流產(chǎn)品水平。中國CPU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。

在國產(chǎn)處理器層面，形成了以MIPS、SPARC、ARM、ALPHA等架構(gòu)為代表的系列化處理器產(chǎn)品，產(chǎn)品主頻普遍為1.0GHz～1.5GHz。經(jīng)過系統(tǒng)性適配優(yōu)化，目前國產(chǎn)處理器性能已達(dá)到國外同類產(chǎn)品2012年左右水平[3]。在交換芯片及顯示芯片層面，出現(xiàn)了千兆/萬兆交換芯片、2D/3D顯示芯片，產(chǎn)品性能基本滿足國外同類產(chǎn)品的替換需求。雖然采用的指令集技術(shù)架構(gòu)不同，但無論哪種技術(shù)路線在芯片設(shè)計(jì)、流片和封測等技術(shù)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了自主可控，產(chǎn)品系列覆蓋低中高端應(yīng)用，完全滿足辦公、高清視頻播放、地理信息系統(tǒng)等應(yīng)用。

2.1.2 整機(jī)產(chǎn)品和專用產(chǎn)品

基于國產(chǎn)CPU的整機(jī)產(chǎn)品和專用產(chǎn)品已經(jīng)完全具備替代國外同類產(chǎn)品的能力，產(chǎn)品系列基本覆蓋計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)及信息安全需求。經(jīng)過幾輪迭代發(fā)展，在功能性能方面大大拉近了與國外同類產(chǎn)品的差距，相應(yīng)產(chǎn)品可以支撐部分領(lǐng)域自主可控信息系統(tǒng)的構(gòu)建，具備了開展系統(tǒng)性應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。

基于國產(chǎn)核心芯片的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已形成了較為完整的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品系列，基本具備替代國外網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能力。

2.1.3 基礎(chǔ)軟件

國產(chǎn)操作系統(tǒng)產(chǎn)品、技術(shù)多采用開源技術(shù)實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品系列覆蓋了服務(wù)器、桌面、移動(dòng)和嵌入式等領(lǐng)域。技術(shù)上與國際水平相當(dāng)，產(chǎn)品與國外同類操作系統(tǒng)相比技術(shù)相對成熟，并具有較高的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和安全可控性；在系統(tǒng)的功能、性能，以及對設(shè)備、應(yīng)用軟件的支持方面也能滿足用戶的使用要求，可支持多種國產(chǎn)化處理器架構(gòu)，基本滿足當(dāng)前國產(chǎn)化的應(yīng)用需求。

國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)涌現(xiàn)出多家有自主知識產(chǎn)權(quán)，可以進(jìn)行商業(yè)化部署的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，容災(zāi)工具均可較為健全地使用。國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫開展了與多款國產(chǎn)處理器、操作系統(tǒng)產(chǎn)品的深入適配與融合，并且在數(shù)據(jù)壓縮比、系統(tǒng)高可用等層面取得了技術(shù)突破，并在政府、電力、交通、電子政務(wù)等領(lǐng)域開展了示范驗(yàn)證，示范成果取得初步成效，為開展國產(chǎn)化的系統(tǒng)性應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

國產(chǎn)中間件在基于Java國際標(biāo)準(zhǔn)支持、產(chǎn)品成熟度等方面已具備替代國外產(chǎn)品的能力，達(dá)到實(shí)用化水平。國產(chǎn)中間件與國產(chǎn)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的兼容性適配工作取得較好成效，并可針對國內(nèi)重大行業(yè)應(yīng)用的需求，進(jìn)行深度定制化開發(fā)與優(yōu)化。伴隨著用戶安全意識的增強(qiáng)，加上國產(chǎn)中間件產(chǎn)品本身的可靠品質(zhì)，在當(dāng)前國內(nèi)中間件市場上，國產(chǎn)中間件廠商份額正在逐步擴(kuò)大，已大量應(yīng)用于金融、政府等行業(yè)領(lǐng)域。

國產(chǎn)基礎(chǔ)辦公套件基本發(fā)展成熟，已完成了與國產(chǎn)操作系統(tǒng)的適配，在產(chǎn)品的功能性能以及與微軟Office辦公軟件的兼容性上表現(xiàn)都相當(dāng)優(yōu)越，界面風(fēng)格、開發(fā)接口和對嵌入瀏覽器的支持滿足需求，完全具備替代國外軟件的條件。

