CN112596788A - 信息系统国产化支撑服务环境 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了信息系统国产化支撑服务环境，包括：基础资源层、基础环境层、基础平台层及应用层，工作模式如下：(1)系统软件通过软件信息表模块向支撑环境仓库主动获取、下载打包和自动检测相应的指令动作；(2)支撑环境仓库通过软件仓库管理模块与系统软件实现信息互通，完成升级、更新以及仓库维护；本发明通过自主可控基础支撑环境在信息系统建设中发挥着“基础底座”的作用，结合分布式、云计算、人工智能、自动化运维、高性能计算等先进技术，以实现信息系统“分层解耦、兼容统一、通用共享、安全高效、持续发展”为目标，开展系统基础环境、平台模块和服务插件的设计，研制通用化、标准化、集成化、服务化、模块化的基础支撑环境。
Description
技术领域
本发明涉及基础平台环境技术领域,更具体的说是涉及信息系统国产化支撑服务环境。
背景技术
信息系统主要由终端、服务器、交换机，以及业务系统等要素组成，在这些领域，尤其是基础软硬件方面，以美国为主的发达国家拥有巨大的“技术阀门”优势，在体系标准、重点软件、关键技术等方面领先于其他各国，牢牢占据信息技术的“制高点”。长期以来，我国绝大部分信息系统运行在国外设备之上，信息系统的安全性问题也日渐突出。
因此，如何提供一种统一、高效、稳定”的支撑服务环境是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种信息系统国产化支撑服务环境。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，主要包括：基础资源层、基础环境层、基础平台层及应用层；
所述基础资源层提供系统运行的硬件、固件、操作系统等各类基础资源，支持集成公共基础设施，兼容终端计算机、服务器、模块化组合设备等各类硬件环境，通过对基础资源的深度适配优化，充分发挥设备基础性能；
所述基础环境层：根据信息系统使用要求，国产化支撑环境需要实现信息系统快速开发和兼容运行，通过构建应用基础的运行环境和开发环境实现应用系统开发适配和部署运行的层次解耦，提升系统研制运行效率，保障应用系统稳定可靠；
所述基础平台层及应用层提供信息系统运行所需的平台支撑能力，包括云计算平台、大数据平台、并行计算平台和地理信息平台等。通过研制专用平台和专用环境提升信息系统的中间层支撑能力，对上层应用提供标准统一、通用集成、安全高效的平台层支撑；
所述基础平台层及应用层提供信息系统运行所需的平台支撑能力，包括云计算平台、大数据平台、并行计算平台和地理信息平台等。通过研制专用平台和专用环境提升信息系统的中间层支撑能力，对上层应用提供标准统一、通用集成、安全高效的平台层支撑。
优选的，在上述信息系统国产化支撑服务环境中，所述应用层主要面向现役、在研的办公、情报、决策支持、数据处理、综合保障等各类信息系统的研制和建设过程，提供业务应用所需的基础支撑环境，提升自主可控开发适配和兼容运行能力。
优选的，在上述信息系统国产化支撑服务环境中，所述云计算平台主要包括虚拟化支撑引擎和云平台资源管理调度软件。
优选的，在上述信息系统国产化支撑服务环境中，基础支撑环境的工作模式如下：
(1)系统软件通过软件信息表模块向支撑环境仓库主动获取、下载打包和自动检测相应的指令动作；
(2)支撑环境仓库通过软件仓库管理模块与系统软件实现信息互通，完成升级、更新以及仓库维护；
根据基础环境仓库中自动化配置步骤为：
(4)基础运行环境模块实现应用打包、根据不同类型，按需安装B/S或C/S运行时环境，同时按需下载基础运行库；
(5)基础开发环境模块：通过编译调优，基于集成适配环境，源码开发、统一开发库版本；
通用平台支撑模块：通过适配定型、功能定制和按需裁剪优化实现通用平台组件的使用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了信息系统国产化支撑服务环境，
1)提供统一架构、统一标准、统一规范、统一接口的运行环境和开发环境，解决国产平台适配周期长、效率低，中间件不完备、支撑能力弱等问题；
2)对信息系统急需的基础库和开发工具进行补齐、优化及版本接口统一，有效提升各类信息系统开发效率、降低集成联调难度和缩短建设周期；
3)研制最小化基础环境，针对信息系统业务软件中不同的应用场景，在支撑环境中选择性安装相应的软件包，这种安装方式既不额外增加应用响应延时，也便于应用的快速部署、升级维护和跨平台迁移；
4)信息系统自主可控研制过程中使用大量的无法预估风险的第三方插件和开源代码，缺乏绝对安全、绝对可靠的运行保障，通过构建基础支撑环境，检测并重构不可控插件或源码，通过代码安全性检测技术保障基础环境的可靠、稳定使用；
