1、8989Practice|行业治理栏目编辑：叶纯青 E-mail:2024年第1期一、引言近年来，党和国家高度重视科技创新，要求加快实施创新驱动发展战略，实现高水平科技自立自强。党的二十大报告指出，要积极推进国家安全体系和能力现代化，坚决维护国家安全和社会稳定。在科技领域，信创产业已进入全面推广的黄金发展期，国产信息技术基础软硬件将逐步实现从“不可用”到“可用”，再到“好用”的过程。在此过程中，基层央行在响应国家号召的同时，结合基层实际工作情况，通过研究虚拟化技术，推动国产化终端的广泛使用。通过在国产化终端上采用虚拟化技术，既可以对目前ARM、LoongArch、MIPS、SW64、x86等多
2、种架构的国产化CPU平台进行生态兼容，又能保持用户在使用过程中历史数据、文件兼容、软硬件匹配的延续性，在方便用户升级使用的同时，促进各类国产化技术架构的共同发展、生态融合。二、虚拟化技术介绍虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟设备基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。虚拟化根据设备组件的不同，可以划分为CPU虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、设备与IO虚拟化等；根据虚拟化技术的不同，又
3、存在Xen、KVM、国产化终端的虚拟化应用探索 中国人民银行襄阳市分行熊晓雨摘要：信创产业的发展，带动了国产化终端设备在各行各业的应用，但由于系统在兼容性适配、使用习惯等方面存在问题，影响了其大范围推广。虚拟化技术可以在不同架构的设备上配置相同的运行环境，解决在国产化系统上无法运行特定应用的问题。文章着眼于国产化终端上的虚拟化技术研究，并测试了各类应用的兼容情况，为国产化终端的推广使用提供一条新的思路。关键词：国产化；虚拟机；ARM架构；基层央行作者简介：熊晓雨（1993-），男，湖北襄阳人，计算机技术工程硕士，研究方向：虚拟化与云计算。收稿日期：2023-10-099090Practice|
4、行业治理栏目编辑：叶纯青 E-mail:2024年第1期Hyper-V、VMware等实现方式。通过虚拟化技术，可以模拟出各类虚拟的硬件，以满足不同类型、不同性能、不同系统平台的设备使用需求。日常工作中最实用的技术，主要是虚拟机、容器两类：虚拟机可以完整模拟一台计算机设备，包括计算机内部的各个组件及操作系统，让使用者像使用实体机一般，在虚拟的设备和系统中完成各项工作，满足各类业务的个性化需求；容器技术可以在各类系统中运行平台架构不同的应用程序，比如可以在Linux系统中运行Windows的应用，为办公提供了方便。三、国产化终端使用虚拟化技术的意义（一）解决兼容性问题在基层央行业务中，各业务条线
5、应用系统繁多，上线时间不同，适配程度不一。对于国产化系统中支持较好的业务应用，可以直接在国产化系统上使用；对于暂未适配国产化的业务系统或者兼容性不好的业务应用，可以通过虚拟机继续在Windows系统上运行。双系统并行，解决业务应用的兼容性问题，促进国产化设备在业务工作中的推广。（二）解决应急性问题在实际工作中，国产化终端作为一种全新的办公手段，目前较为缺乏相关使用经验。基层工作人员在系统使用、外设适配、软件兼容、技术维护等方面都需要学习。在业务工作中，如遇到国产化终端无法处理的各类状况或者短时间内无法解决的偶发性问题时，虚拟机可以作为备用方案，保证工作不断档。（三）解决安全性问题在国产化硬件中