2.1.4 應(yīng)用軟件

在應(yīng)用軟件領(lǐng)域，國內(nèi)的廠商借助發(fā)展機(jī)遇，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力，用自主創(chuàng)新意識打造產(chǎn)品，已初步形成能夠在國產(chǎn)化平臺運(yùn)行的辦公自動(dòng)化、企業(yè)管理、行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，并且擁有一些成熟的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用在市場上。目前，部分產(chǎn)品在自主可控計(jì)算機(jī)示范應(yīng)用工程中完成了遷移適配，可運(yùn)行于主流自主可控平臺，已經(jīng)在部分省市的政府部門中得到廣泛應(yīng)用。

2.2 產(chǎn)品功能性能可以支撐典型應(yīng)用需求

基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品經(jīng)過幾輪迭代發(fā)展，在功能性能方面大大拉近了與國外同類產(chǎn)品的差距。在處理器領(lǐng)域，部分產(chǎn)品的性能與國外同類產(chǎn)品差距縮小到5年內(nèi)。

在整機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，出現(xiàn)了面向復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域的高密度服務(wù)器、磁盤陣列、萬兆交換機(jī)等中高端產(chǎn)品；在基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域，部分產(chǎn)品已經(jīng)支持高可用、負(fù)載均衡等功能。上下游產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)了適配兼容。

總體來說，雖然目前自主可控基礎(chǔ)軟硬件領(lǐng)域產(chǎn)品與國外產(chǎn)品還存在有5-10年的技術(shù)差距，但完全具備在黨政機(jī)關(guān)、涉密領(lǐng)域進(jìn)行國產(chǎn)化替代的可行性。

圖1 整機(jī)綜合性能接近X86計(jì)算機(jī)2012年左右的平均水平

2.3 生態(tài)可以基本保證系統(tǒng)的實(shí)際使用

國內(nèi)已經(jīng)基本形成了自主可控的全國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈，從底層的CPU，到服務(wù)器、桌面電腦等整機(jī)產(chǎn)品，到操作系統(tǒng)，到數(shù)據(jù)庫、中間件、辦公Office等基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品，再到上層的軟件集成。產(chǎn)業(yè)鏈各層次業(yè)已布局完整，國產(chǎn)硬件產(chǎn)品用戶體驗(yàn)已達(dá)較高水平，軟硬件適配已經(jīng)完成，在黨政機(jī)關(guān)進(jìn)行自主可控軟硬件產(chǎn)品替代的“生態(tài)”已具備。

目前，以國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和區(qū)域支柱產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求為導(dǎo)向[2]，由具備復(fù)雜系統(tǒng)工程實(shí)施管理能力、掌握自主可控領(lǐng)域核心技術(shù)、積累了豐富自主可控示范應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、擁有專業(yè)隊(duì)伍的大型央企牽頭，邀請產(chǎn)業(yè)上下游骨干企業(yè)，已經(jīng)形成若干個(gè)自主可控計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，針對關(guān)鍵領(lǐng)域優(yōu)化實(shí)施方案，開展系統(tǒng)性應(yīng)用專項(xiàng)工程建設(shè)。

2.4 相關(guān)產(chǎn)品經(jīng)過了典型系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證

自主可控技術(shù)的發(fā)展對國家信息安全、自主可控信息化建設(shè)起到了核心支撐作用。在頂層推進(jìn)的大力引領(lǐng)下，自主可控產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)。當(dāng)前自主可控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要集中于黨政軍等特殊領(lǐng)域和行業(yè)，以政策導(dǎo)向性和強(qiáng)制性要求為牽引，但有跡象表明，已有用戶開始逐步自發(fā)自愿部署自主可控信息系統(tǒng)。

2014年，電子政務(wù)一期試點(diǎn)啟動(dòng)。截止到2016年11月底，第一批試點(diǎn)工作基本實(shí)現(xiàn)了自主可控產(chǎn)品的系統(tǒng)級替代，驗(yàn)證并完善了電子公文系列標(biāo)準(zhǔn)、初步形成了自主可控公共服務(wù)能力、制定完善了配套的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，供給側(cè)能力得到了較大提升、初步形成可推廣的典型應(yīng)用模式、形成了行之有效的自主可控應(yīng)用推進(jìn)模式。