5)基于“分层、解耦”的设计思想，采用插件化方式研制基础支撑环境，通过整合国产化基础软硬件资源，统一信息系统应用接口和依赖库，为自主可控软硬件产品的承研单位提供明确的升级规范，持续进行基础支撑环境的适配优化，确保信息系统能够平滑升级、持续可用，技术体制保持稳定一致。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的自主可控基础支撑环境结构示意图。
图2附图为本发明的基础支撑库构建流程结构示意图。
图3附图为本发明的运行环境基本构建原理结构示意图。
图4附图为本发明的开发环境组成结构示意图。
图5附图为本发明的云计算平台结构示意图。
图6附图为本发明的支撑环境工作模式结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1-6，为本发明公开的信息系统国产化支撑服务环境
本发明，如图1所示，系统自下而上，包括基础资源层、基础环境层、基础平台层及应用层。
1)基础资源层：资源层提供系统运行的硬件、固件、操作系统等各类基础资源，支持集成公共基础设施，兼容终端计算机、服务器、模块化组合设备等各类硬件环境，通过对基础资源的深度适配优化，充分发挥国产设备基础性能。
2)基础环境层：根据信息系统使用要求，国产化支撑环境需要实现信息系统快速开发和兼容运行。通过构建应用基础运行环境和开发环境实现应用系统开发适配和部署运行的层次解耦，提升系统研制运行效率，保障应用系统稳定可靠。
3)基础平台层：基础平台层提供信息系统运行所需的平台支撑能力，包括云计算平台、大数据平台、并行计算平台和地理信息平台等。通过研制专用平台和专用环境提升信息系统的中间层支撑能力，对上层应用提供标准统一、通用集成、安全高效的平台层支撑。
4)应用层：应用层主要面向现役、在研的办公、情报、决策支持、数据处理、综合保障等各类信息系统的研制和建设过程，提供业务应用所需的基础支撑环境，提升自主可控开发适配和兼容运行能力。
基础支撑库主要由计算加速库、图形处理库、音网络传输库、消息通信库、数据存储库、分布式处理库、和智能算法库组成。基础支撑库提供信息系统软件开发、适配、集成过程所需的基础库集合。解决信息系统基础库缺失、版本不统一、应用性能薄弱、缺乏统一管理等问题。
基础支撑库在构建时，会根据国产平台特点进行定制优化，逐级进行基础库性能提升，通过构建统一、通用、完善的基础支撑库，全面支撑应用自主可控适配需求。基础支撑库构建流程如图2所示。
为了进一步优化上述技术方案，运行环境主要面向前端业务插件和后端服务，提供统一的应用运行环境，研制集成C/C++/JDK、Web、分布式集群等基础运行环境，从版本、功能、接口等方面实现了一致性，兼容国产飞腾、龙芯等基础平台，并通过逐级优化、内核调优、源码裁剪等技术手段提升了运行效率，满足应用高效、稳定的运行要求。
应用运行环境具备强大的应用运行支撑与集成应用能力，支持多平台、多应用的国产化运行，采用先进、科学的统一打包技术设计，将运行环境与应用进行统一打包封装，形成统一格式文件，有效改变了应用部署、运行模式，提升应用部署效率，其基本构建原理如图3所示。
为了进一步优化上述技术方案，开发环境是业务软件开发的必备条件，包括集成开发、编译构建、代码迁移、代码检测等模块。通过开发环境实现对软件的开发、调试、集成和测试，方便用户的操作使用，提供软件迁移改造功能，加快软件从非国产平台向国产平台迁移效率。
开发环境是以国产Linux编译工具或开源工具为基础，提供自主可控平台下的完整开发模式和开发环境，针对不同自主可控平台提供同一版本，同一接口规范的基础环境，实现多平台差异下的快速开发适配验证。开发环境结构组成如图4所示。
为了进一步优化上述技术方案，云计算平台是分布式、网络存储、虚拟化、热备份冗余等计算和网络技术发展融合的产物，云计算平台提供可配置、按需调度的计算、存储、网络资源共享池。随着国产基础软硬件的快速发展，目前能够支撑云计算技术的运用，实现国产基础软硬件的集中管控和集群构建，为各类应用提供可用、可靠、弹性的基础支撑。
云计算平台主要包括虚拟化支撑引擎和云平台资源管理调度软件。通过在国产平台上研制并适配虚拟化支撑引擎，将国产基础软硬件资源形成虚拟资源，通过资源管理调度软件实现虚拟资源的一体化管理调度，实现对应用服务的封装，完成应用快速部署和高效升级维护，云计算平台提供可配置、按需调度的计算、存储、网络资源共享池，对上提供服务主机或容器，云计算平台融合架构如图5所示。
为了进一步优化上述技术方案，大数据平台主要用于支撑信息系统海量数据处理需求，完成海量多源异构数据的存储、计算、分析、检索等功能，核心模块包括分布式存储软件、分布式计算软件、数据分析挖掘软件。
大数据平台以分布式文件存储和分布式计算为基础，将检索查询、图算、机器学习、数据挖掘、实时数据处理等大数据基础业务统一到一个基础平台下，并以一致的接口API 公开，配套业务应用存储、计算、数据库管理以及集群监控管理等模块，支持开发各类大数据处理、分析、多源数据提取和融合处理的相关应用，为多源数据管理、任务规划、决策支持等业务系统提供有效支撑。