6、虚拟化运行Windows，系统封闭在虚拟的硬件环境中，具有以下优点：一方面便于监控，因为系统对外的所有通信都要经过宿主机系统和国产化设备接口；另一方面便于管理，通过虚拟机可以方便地对系统进行备份、恢复、重置、隔离等操作，大幅提升了设备的安全性和可维护性。四、虚拟化技术在国产设备上的应用（一）国产化设备虚拟化实验笔者使用紫光D3811-G2台式微型计算机进行实验。该设备基于国产化飞腾高性能8核D2000处理器平台，16 G内存，256 G固态硬盘，搭载国产银河麒麟V10操作系统。步骤如下：在飞腾官方提供的虚拟化软件PhyVirt中选择基于ISO文件安装，选择ARM版Windows11镜像进行安装
7、，注意安装时需要选择VirtIO驱动包，随后按照正常顺序安装。安装时，有以下注意要点。一是遇到不符合最低系统要求的兼容性提示，解决方法为：Shift+F10启动CMD终端，输入regedit启动注册表编辑器，依次展开HKEY_LOCAL _MACHINESYSTEMSetup，在右侧栏空白处右键单击，新建项LabConfig；单击选中LabConfig后，在右侧栏空白处右键单击，新建2个DWORD（32 位）值，名称为ByPassSecureBootCheck和 ByPassTPMCheck，并将数值都修改为1。二是遇到找不到硬盘的情况，点击“加载驱动（Load driver）”，选取phyv
8、irt-app光盘中的viostor-w11-ARM64驱动，安装后即可找到硬盘，之后正常安装即可。三是安装完成后，在系统中需要安装 PhyVirt App，便于虚拟机管控。展开 phyvirt-app的光盘映像，双击 phyvirt-app进行安装。此时，即可在国产化设备上使用Windows。（二）各类应用测试在实验中，笔者选取了部分常用应用场景进行兼容性测试，各类场景测试结果如下。1.常用办公软件对Windows版的WPS Office、谷歌浏览器、IE浏览器、360压缩、PDF阅读器等常用软件进行测试，ARM版的Windows11系统可以正常安装各类.exe程序，各项功能与x86架构的W
9、indows无异，使用习惯保持统一。9191Practice|行业治理栏目编辑：叶纯青 E-mail:2024年第1期2.特殊用途软件除常见办公软件之外，在目前的工作中还存在一些特殊定制性的软件，使用频率也较高，经测试均可以正常使用。由于兼容性或版本问题在国产化系统中无法使用的云桌面VDI客户端，通过虚拟机可以正常运行并登录，各类存储介质或外设可以直接穿透到云桌面系统中正常使用。在国库、支付、发行、反洗钱等各业务条线的系统中，需要使用的USB-Key形式的CA认证证书，其旧版和新版驱动均可正常安装。3.业务系统软件选取了国库某数据系统、反洗钱某监管平台、人力资源管理系统等业务系统进行测试，模拟
10、正常业务工作。经测试，各业务系统通过CA证书登录正常，各功能模块正常显示，数据查询、显示、修改、导出等功能正常。需要特定浏览器支持的系统，识别并安装对应插件后均能正常运行。（三）相关经验1.虚拟化需要较高的硬件配置一是硬盘容量需求大。虚拟机镜像对硬盘容量要求较高，每台虚拟机动辄需要几十GB以上的存放空间。本次实验中使用的国产化设备标配只有256 GB的固态硬盘，除去原本系统占用区域后，剩余空间捉襟见肘，难以找到合适的区域存放镜像。若可以配备更大的硬盘，或提供国产化的硬盘采购、允许后期加装，将有助于工作的进一步开展。二是处理器及内存性能需求高。创建虚拟机需要占用CPU多个内核或线程数，同时需要从
11、宿主机中分配相当大一部分内存给虚拟机使用，因此对处理器及内存性能的要求较高。2.虚拟化需要较好的软件适配一是适配的虚拟化软件。目前国产系统生态刚起步，针对虚拟化等专业领域的应用也十分单薄，很难找到合适的虚拟化软件。在国产化设备上，最好选取CPU厂商、系统厂商已针对性优化的虚拟化软件，适配程度会更好，虚拟机创建成功率更高。虚拟化软件中若集成了容器技术，可实现在国产化系统桌面中直接启动Windows已安装的应用，其与使用麒麟系统本地应用差别不大，且比启动完整的虚拟机更加方便、直观，有助于吸引用户主动使用国产化系统。二是匹配的系统镜像安装包。经过测试，在虚拟化软件PhyVirt中仅实现了对64位Wi