3 技術(shù)路線

3.1 自主可控關(guān)鍵軟硬件

國產(chǎn)化替代基于當(dāng)前自主可控關(guān)鍵軟硬件的技術(shù)發(fā)展，借鑒自主可控應(yīng)用示范的成功經(jīng)驗(yàn)，從全局出發(fā)對自主可控信息系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品選型上，圍繞實(shí)際應(yīng)用需求，優(yōu)選穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的國產(chǎn)關(guān)鍵軟硬件產(chǎn)品。充分利用成熟的技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)信息設(shè)備的國產(chǎn)化替代，確保關(guān)鍵信息設(shè)備的自主可控，國產(chǎn)化替代后系統(tǒng)的“可用”，并可持續(xù)發(fā)展完善至“好用”。

目前，國內(nèi)市場上基于主流的自主可控技術(shù)架構(gòu)開發(fā)的整機(jī)產(chǎn)品，大體上性能相當(dāng)，經(jīng)過幾輪的迭代發(fā)展，兼容性也有所改善，已經(jīng)具備了信息系統(tǒng)基礎(chǔ)硬件平臺的替代能力。在實(shí)施國產(chǎn)化替代過程中，可根據(jù)實(shí)際需求作出選擇，但要求至少在同一項(xiàng)目中采用同一種技術(shù)架構(gòu)的產(chǎn)品，以簡化應(yīng)用系統(tǒng)的替代工作量并方便對自主可控信息系統(tǒng)的統(tǒng)一管控。

3.2 應(yīng)用軟件的適應(yīng)性改造

應(yīng)用軟件向國產(chǎn)化平臺的適應(yīng)性改造，應(yīng)采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）進(jìn)行信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。將應(yīng)用程序的功能單元通過服務(wù)的形式連接起來，接口采用中立的方式進(jìn)行定義，使得它能夠獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，賦予其跨平臺運(yùn)行的能力。保證不同系統(tǒng)中的服務(wù)以統(tǒng)一的方式進(jìn)行交互，為今后應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)同和分網(wǎng)承載打下基礎(chǔ)。

信息化系統(tǒng)具有定制化服務(wù)的特殊性，采用的數(shù)據(jù)庫、中間件也各不相同，需要開展有針對性的詳細(xì)設(shè)計(jì)，采用分步走、逐步替代的方式實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代工程的有序開展、穩(wěn)步推進(jìn)、平穩(wěn)過渡。

4 總體架構(gòu)

基于自主可控技術(shù)國產(chǎn)化替代信息系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

4.1 自主可控網(wǎng)絡(luò)設(shè)施層建設(shè)

為了保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，自主可控網(wǎng)絡(luò)設(shè)施層可以采用雙鏈路互備冗余設(shè)計(jì)，以提高自主可控網(wǎng)絡(luò)設(shè)施層的健壯性、穩(wěn)定性[4]。其中一臺設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)便會切換到另外一臺設(shè)備上繼續(xù)傳輸，而且還可以做設(shè)備性能的疊加增強(qiáng)。

根據(jù)系統(tǒng)需求和安全考慮劃分應(yīng)用服務(wù)區(qū)和安全管理區(qū)，并且在自主可控的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上設(shè)置嚴(yán)格的訪問控制策略，從而保障信息安全。

應(yīng)用服務(wù)區(qū)部署自主可控服務(wù)器和存儲系統(tǒng)，承載包括應(yīng)用系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全存儲。

安全管理區(qū)部署針對自主可控信息系統(tǒng)進(jìn)行安全管理的相關(guān)系統(tǒng)軟硬件，為自主可控信息系統(tǒng)提供安全防護(hù)和安全管理。

圖2 基于自主可控技術(shù)國產(chǎn)化替代信息系統(tǒng)總體框架

4.2 自主可控基礎(chǔ)軟硬件支撐層建設(shè)

4.2.1 自主可控服務(wù)器替代設(shè)計(jì)

在進(jìn)行服務(wù)器替代設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要改造的應(yīng)用系統(tǒng)處理業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，考慮不同的部署方案。

針對業(yè)務(wù)處理（應(yīng)用服務(wù)器），目前主要有負(fù)載均衡和雙機(jī)熱備（HA）兩種部署方案。

針對數(shù)據(jù)處理（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器），主要有讀寫分離、雙機(jī)熱備（HA）和數(shù)據(jù)庫一體機(jī)部署方案。

