支持众创开发的私有云平台研究

雷 阳，周 军，陆 平，韩 鹏(.军事科学院网络信息研究所，北京 0009；.中软信息系统工程有限公司，北京 009）

0 引言

近年来，我国电子政务发展迅猛，服务型政府的改革目标确立后，对以服务为宗旨的电子政务的发展提供了更大的空间。党政机关部门的办公及业务信息系统成为电子政务建设的重点方向，机关部门一级的办公及业务信息系统一般具有三个方面的特点：一是私有性。机关部门的业务信息系统一般部署在机关内网，除窗口服务业务之外，一般不和外网互联；系统用户主要是本部门人员；系统功能主要局限于本部门的业务职能以及一些通用办公业务等。二是发展性。党政机构职能的转变，以及机关各部门业务职能的重组等，对机关部门业务信息系统的演化和发展形成牵引作用；信息技术的不断发展，对机关部门业务信息系统的迭代和升级起到推动作用。三是集成性。机关部门级的办公及业务信息系统作为一个综合性的业务支撑和信息服务系统，具有高度集成性的特点。例如，它通常会集成多种技术体系，支持 C/S、B/S、云/端等应用形态；它会集成各种业务功能，如办公、业务、日常事务、窗口服务等功能；集成多个开发商的各类产品、中间件、应用或者系统等。

这类信息系统在架构上通常采用“支撑平台+应用/服务”的分层结构。支撑平台的主要作用：一是为应用/服务提供运行时环境(容器），运行时环境从早期的操作系统，发展到应用服务器，再发展到云环境(包括当前的轻量级云环境例如 Docker等）；二是提供为应用/服务的集成提供共性的支撑，例如应用之间的数据交换，应用之间的用户统一管理，应用的界面展现和应用部署等需要共同遵循的标准和服务。作为支撑平台，它对应用/服务的技术形态进行了一定的约束，例如应用的编程语言、打包形态、部署模式、展现方式等。支撑平台并不是一成不变的，它随着信息技术的不断发展以及应用需求的不断发展而发展。支撑平台从早期的应用服务器到现在的云平台，从对C/S应用的集成到对B/S和App的集成支持都体现了发展的特征。当前，支撑平台朝着软硬一体化快速交付、持续升级集成、众创众筹开发、智能运维保障、数据支持等方向演化。

中软信息系统工程有限公司(以下简称中软系统）基于多年信息系统集成的经验积累推出了“国产办公及事务处理应用支撑平台”[1]，本文对该平台的架构、组成、生态特点、应用等进行研究，并对国内相关领域的成功实践[2-5]和研究成果[6-9]进行调研，提出了一个基于国产基础软硬件生态的、面向党政机关各部门办公及业务应用的、众创众筹的私有云平台的通用模型，期望能够对相关领域产业和技术的发展起到抛砖引玉的作用。

1 平台的架构设计

1.1 平台简介

国产办公及事务处理应用支撑平台，是基于容器技术研发的轻量级云平台。平台主要面向党政职能领域，以主管机关、业务部门的应用需求为导向，提供一套专业、简单、灵活、稳定、安全、易用的安全可靠私有云解决方案。

平台设计理念是屏蔽复杂性，一是屏蔽底层硬件复杂度，为用户提供清晰、简单的配置和监控服务，用户只需要关心业务容量即可；二是屏蔽软件复杂度，构建应用基座，为用户提供完备的应用即插即用服务，用户只需要关注应用即可；三是为应用互联提供桥梁，为应用提供统一的鉴权、消息、数据服务等；四是构建开放式众创众筹的应用商店，平台提供应用规范及接口标准，应用开发商只需关注业务应用；五是屏蔽客户端软硬件兼容的问题，为用户提供统一的办公桌面，用户操作简单平易。

1.2 平台架构

平台解决方案主要分为两部分，一部分是部署在客户侧的私有云平台；一部分是为平台做支撑的众创众筹应用生态(总体架构如图1所示）。

1.3 私有云平台

私有云平台是轻量级的应用支撑服务框架，平台实现了基于容器云的虚拟化运行环境、基于微服务的服务治理架构、基于服务中心的平台基础服务、基于应用商店的应用管理服务以及基于DevOps理念的持续集成服务[10]等。

1.3.1 容器云虚拟化运行环境

平台在硬件及操作系统的基础上，采用Docker技术构建了资源虚拟化容器云[11-12]。容器云主要负责各应用的底层运行环境，可以对硬件资源实行动态量贩式精确管理(如可以根据应用的运行负载情况实施自动扩容或自动缩容等）。容器云主要包括Docker容器和容器云管理平台两部分。

Docker容器：应用的底层运行环境，可以运行某个应用的镜像，可以精确控制应用运行时使用的系统资源(如 CPU、内存等）。

容器云管理平台：为用户提供了强大的管理工具，可以管理应用、配置应用服务运行环境、监控服务健康状态、自动扩容、自动缩容等。用户已有系统或设备，也可以通过非托管方式继续在原来的环境中运行。

