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解決方案
SOLUTION
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國產操作系統先行場景應用兼容系統解決方案
來源:
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作者:芯國騰
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發布時間: 2021-04-23
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一、國產操作系統先行需求分析
隨著微軟宣布于2020年1月14日停止對Windows 7的支持，國內大量的windows7用戶將面臨著安全、替代等無法忽略的問題。據統計，國內windows7的用戶高達57%，Windows7的停服使得用戶必須面臨：繼續無安全保障的使用windows7、升級至windows10、采用國產替代三種選擇。而據IDC統計，目前國內市場存量X86架構的電腦數量高達2.6億臺。全部替代為國產電腦，無論從技術角度、費用角度、產能角度都存在一定的困難，而且這種困難在很長一段時間內不會消失。在國際形勢風云突變的當下，國產化操作系統先行，在原有的X86架構電腦上替代國產操作系統無疑是最佳的選擇。
自2014年“棱鏡門”事件開始，信息安全的議題被提升到了國家的高度。國內的IT行業開始了“國產自主可控”的起步。隨著2018年中美貿易戰的逐步升級，美國加大了對國內信息產業的封鎖，越來越多的信息技術企業被列入“實體清單”。為了破局，國家提出了“信息技術與應用創新”的口號（簡稱“信創”）。從芯片到操作系統，再到應用生態，越來越多的信息技術企業加入“信創”產業，推動了IT行業國產化的迅速發展。
在國產化迅速推進的當下，從芯片、內存、存儲、計算機、打印機等硬件，到操作系統、數據庫、文字處理、中間件的等軟件，已經初具規模。但是，黨政軍及國央企和事業單位中，大部分的業務系統和應用系統，還是基于原有的windows架構。
從windows生態向linux生態的切換，會需要大量的投入，包括資金成本，包括時間成本，也包括切換過程中的面臨巨大的風險成本。
切換到linux生態，面臨如下重大的風險，需要我們去分析和提出切實有效的解決方案。
1.1、硬件和驅動兼容問題
業務系統所使用到的硬件和驅動，很多時候并沒有有效的linux版本，或者支持的不好。而當前的硬件環境中，又沒有更好的對linux桌面形成支持。所以，操作系統的切換，必然對應用系統依賴的硬件和驅動形成挑戰。
而USB設備的種類，以及USB設備的協議兼容性都存在一些特例，這些特例的設備，對linux的支持，更是無法實現。
主流的硬件設備，有以下類型：
· 打印設備：打印設備包括通用的激光打印機、噴墨打印機、針式打印機、小票打印機等。設備品牌既包括主流的HP,CANON，也包括各類小眾品牌打印機。
· 存儲設備：各類U盤，移動硬盤，以及SD讀卡器之類。
· 流媒體設備：高拍儀、攝像頭等。
· 掃描類輸入設備：掃描儀、掃碼槍、二維碼掃碼器、磁卡讀卡器等。
· U-KEY類設備：各類U-KEY安全設備，以及加密狗等USB設備。
從眾多硬件和驅動來看，linux都面臨巨大的挑戰。如果應用對某個硬件具備較強的依賴性，那么如何從windows切實把應用切換為linux，更是一個挑戰。在時間緊任務重的情況下，平緩遷移到方案，將得到青睞。
1.2、應用系統的生態切換
不容忽視的是，有相當一部分政府和企事業單位中，其依賴的應用系統，大都在windows生態上開發的。如果其是C/S結構，那么C端的應用程序要改成linux的版本，面臨巨大的時間成本、資金成本和切換風險。