自主可控服務(wù)器部署模式選取原則如表1所示。

根據(jù)本單位實(shí)際情況，評估需要部署運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算資源需求、IO吞吐量、并發(fā)訪問量等因素，確定所需服務(wù)器數(shù)量和部署模式。

（1）用戶規(guī)模

用戶規(guī)模2000以下，應(yīng)用服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備部署模式；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備或者讀寫分離。

用戶規(guī)模2000以上，并發(fā)量大，如網(wǎng)站之類的應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：負(fù)載均衡部署模式；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：讀寫分離或者數(shù)據(jù)庫一體機(jī)。

（2）業(yè)務(wù)連續(xù)性

業(yè)務(wù)連續(xù)性強(qiáng)，處理核心關(guān)鍵業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，對應(yīng)用服務(wù)的穩(wěn)定性和可靠性要求較高。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：負(fù)載均衡部署模式；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備（HA）。

（3）IO吞吐量

大IO吞吐量系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：負(fù)載均衡部署模式；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：讀寫分離或者數(shù)據(jù)庫一體機(jī)。

吞吐量較小的應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備（HA）；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備（HA）。

（4）數(shù)據(jù)訪問量

輕量級訪問。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備（HA）；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：雙機(jī)熱備（HA）。

高并發(fā)訪問。應(yīng)用服務(wù)器部署建議：負(fù)載均衡部署；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署建議：讀寫分離或者數(shù)據(jù)庫一體機(jī)。

表1 服務(wù)器部署模式的選擇

4.2.2 自主可控存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自主可控存儲系統(tǒng)的架構(gòu)包括FC-SAN（即以光纖通道構(gòu)建存儲網(wǎng)絡(luò)）、IP-SAN（即以IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建存儲網(wǎng)絡(luò)）、NAS（即數(shù)據(jù)直接在客戶機(jī)和存儲設(shè)備間傳送）、本地存儲等，根據(jù)本單位的實(shí)際需要，選擇適合本單位情況的存儲部署方式。

4.2.3 自主可控計(jì)算機(jī)終端

自主可控計(jì)算機(jī)終端本工程項(xiàng)目終端適配主要涉及打印機(jī)、掃描儀等相關(guān)外設(shè)以及電子公文標(biāo)準(zhǔn)化套件辦公套件、基于自主可控操作系統(tǒng)瀏覽器插件的適配開發(fā)工作。外設(shè)應(yīng)采用符合安全可靠標(biāo)準(zhǔn)的打印機(jī)等相關(guān)外設(shè)，外設(shè)廠家應(yīng)和終端廠家完成終端與打印機(jī)的聯(lián)合適配工作；軟件方面，主要完成電子公文標(biāo)準(zhǔn)化套件等辦公套件、應(yīng)用插件、瀏覽器、工具軟件在自主可控終端的適配，由應(yīng)用系統(tǒng)廠家和操作系統(tǒng)廠家進(jìn)行聯(lián)合適配開發(fā)。終端在進(jìn)行軟硬件適配時(shí)，主要有幾種接口。

表2 存儲架構(gòu)的選擇

表3 層次結(jié)構(gòu)

（1）操作系統(tǒng)相關(guān)底層接口調(diào)用的改造

應(yīng)用系統(tǒng)中通常會存在著一些對底層操作系統(tǒng)接口的調(diào)用和依賴，當(dāng)遷移到國產(chǎn)環(huán)境后，這些對底層操作系統(tǒng)的依賴需要進(jìn)行改造，通過調(diào)用國產(chǎn)操作系統(tǒng)類似的接口或功能來實(shí)現(xiàn)。

（2）外部接口的適應(yīng)性改造

應(yīng)用系統(tǒng)中往往會存在一些外部接口的功能，遷移到國產(chǎn)環(huán)境時(shí)，這些外部接口也需要同步進(jìn)行改造，包括外部調(diào)用接口的改造、數(shù)據(jù)接收接口的改造、數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口的改造等。