为了进一步优化上述技术方案，并行计算平台需要结合国产并行计算技术和自主可控发展现状，重点分析研究基于OpenMP、MPI等传统并行计算和基于异构众核并行计算的技术架构、工作原理和实现途径，结合信息系统业务应用需求进行定制化产品开发，形成具有国产特色的并行计算能力，全面提升信息系统典型业务计算效率。
在平台设计时，重点解决分布式资源调度与并行计算调度框架之间的动态协商和分配过程，满足计算资源动态平衡和计算任务的热备。同时，在应用程序并行迁移改造过程中，通过代码分析扫描，快速分析出应用程序性能瓶颈，找出热点函数，仅需少量需要人工查验的并行修改，完成程序并行化改造，极大降低用户并行程序改造难度。
为了进一步优化上述技术方案，地理信息平台通过集成二维GIS、三维GIS功能，实现空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决空间信息复杂的规划和管理问题；
地理信息平台研制过程中，重点突破国产硬件图形加速、图形库优化、图像加载效率、二三维联动显示等技术难点，定制化图形显示驱动、应用插件和API接口，支持二维、三维、2.5维可视化显示，实现基于全球影像开发的空天地一体化信息展示平台。
为了进一步优化上述技术方案，自主可控基础支撑环境具备“强支撑、高性能”的对外兼容能力，通过与国产硬件、操作系统、数据库、中间件等成熟产品进行兼容适配，构建基础支撑层，将应用软件与基础软硬件分层解耦，增强了系统的兼容性，支持信息系统的开发、运行、维护、升级等全生命周期过程使用；
主要应用场景包括现役、在研的办公、情报、决策支持、数据处理、综合保障等典型信息系统的研制和建设过程；同时，可通过模块的扩展和配置支撑包括通信控制、指挥控制、态势展示、仿真推演等其他信息系统。
为了进一步优化上述技术方案，本系统实际部署时，与硬件、操作系统不存在紧耦合的关系，可分别部署在信息系统自主可控通用设备之上，具备按需选取、灵活、可扩展等特点；
基础运行环境根据应用软件类型，在服务器上部署应用所需的基础运行库和应用运行时环境，基础运行环境运行在操作系之上，在应用运行时，提供函数调用和功能实现，不占用额外资源；
基础开发环境区别于系统自带的Qt、Eclipse等开发环境，通过统一开发库版本、定制专业化开发调试工具、研制跨平台集成开发环境，形成一体化、定制化的开发环境。基础开发环境交由应用研制部门使用，解决了基础库选型困难、开发环境运行缓慢、调试环境缺失、应用重复编译等问题，同时避免基础软硬件升级时带来的一系列技术差异性；
云计算、大数据、并行计算组件支撑是经过适配优化后的成熟产品，既可以满足上层应用功能接口调用，又可以提供给用户直接使用，基础支撑环境工作模式图6所示。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.信息系统国产化支撑服务环境，其特征在于，主要包括：基础资源层、基础环境层、基础平台层及应用层；
所述基础资源层提供系统运行的硬件、固件、操作系统等各类基础资源，支持集成公共基础设施，兼容终端计算机、服务器、模块化组合设备等各类硬件环境，通过对基础资源的深度适配优化，充分发挥设备基础性能；
所述基础环境层：根据信息系统使用要求，国产化支撑环境需要实现信息系统快速开发和兼容运行，通过构建应用基础的运行环境和开发环境实现应用系统开发适配和部署运行的层次解耦，提升系统研制运行效率，保障应用系统稳定可靠；
所述基础平台层及应用层提供信息系统运行所需的平台支撑能力，包括云计算平台、大数据平台、并行计算平台和地理信息平台等。通过研制专用平台和专用环境提升信息系统的中间层支撑能力，对上层应用提供标准统一、通用集成、安全高效的平台层支撑。
2.根据权利要求1所述的信息系统国产化支撑服务环境，其特征在于，所述应用层主要面向现役、在研的办公、情报、决策支持、数据处理、综合保障等各类信息系统的研制和建设过程，提供业务应用所需的基础支撑环境，提升自主可控开发适配和兼容运行能力。
3.根据权利要求1所述的信息系统国产化支撑服务环境，其特征在于，所述云计算平台主要包括虚拟化支撑引擎和云平台资源管理调度软件。
4.根据权利要求1所述的信息系统国产化支撑服务环境，其特征在于，基础支撑环境的工作模式如下：
(1)系统软件通过软件信息表模块向支撑环境仓库主动获取、下载打包和自动检测相应的指令动作；
(2)支撑环境仓库通过软件仓库管理模块与系统软件实现信息互通，完成升级、更新以及仓库维护；
根据基础环境仓库中自动化配置步骤为：
(1)基础运行环境模块实现应用打包、根据不同类型，按需安装B/S或C/S运行时环境，同时按需下载基础运行库；
(2)基础开发环境模块：通过编译调优，基于集成适配环境，源码开发、统一开发库版本；
(3)通用平台支撑模块：通过适配定型、功能定制和按需裁剪优化实现通用平台组件的使用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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