當然，最終所有的C端的應用，要么web化，要么必須在linux下進行開發。但是，對于當前來說，切換的時間成本是其中最難以估計的。一個應用系統的成熟，不僅僅是開發完成，而是需要經過相當時間的實際運營，并不斷優化的。這方面，對每個需要切換C端應用的管理者來說，都是一種決策上的挑戰。
由于windows及其上IE瀏覽器的壟斷地位，使得部分基于WEB的應用程序，依然使用ActiveX等特殊的IE控件。這些控件的使用，使得這些基于WEB應用程序和IE綁定了一起，從而也和windows綁定了一起。替換這類的應用程序，也需要消耗大量的時間成本、資金成本和風險成本。
如何通過一種可平滑，低風險的應用切換模式，成為管理者必須面對的決策難題。
據統計，每個單位的業務系統，平均有6個。而中國巨大的政府和事業單位，所面臨的應用是海量的。如何平穩的將應用從windows切換到linux平臺，是國產化面臨的最不可預測的部分。遠較通用軟件的評估要困難。
1.3、流行類軟件的替代困境
基于生態和歷史的原因，一些國外的應用軟件，已經形成的歷史壟斷地位，成為事實上的標準。在實際的工作中，對其依賴很大。
國產化會通過國內的軟件開發商去開發這些系統和應用軟件，但是基于時間的原因，還需要相當的時間進行軟件的能力提升和BUG的修正。這可能大大降低工作效率和工作質量。
比如流行的設計軟件photoshop，AI等，以及在設計類市場成為事實的標準。國內目前尚難替代。替代需要較長的時間。有幸的是，國內已經加班加點進行此類軟件空白的填充，但是達到國際先進水平，尚需時日。
如何通過技術手段，在基礎設施國產化之后，能夠讓這類應用和軟件平滑過度？
1.4、應用軟件新開發面對的挑戰
中國有1200萬得軟件從業人員，但是99%是基于windows下流行架構進行開發。如基于.NET，基于VS等。這些程序員從成熟的windows開發環境，切換到陌生的linux開發環境，對他們來說，需要進行重新的學習和適應。這個轉變需要時間。這個轉變因為其陌生性，也對軟件的開發效率帶來降低，并且軟件的安全質量需要消耗更多的時間去解決。
重新培養1200萬研發人員，是一個耗時的事情。因此，國內在一段時間內，將面臨linux開發人員人手不足的問題。在所有應用軟件無法迅速轉化到linux環境下的當下，如何通過技術手段，讓兩者能夠并存使用，給最終的完全國產化帶來時間。是一個需要重點考慮的挑戰。
有一些應用的原供應商，因為經營原因已經倒閉，或者因為經營原因目前無人手進行linux的研發，將大大延后應用系統國產化的時間表。
二、信創應用兼容系統解決方案簡介
2.1、應用兼容系統技術簡介
應用兼容系統是一款可直接運行在X86架構終端+國產操作系統上，用于解決用戶在國產操作系統（UOS、麒麟等）中無法使用Windows原有應用生態難題的軟件產品。
用戶通過該系統可在國產操作系統上自動安裝虛擬Windows系統，并可在異構系統下安裝原Windows操作系統下各類生態應用。系統支持同時運行國產操作系統以及 Windows，并可一鍵無縫切換操作系統桌面，無需重啟。用戶日常使用國產操作系統可便捷直接雙擊安裝原Windows操作系統下各類生態應用，待安裝完成，后續即可在國產操作系統中無感使用原Windows生態應用。
2.2、方案構成
2.2.1 X86電腦國產操作系統利舊
能夠利舊安裝UOS、麒麟國產操作系統的X86架構的電腦終端。
2.2.2 應用兼容系統服務端
在國產操作系統上虛擬出應用兼容服務端，通過OSCP協議，將虛擬化的應用推送至客戶端。
2.2.3 應用兼容系統客戶端
直接安裝在國產操作系統上，通過OSCP協議，接受服務端推送的虛擬化應用。
2.3、產品功能
