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應用虛擬化助力信創

      在數字經濟時代,我國各行業數字化轉型如火如荼,由通用領域到細分領域,從局面突破到全面開展,各行業數字化的價值逐漸明顯。數字化轉型離不開信息技術的加持,而信創作為數字“新基建”的重要組成部分,也成為推動我國經濟數字化轉型的關鍵力量,信創也將進入全面推廣階段。

      操作系統作為數字世界底座,在整個IT產業中起著承上啟下的重要作用,承接上層軟件生態和底層硬件資源,重要性不言而喻。國產操作系統在Linux內核系統上發展起來,Linux雖然有自己強大的技術生態,在適配國產芯片指令集的應用生態建設還是遇到了很大的挑戰,在專業領域、行業用戶的專業特色應用等場景,與Windows多年建設的應用生態之間還有著巨大的差距。



虛擬化技術分項


市場在信創應用過程中出現多種解決方案,都在以各種方式推動信創終端的落地真用,市場上存在方案有如下幾種:
       1、方案一:Windows雙系統方案
Windows雙系統技術是一種虛擬計算機技術,將計算機、存儲和網絡硬件間建立一個抽象的虛擬化層,使所有的硬件被統一到一個虛擬化層中。在這個平臺的頂部創建的虛擬機有同樣的硬件結構。同時用戶都可以在虛擬機上運行程式、存儲數據等功能。通過使用虛擬化層,提供硬件級的虛擬,為運行的虛擬機提供整套虛擬化的兼容硬件。虛擬機擁有主板芯片、CPU、SCSI和磁盤設備、各種接口、顯示和其他輸入輸出等全部設備。
Windows雙系統方案是在國產桌面操作系統上按需安裝一個或多個虛擬機,并在虛機系統下安裝原Windows操作系統下各類生態應用, 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。系統支持在國產桌面操作系統下同時運行多個虛擬機,并可一鍵無縫切換宿主機桌面與虛擬機桌面。
優點:
1)通過虛擬化技術,同時運行國產桌面系統和Windows系統,保留原有的使用環境。
缺點:
1)芯片架構選擇有局限性,僅支持X86芯片國產終端。
2)國產終端同時運行國產桌面系統和Windows系統,對硬件資源要求較大。
3) 同時運行2套系統,影響國產桌面系統真實使用率,不利于信創終端的推廣應用。
     2、方案二:Windows應用虛擬化
Windows應用虛擬化技術實現了應用程序和底層操作系統的邏輯分離,從而將應用作為一種服務交付給用戶。應用虛擬化分離應用程序的計算邏輯和顯示邏輯,即界面抽象化,當用戶訪問虛擬化后的應用時,用戶端計算機只需把用戶端人機交互數據傳輸給服務端,由服務器為用戶開設獨立的會話來運行應用程序的計算邏輯,并把處理后的顯示邏輯傳送到用戶端,使得用戶獲得本地運行應用程序一樣的體驗感受。通過應用虛擬化技術,把應用程序變為虛擬化后,可以通過網絡使用的服務,用戶端計算機不用安裝軟件,用戶和其應用程序環境也不進行關聯,這樣可以將應用程序兼容性測試成本降到最低,降低系統管理人員對應用的工作量。
應用虛擬化的優點:
1) 異構融合,降低應用軟件與操作系統的耦合度,保障國產化環境下仍可沿用Windows業務應用,實現平滑過渡。
2)平臺輕量級,僅給用戶推送目前在國產桌面終端上還未適配的應用軟件,根據部門的業務應用要求,精準推送對應的應用軟件。
缺點:
1) 針對有ukey的業務場景,無法做到針對用戶和ukey的綁定隔離。
2) 掃描儀場景下不支持TWAN協議的壓縮,USB重定向對帶寬要求較大。
      3、方案三:桌面虛擬化
桌面虛擬化是虛擬化技術的一種,基于后端服務器的計算加上瘦客戶端的應用模式改變傳統PC的分布式計算方式,將桌面和客戶端操作系統與原來的物理硬件進行隔離。依賴于服務器虛擬化,在數據中心的服務器上進行服務器虛擬化,生成大量的獨立的桌面操作系統(虛擬機或者虛擬桌面),同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備,實現在國產操作系統上推送Windows的操作系統。國產操作系統和Windows雙軌運行。
優點:
1)通過虛擬桌面協議保留客戶原來的使用環境,未改造的業務切換到Windows系統上進行操作。
缺點:
1)初始的建設成本較高,需要對基礎架構進行改造,同時對網絡條件和服務器等硬件設施要求較高。
2)國產桌面系統和Windows并行使用,影響國產桌面系統真實使用率,不利于信創桌面終端的使用習慣養成。
       4、方案四:應用兼容器
應用兼容器技術是一套跨平臺在Linux系統上運行Windows應用的兼容環境,使用二進制翻譯工具+Wine(提供Windows API支持)的方式支撐Windows應用在國產桌面環境下運行。采用Windows底層函數庫應用轉換成linux函數的兼容工具。能將Windows API 調用翻譯成為動態的 POSIX 調用,可以在國產終端桌面上直接使用經“應用兼容器”改造的 Windows 應用。
優點:
1)在國產操作系統可跨平臺使用Windows 應用程序。
缺點:
1)軟件生態有限,主要由操作系統系統廠商投入適配優化的工作,靈活度較低;
2)芯片架構選擇有局限性,僅支持X86芯片國產終端。
5、方案五:移動應用
移動應用是一套跨平臺的高性能移動應用兼容環境,通過共用內核,直接使用硬件實現安卓和國產桌面操作系統的融合。形成了一套先進完整的移動應用生態遷移解決方案。
優點:
1)海量安卓應用原生適配支持;
2)應用切換融合,使用流暢;
缺點:
1)芯片架構選擇有局限性,僅支持ARM芯片國產終端;
2)軟件生態有限,僅支持原安卓生態的軟件;
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