外部接口的兼容性要求。在應(yīng)用向國產(chǎn)環(huán)境遷移時(shí)，必須保證外部接口的兼容性，從而避免應(yīng)用的遷移對其他應(yīng)用系統(tǒng)所帶來的影響。需要兼容的外部接口主要包括外部數(shù)據(jù)交換接口和外部應(yīng)用集成接口，其中外部數(shù)據(jù)交換接口包括外部數(shù)據(jù)的交換與同步、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出接口等；外部應(yīng)用集成接口，包括辦公系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成接口，包括應(yīng)用門戶的集成、辦公系統(tǒng)對其他系統(tǒng)的接口及服務(wù)訪問和調(diào)用及辦公系統(tǒng)對外提供的訪問接口及服務(wù)等。

（3）Web服務(wù)接口

Web服務(wù)提供了一個(gè)在不同的應(yīng)用和平臺之間的交互操作標(biāo)準(zhǔn)，交互操作通過一系列基于XML的開放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，包括WSDL、SOAP和UDDI等。這些標(biāo)準(zhǔn)提供了一系列通用方法來定義、發(fā)布和使用Web服務(wù)。Web服務(wù)的典型標(biāo)準(zhǔn)層次結(jié)構(gòu)如表3所示。

（4）應(yīng)用開發(fā)接口

標(biāo)準(zhǔn)的API和二次開發(fā)接口，來自于采用的軟件產(chǎn)品的服務(wù)功能，即選用的辦公套件軟件產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中包含了這些開發(fā)接口，方便集成開發(fā)時(shí)，將OFD版式或簽章系統(tǒng)功能進(jìn)行集成部署和功能開發(fā)的工作。

（5）終端插件的適配

電子印章、身份認(rèn)證、打印刻錄、音視頻播放等插件需要針對自主可控涉密專用計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行同步的國產(chǎn)化適應(yīng)性改造。若原有插件無法進(jìn)行適應(yīng)性的改造，建議尋找功能相同的插件進(jìn)行替換。

4.2.4 自主可控基礎(chǔ)軟件

所有基礎(chǔ)軟件必須經(jīng)過與操作系統(tǒng)的單獨(dú)適配優(yōu)化，然后再根據(jù)基礎(chǔ)軟件之間的相關(guān)性進(jìn)行組合及優(yōu)化，完成組合優(yōu)化后再與應(yīng)用系統(tǒng)做集成。

4.3 自主可控應(yīng)用系統(tǒng)層建設(shè)

以應(yīng)用為牽引、以自主可控軟硬件為基礎(chǔ)，對完成適應(yīng)性改造的應(yīng)用系統(tǒng)開展功能、性能、接口、兼容性、穩(wěn)定性、可靠性等方面的測試驗(yàn)證工作，保證系統(tǒng)整體運(yùn)行效果滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

4.3.1 應(yīng)用系統(tǒng)遷移適配

為應(yīng)用系統(tǒng)配備與其適配良好的數(shù)據(jù)庫、中間件、瀏覽器、電子公文標(biāo)準(zhǔn)化套件、外設(shè)等，通過數(shù)據(jù)庫遷移工具、中間件工具、開發(fā)平臺等，快速完成遷移適配需要。同時(shí)做好適配優(yōu)化過程中的技術(shù)知識儲備，形成應(yīng)用系統(tǒng)適應(yīng)性改造和遷移知識庫。

4.3.2 應(yīng)用系統(tǒng)測試驗(yàn)證

（1）測試驗(yàn)證步驟

測試驗(yàn)證的基本思路是在系統(tǒng)國產(chǎn)化測試驗(yàn)證前，對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行性能指標(biāo)提取。在系統(tǒng)國產(chǎn)化遷移后，按照應(yīng)用系統(tǒng)可用性初步指標(biāo)，先對遷移后國產(chǎn)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在模擬環(huán)境下進(jìn)行初測，確保系統(tǒng)遷移后測試的完整性，整體的測試驗(yàn)證工作分為四個(gè)階段。

第一階段是應(yīng)用系統(tǒng)全覆蓋測試——針對國產(chǎn)化替代遷移完成的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行全覆蓋測試，重點(diǎn)針對功能、接口、兼容性測試，確保應(yīng)用系統(tǒng)在國產(chǎn)化平臺在盡量不改變原有使用習(xí)慣情況下滿足應(yīng)用需求。