v 無縫切換：一鍵無縫切換到Windows系統，滿足用戶從Windows到國產操作系統過度切換；
v 一鍵安裝：用戶在國產操作系統上直接雙擊運行.exe文件，系統可自動安裝應用軟件，并將應用快捷方式直接推送到國產操作系統桌面上；
v 便捷體驗：雙擊桌面快捷方式，即可像運行原生應用一樣，直接在國產操作系統上運行Windows 應用；
v 兼容性強：基本兼容市面所有Windows應用，且兼容絕大部分的USB外設，保證用戶原有應用及設備使用習慣。
v 高速運行：完整發揮硬件性能，保障國產操作系統流暢運行；
v 數據安全：用戶應用直接運行在本地終端上，所有數據均存儲在于本地硬盤中。國產操作系統及應用使用均安全可控。
2.5、產品特點
2.5.1 X86終端持續可利用
用戶國產替換進程中，硬件架構替代有待規劃，當前亟需信創操作系統環境先行。而現有的x86終端資產尚未淘汰，win7支持服務又已停止，且區域行業客戶的應用遷移缺乏預算和有效技術服務支撐。
X86信創一體化可以利用現有的x86終端設備，直接將軟件產品安裝在國產操作系統上，良好解決國產替代時在端上遇到的應用環境兼容問題。
2.5.2數據應用安全可控
用戶應用直接運行在本地終端上，所有數據均存儲在于本地硬盤中。滿足用戶使用信創操作系統需求，同時解決應用生態不兼容問題。操作系統、應用均在安全可控范圍中。
2.5.3 簡化應用交付與管理
所有Windows應用均可集中管理，無縫交付，避免再次安裝其他第三方管理工具帶來的管理維護難題。
2.5.4 性能強勁體驗佳
國產操作系統直接運行于本地硬件上，完整發揮其性能。自主研發的高效應用連接協議可以完全保障應用交付與使用流暢度。
三、信創應用兼容系統技術優勢
3.1、技術原理
在一款X86架構終端上安裝應用兼容系統，系統將在國產操作系統上增加虛擬化層，允許用戶在國產操作系統與虛擬Windows系統間共享硬件資源。用戶在國產操作系統上可直接雙擊部署原Windows上應用軟件，系統會通過Cross Agent將文件傳輸至虛擬Windows層，并自行安裝，待安裝完成，Cross Agent會自動將相關應用推送至國產操作系統中。后續用戶在國產操作系統中使用應用時，系統通過虛擬文件系統終端控制協議（OSCP）保障用戶快速訪問虛擬Windows層各類應用。
應用兼容系統將標準的Windows應用程序生成為可跨平臺安裝并運行虛擬應用，為用戶提供高效便捷的應用程序交付服務，其有效撥離了應用程序與操作系統之間的依賴耦合，使應用程序運行的交互界面可遠程于國產操作系統上，滿足客戶安全辦公需求與統一管理，并解決硬件和驅動兼容性問題，使傳統Windows應用生態向國產化Linux應用生態平穩過渡。
3.2、技術亮點
1、二進制代碼實時轉譯及內存尋址快速映射
Cross Agent采用的二進制代碼實時轉譯及內存尋址快速映射技術，滿足跨操作系統下，無縫安裝、窗口運行Windows應用，保證數據存取全程本地化體驗。
2、USB外設重定向技術
系統采用了基于USB設備指令流的重定向技術，滿足用戶在虛擬應用中無障礙使用U盤、打印機、掃描儀、攝像頭等外設。
3、高性能OSCP協議
高性能虛擬文件系統終端控制協議（簡稱：OSCP協議），僅傳輸鼠標、鍵盤及屏幕變化的矢量數據，滿足用戶無縫訪問虛擬應用與資源。
4、多重安全防護特性
隨著微軟宣布于2020年1月14日停止對Windows 7的支持，國內大量的windows7用戶將面臨著安全、替代等無法忽略的問題。據統計，國內windows7的用戶高達57%，Windows7的停服使得用戶必須面臨：繼續無安全保障的使用windows7、升級至windows10、采用國產替代三種選擇。而據IDC統計，目前國內市場存量X86架構的電腦數量高達2.6億臺。全部替代為國產電腦，無論從技術角度、費用角度、產能角度都存在一定的困難，而且這種困難在很長一段時間內不會消失。在國際形勢風云突變的當下，國產化操作系統先行，在原有的X86架構電腦上替代國產操作系統無疑是最佳的選擇。