1.3.2 服务治理框架

图1 平台总体架构图

服务治理主要解决系统的高可用、易管理、易维护问题。平台采用以云化为核心的云微服务治理框架，核心理念是服务微自治，利用云调度的弹性和敏捷，逐渐消除人工治理。平台的微服务框架主要负责服务的注册、发现、配置、负载均衡、单点故障迁移、服务监控管理等。

1.3.3 基础服务

平台基础服务为应用提供统一的公共服务以及为客户端应用桌面提供支撑服务。主要包括以下三部分：

应用公共服务：为应用提供统一的公共基础服务，如组织机构服务、消息服务、单点登录服务、SSL服务、文件服务等。随着业务的发展公共服务可以继续丰富扩展，比如大数据处理服务、人工智能服务等。

桌面基础服务：为客户端应用桌面及桌面服务管理系统提供服务，功能主要包括用户管理、认证管理、桌面用户相关数据管理、在线升级等。

应用商店分中心：集成在客户侧，提供应用商店的管理服务、接口服务及应用仓库等。

1.3.4 应用管理服务

应用管理服务提供针对应用的一站式服务，包括应用导入、上架、部署、开启、暂停、下架、删除等操作，还可以根据不同权限对应用进行管理分发。

1.3.5 持续集成服务

持续集成服务是基于DevOps理念的持续集成框架，帮助开发者自动完成从代码提交到应用部署的完整流程。

1.4 众创众筹应用生态

平台为了集聚众智，建立了众创众筹的应用生态，目的是让平台开发者专注于平台的建设、制定应用标准，而应用交给开发商提供。应用生态主要包括：众筹研发环境（社区）、众筹应用验证中心和应用商店总中心三部分(众创众筹应用生态组成如图 2所示）。

1.4.1 众筹研发环境(社区)

众筹研发环境定义了平台的应用软件打包规范CPK，要开发众筹应用，必须要满足应用商店的接口规范及打包规范。开发者首先需要搭建开发环境，开发、适配应用商店接口规范定义的接口，打包出符合应用商店打包规范的CPK软件包；其次开发者将软件包提交众筹应用验证中心验证合格性；然后在验证审核通过后把软件包发布到众筹应用商店总服务中心；应用商店分中心通过授权后可以从总中心拉取需要的应用。

1.4.2 众筹应用验证中心

验证中心对开发者提交的测试包进行审核验证，包括格式验证、接口验证、功能验证、性能验证、安全性验证和数字签名等。

1.4.3 应用商店

应用商店包括应用商店总中心和应用商店分中心。

（3）急性坏疽穿孔性阑尾炎：本组7例，表现为：阑尾肿大明显，性状不规则、位置较固定、轮廓模糊，边界不清；阑尾壁可见连续性中断回声，壁增厚，各层次不清；阑尾腔扩张无回声或呈低回声。超声可见阑尾区混合性包块，且存在实性低回声，强弱不等、回声杂乱，如可见强回声光斑于阑尾腔内，有结石，后方有声影，有明显腹腔肠间积液，且肠蠕动减弱。

图2 众创众筹应用生态组成结构图

应用商店总中心是应用开发商的应用仓库，负责安全下发应用到各应用商店分中心。

应用商店分中心部署在客户私有云中，为办公桌面提供应用服务及应用管理支撑。

总中心和分中心包括了平台的一系列授权认证和安全管控机制，保证应用软件从导入到应用管理的安全和完整，以及面向不同级别用户的应用统一部署和分级管理等。

2 平台的应用效益及创新

众创众筹私有云平台主要面向党政和国企机关部门的办公及业务应用，典型主要有机关办公、部门业务处理、应用定制和应用可继续扩展等。

众创众筹私有云平台的1.0版本已在全国产化基础软硬件生态环境成功实现了部署和交付应用，运行结果证明，该平台简化现有应用系统的集成、降低了系统运维与保障强度、提升了用户的使用体验等。

平台的创新主要体现在以下方面：一是在系统开发模式方面，支持众筹众创开发模式，汇聚众创成果，实现了用户“开箱即用”，提升交付速度；二是在国产基础软硬件生态建设方面，该平台能够屏蔽在自主与商用环境的差异，支持自主基础设施和遗留设施，兼容托管应用和非托管应用，支持其他平台的应用App在国产基础软硬件生态体系上的部署，推进了基础软硬件生态建设。

3 结论

信息技术的进一步发展与融合以及应用需求始终是支撑平台发展的牵引，对物联网、移动边缘计算、大数据、人工智能等新兴技术的支持，以及对用户创新交互模式、新的业务服务模式、计算机产业众筹众创模式的支持是平台发展的新趋势。

基于国产基础软硬件生态的支撑平台下一步的升级及发展思路如下：一是在服务化方面，增强对数据库、应用中间件等服务的云化支持，构建应用API Store能力，集成地理信息等应用服务；二是在国产化方面，紧跟基础软硬件生态的成熟度，突破数据分区优化等技术，支持多活数据中心应用模式，全面扩展国产基础软硬件的应用范围；三是在新技术和业务方面，支持人工智能、移动边缘计算等新应用；四是在行业应用方面，扩展对现代数字城市、智能制造、数字化抗疫、应急管理等领域的支持。