第二階段是單一應(yīng)用系統(tǒng)驗(yàn)證測試——對功能、性能、兼容性、穩(wěn)定性、健壯性等進(jìn)行驗(yàn)證測試工作，主要采用日常工作業(yè)務(wù)流程覆蓋核心功能點(diǎn)進(jìn)行腳本錄制，重點(diǎn)針對性能、穩(wěn)定性測試、健壯性進(jìn)行測試驗(yàn)證工作。

第三階段是多系統(tǒng)集成聯(lián)調(diào)測試——遷移完成所有應(yīng)用系統(tǒng)通過單一應(yīng)用系統(tǒng)驗(yàn)證測試后，開展多系統(tǒng)集成聯(lián)調(diào)測試，重點(diǎn)針對各應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互、性能、穩(wěn)定性、健壯性等進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試工作。

第四階段是進(jìn)行大規(guī)模用戶測試——采取模擬實(shí)際工作狀態(tài)中的用戶進(jìn)行實(shí)際操作測試，確保應(yīng)用系統(tǒng)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

在完全通過上述四個(gè)階段的測試驗(yàn)證后再在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中部署開展試運(yùn)行。

（2）測試驗(yàn)證內(nèi)容

應(yīng)用系統(tǒng)的替代測試主要包括應(yīng)用系統(tǒng)功能、接口、兼容性、性能、穩(wěn)定性、可靠性等指標(biāo)的測試。在各階段實(shí)施測試的主要內(nèi)容包括幾個(gè)方面。

功能測試。通過設(shè)計(jì)各應(yīng)用系統(tǒng)的測試場景，驗(yàn)證該系統(tǒng)主要應(yīng)用業(yè)務(wù)流，以此覆蓋系統(tǒng)所有功能點(diǎn)，驗(yàn)證系統(tǒng)功能可用性。

接口測試。接口測試包括內(nèi)部接口和外部接口，應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部和各應(yīng)用系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)接口的測試，根據(jù)系統(tǒng)間的接口交互說明，測試系統(tǒng)間數(shù)據(jù)接口的正確性。

兼容性測試。國產(chǎn)化終端平臺和非國產(chǎn)化終端平臺的兼容性，包括瀏覽器、電子公文標(biāo)準(zhǔn)化套件和基礎(chǔ)辦公軟件的兼容性測試。

性能測試。從用戶的應(yīng)用體驗(yàn)角度出發(fā)，性能測試包括單用戶功能操作響應(yīng)時(shí)間和并發(fā)用戶功能操作響應(yīng)時(shí)間。通過測試工具錄制模擬并發(fā)測試腳本，測試應(yīng)用系統(tǒng)在一定負(fù)載情況下，通過測試工具手段進(jìn)行提取應(yīng)用系統(tǒng)各功能操作響應(yīng)時(shí)間是否滿足測試指標(biāo)要求。性能測試通過模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來對系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試。

穩(wěn)定性測試。驗(yàn)證應(yīng)用系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，通過測試工具錄制模擬并發(fā)測試腳本，在一定負(fù)載下運(yùn)行7×24小時(shí)穩(wěn)定性測試，同時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)日程業(yè)務(wù)能夠正常使用，并監(jiān)測系統(tǒng)資源占用情況，為系統(tǒng)上線穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。

可靠性測試。驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)對各種異常故障的自動(dòng)切換和恢復(fù)能力。在一定負(fù)載下，模擬國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備資源故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換不影響業(yè)務(wù)日常使用。當(dāng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備故障恢復(fù)時(shí)，能夠自動(dòng)恢復(fù)不影響業(yè)務(wù)日常使用。

5 結(jié)束語

自主可控技術(shù)的發(fā)展對國家信息安全建設(shè)起到了核心支撐作用[5]。本文結(jié)合自主可控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀提出了基于自主可控技術(shù)的國產(chǎn)化替代總體框架。下一步的工作重點(diǎn)將充分借鑒自主可控計(jì)算機(jī)示范項(xiàng)目工作成果，不斷豐富完善理論框架，最終形成更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系，填補(bǔ)基于自主可控技術(shù)的國產(chǎn)化替代理論研究的空白，為基于自主可控技術(shù)的國產(chǎn)化替代的工程實(shí)施提供指引，少走彎路，為實(shí)現(xiàn)黨政機(jī)關(guān)重要信息系統(tǒng)基于自主可控技術(shù)的國產(chǎn)化替代奠定理論基礎(chǔ)。