自2014年“棱鏡門”事件開始，信息安全的議題被提升到了國家的高度。國內的IT行業開始了“國產自主可控”的起步。隨著2018年中美貿易戰的逐步升級，美國加大了對國內信息產業的封鎖，越來越多的信息技術企業被列入“實體清單”。為了破局，國家提出了“信息技術與應用創新”的口號（簡稱“信創”）。從芯片到操作系統，再到應用生態，越來越多的信息技術企業加入“信創”產業，推動了IT行業國產化的迅速發展。
在國產化迅速推進的當下，從芯片、內存、存儲、計算機、打印機等硬件，到操作系統、數據庫、文字處理、中間件的等軟件，已經初具規模。但是，黨政軍及國央企和事業單位中，大部分的業務系統和應用系統，還是基于原有的windows架構。
從windows生態向linux生態的切換，會需要大量的投入，包括資金成本，包括時間成本，也包括切換過程中的面臨巨大的風險成本。
切換到linux生態，面臨如下重大的風險，需要我們去分析和提出切實有效的解決方案。
1.1、硬件和驅動兼容問題
業務系統所使用到的硬件和驅動，很多時候并沒有有效的linux版本，或者支持的不好。而當前的硬件環境中，又沒有更好的對linux桌面形成支持。所以，操作系統的切換，必然對應用系統依賴的硬件和驅動形成挑戰。
而USB設備的種類，以及USB設備的協議兼容性都存在一些特例，這些特例的設備，對linux的支持，更是無法實現。
主流的硬件設備，有以下類型：
· 打印設備：打印設備包括通用的激光打印機、噴墨打印機、針式打印機、小票打印機等。設備品牌既包括主流的HP,CANON，也包括各類小眾品牌打印機。
· 存儲設備：各類U盤，移動硬盤，以及SD讀卡器之類。
· 流媒體設備：高拍儀、攝像頭等。
· 掃描類輸入設備：掃描儀、掃碼槍、二維碼掃碼器、磁卡讀卡器等。
· U-KEY類設備：各類U-KEY安全設備，以及加密狗等USB設備。
從眾多硬件和驅動來看，linux都面臨巨大的挑戰。如果應用對某個硬件具備較強的依賴性，那么如何從windows切實把應用切換為linux，更是一個挑戰。在時間緊任務重的情況下，平緩遷移到方案，將得到青睞。
1.2、應用系統的生態切換
不容忽視的是，有相當一部分政府和企事業單位中，其依賴的應用系統，大都在windows生態上開發的。如果其是C/S結構，那么C端的應用程序要改成linux的版本，面臨巨大的時間成本、資金成本和切換風險。
當然，最終所有的C端的應用，要么web化，要么必須在linux下進行開發。但是，對于當前來說，切換的時間成本是其中最難以估計的。一個應用系統的成熟，不僅僅是開發完成，而是需要經過相當時間的實際運營，并不斷優化的。這方面，對每個需要切換C端應用的管理者來說，都是一種決策上的挑戰。
由于windows及其上IE瀏覽器的壟斷地位，使得部分基于WEB的應用程序，依然使用ActiveX等特殊的IE控件。這些控件的使用，使得這些基于WEB應用程序和IE綁定了一起，從而也和windows綁定了一起。替換這類的應用程序，也需要消耗大量的時間成本、資金成本和風險成本。
如何通過一種可平滑，低風險的應用切換模式，成為管理者必須面對的決策難題。
據統計，每個單位的業務系統，平均有6個。而中國巨大的政府和事業單位，所面臨的應用是海量的。如何平穩的將應用從windows切換到linux平臺，是國產化面臨的最不可預測的部分。遠較通用軟件的評估要困難。
1.3、流行類軟件的替代困境
基于生態和歷史的原因，一些國外的應用軟件，已經形成的歷史壟斷地位，成為事實上的標準。在實際的工作中，對其依賴很大。
國產化會通過國內的軟件開發商去開發這些系統和應用軟件，但是基于時間的原因，還需要相當的時間進行軟件的能力提升和BUG的修正。這可能大大降低工作效率和工作質量。
比如流行的設計軟件photoshop，AI等，以及在設計類市場成為事實的標準。國內目前尚難替代。替代需要較長的時間。有幸的是，國內已經加班加點進行此類軟件空白的填充，但是達到國際先進水平，尚需時日。
如何通過技術手段，在基礎設施國產化之后，能夠讓這類應用和軟件平滑過度？
1.4、應用軟件新開發面對的挑戰
中國有1200萬得軟件從業人員，但是99%是基于windows下流行架構進行開發。如基于.NET，基于VS等。這些程序員從成熟的windows開發環境，切換到陌生的linux開發環境，對他們來說，需要進行重新的學習和適應。這個轉變需要時間。這個轉變因為其陌生性，也對軟件的開發效率帶來降低，并且軟件的安全質量需要消耗更多的時間去解決。
重新培養1200萬研發人員，是一個耗時的事情。因此，國內在一段時間內，將面臨linux開發人員人手不足的問題。在所有應用軟件無法迅速轉化到linux環境下的當下，如何通過技術手段，讓兩者能夠并存使用，給最終的完全國產化帶來時間。是一個需要重點考慮的挑戰。
有一些應用的原供應商，因為經營原因已經倒閉，或者因為經營原因目前無人手進行linux的研發，將大大延后應用系統國產化的時間表。
二、信創應用兼容系統解決方案簡介
2.1、應用兼容系統技術簡介
應用兼容系統是一款可直接運行在X86架構終端+國產操作系統上，用于解決用戶在國產操作系統（UOS、麒麟等）中無法使用Windows原有應用生態難題的軟件產品。
用戶通過該系統可在國產操作系統上自動安裝虛擬Windows系統，并可在異構系統下安裝原Windows操作系統下各類生態應用。系統支持同時運行國產操作系統以及 Windows，并可一鍵無縫切換操作系統桌面，無需重啟。用戶日常使用國產操作系統可便捷直接雙擊安裝原Windows操作系統下各類生態應用，待安裝完成，后續即可在國產操作系統中無感使用原Windows生態應用。
2.2、方案構成
2.2.1 X86電腦國產操作系統利舊
能夠利舊安裝UOS、麒麟國產操作系統的X86架構的電腦終端。
2.2.2 應用兼容系統服務端
在國產操作系統上虛擬出應用兼容服務端，通過OSCP協議，將虛擬化的應用推送至客戶端。
2.2.3 應用兼容系統客戶端
直接安裝在國產操作系統上，通過OSCP協議，接受服務端推送的虛擬化應用。
2.3、產品功能
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軟 件 功 能 項 目 |
功 能 說 明 |
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無縫體驗Windows應用生態 |
支持無縫使用Windows應用程序下載、安裝、窗口運行、數據存取全程本地化體驗，幫助用戶兼容使用時擺脫Windows環境習慣 |
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國產操作系統與Windows系統無縫切換 |
支持國產操作系統與Windows系統雙桌面形態呈現，兩個桌面一鍵切換，保留Windows操作習慣 |
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可視化數據監控 |
數據概覽，實時統計對虛擬桌面CPU、內存、硬盤、IO讀寫等關鍵資源； |
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應用管理 |
統一管控所有虛擬應用信息，支持手動刪除、編輯應用，支持應用分組 |
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系統日志審計 |
安全可靠，系統操作日志時間審計實時監控安全狀態 |
2.4、產品特性
v 無縫切換：一鍵無縫切換到Windows系統，滿足用戶從Windows到國產操作系統過度切換；
v 一鍵安裝：用戶在國產操作系統上直接雙擊運行.exe文件，系統可自動安裝應用軟件，并將應用快捷方式直接推送到國產操作系統桌面上；
v 便捷體驗：雙擊桌面快捷方式，即可像運行原生應用一樣，直接在國產操作系統上運行Windows 應用；
v 兼容性強：基本兼容市面所有Windows應用，且兼容絕大部分的USB外設，保證用戶原有應用及設備使用習慣。
v 高速運行：完整發揮硬件性能，保障國產操作系統流暢運行；
v 數據安全：用戶應用直接運行在本地終端上，所有數據均存儲在于本地硬盤中。國產操作系統及應用使用均安全可控。
2.5、產品特點
2.5.1 X86終端持續可利用
用戶國產替換進程中，硬件架構替代有待規劃，當前亟需信創操作系統環境先行。而現有的x86終端資產尚未淘汰，win7支持服務又已停止，且區域行業客戶的應用遷移缺乏預算和有效技術服務支撐。
X86信創一體化可以利用現有的x86終端設備，直接將軟件產品安裝在國產操作系統上，良好解決國產替代時在端上遇到的應用環境兼容問題。
2.5.2數據應用安全可控
用戶應用直接運行在本地終端上，所有數據均存儲在于本地硬盤中。滿足用戶使用信創操作系統需求，同時解決應用生態不兼容問題。操作系統、應用均在安全可控范圍中。
2.5.3 簡化應用交付與管理
所有Windows應用均可集中管理，無縫交付，避免再次安裝其他第三方管理工具帶來的管理維護難題。
2.5.4 性能強勁體驗佳
國產操作系統直接運行于本地硬件上，完整發揮其性能。自主研發的高效應用連接協議可以完全保障應用交付與使用流暢度。
三、信創應用兼容系統技術優勢
3.1、技術原理
在一款X86架構終端上安裝應用兼容系統，系統將在國產操作系統上增加虛擬化層，允許用戶在國產操作系統與虛擬Windows系統間共享硬件資源。用戶在國產操作系統上可直接雙擊部署原Windows上應用軟件，系統會通過Cross Agent將文件傳輸至虛擬Windows層，并自行安裝，待安裝完成，Cross Agent會自動將相關應用推送至國產操作系統中。后續用戶在國產操作系統中使用應用時，系統通過虛擬文件系統終端控制協議（OSCP）保障用戶快速訪問虛擬Windows層各類應用。
應用兼容系統將標準的Windows應用程序生成為可跨平臺安裝并運行虛擬應用，為用戶提供高效便捷的應用程序交付服務，其有效撥離了應用程序與操作系統之間的依賴耦合，使應用程序運行的交互界面可遠程于國產操作系統上，滿足客戶安全辦公需求與統一管理，并解決硬件和驅動兼容性問題，使傳統Windows應用生態向國產化Linux應用生態平穩過渡。
3.2、技術亮點
1、二進制代碼實時轉譯及內存尋址快速映射
Cross Agent采用的二進制代碼實時轉譯及內存尋址快速映射技術，滿足跨操作系統下，無縫安裝、窗口運行Windows應用，保證數據存取全程本地化體驗。
2、USB外設重定向技術
系統采用了基于USB設備指令流的重定向技術，滿足用戶在虛擬應用中無障礙使用U盤、打印機、掃描儀、攝像頭等外設。
3、高性能OSCP協議
高性能虛擬文件系統終端控制協議（簡稱：OSCP協議），僅傳輸鼠標、鍵盤及屏幕變化的矢量數據，滿足用戶無縫訪問虛擬應用與資源。
4、多重安全防護特性
采用數據加密保護、數據本地存儲、系統安全審計等多重安全防護措施，保障用戶資產安全。
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