12、ndows 11 for ARM版本镜像的成功安装，对64位Windows 10和32位Windows 7等系统的兼容性不佳。因此，需要根据在当前平台下使用虚拟化软件所支持的架构，选取对应的系统镜像进行虚拟机安装。三是平台支持的驱动程序。各类外设的驱动程序和CPU架构关联较大。在实验中，虚拟机所使用的Windows为ARM版，而测试使用的打印机驱动仅支持X86和X64架构设备使用，无法在ARM架构上进行安装。因此，需要选择提供了ARM架构驱动的打印机才可以实现打印功能，对业务系统的使用影响较大，最好采购驱动完善的国产化打印机等设备型号进行配套。3.虚拟化对运行平台较为依赖一是依赖CPU平台。在
13、测试基于龙芯MIPS架构CPU的计算机时，发现相较于ARM架构的飞腾CPU，其虚拟化实现难度更大，关于龙芯或MIPS相关的软件包资源也更少，未找到对应的虚拟化软件。笔者认为，相较于MIPS而言，ARM架构的使用率更高，现阶段生态更丰富。二是依赖系统版本。在Linux系统中，最常用的虚拟化方案为KVM虚拟机。而在国产化系统中，银河麒麟V10 SP1 2303版本及以上、统信1050 V3及以上版本对KVM的支持度较好。如果版本不正确，很难自行安装相关环境并完成虚拟机创建。五、虚拟化发展建议（一）提供政策引导，鼓励虚拟化技术健康发展虚拟化技术不仅可以用于办公，其在数据中心、9292Practice
14、|行业治理栏目编辑：叶纯青 E-mail:2024年第1期云计算、测试开发、桌面虚拟化、网络虚拟化等领域都有广泛应用。国外厂商一直在虚拟化技术上发力，不断迭代出新产品特性，因此，可以通过政策引导和资金支持，鼓励国产软硬件厂商研发更深层次的虚拟化技术，加快完善此项技术，拓展更多的应用场景，为国产化设备提供更强的研究价值和大规模商用价值。（二）加强硬件研发，完善CPU平台的虚拟化技术虽然在各平台架构上可以使用QEMU等软件虚拟化的方式，但此种方式的运行效率不高，最终实现的虚拟机性能不够好。最好的方式还是通过硬件进行虚拟化，这就需要CPU本身支持完善的虚拟化技术，如Intel的VT-x技术和AMD的
15、AMD-V技术，国产CPU也可在虚拟化方面发力，提供更好的硬件虚拟化体验。（三）加快软件适配，提供功能全面的虚拟机软件本次实验的PhyVirt是CPU厂商飞腾提供的适配软件，相较于各类Linux通用虚拟化软件，其在国产化设备上的实现效果更好，成功率更高。希望各家国产化软硬件厂商可以继续跟进，针对国产化复杂多样的硬件和系统，提供成熟稳定的虚拟化软件供使用。（四）扩展应用场景，特别是云桌面相关产品虚拟化在云技术上的应用，同样可以在一定程度上弥补国产化终端阶段性的不足，其中最具代表性的就是桌面云。在现阶段国产化系统兼容性不够完善、业务系统还未适配时，可以采用服务端虚拟化的方式，远程登录云桌面，进入特
16、定系统进行业务操作，弥补国产化系统暂时的功能缺失。（五）发力生态建设，完善国产化系统应用生态在国产化设备上使用虚拟化技术毕竟只是过渡时期的手段，是在国产化系统生态不够完善的阶段为工作人员提供临时的补救方案。国产化系统的普及仍需要各厂商联合起来，加快生态建设，并广泛适配各类业务系统和外设驱动，使其真正能用、易用，基层工作人员会用、想用，将业务逐步从虚拟机转移到真正的国产化系统中去。FTT参考文献：1潘妍，李振，许一骏.加强关键软件自主创新 助力金融科技高质量发展J.金融电子化，2022(6):21-22.2倪光南.坚持信创科技自立自强建设网络强国和数字中国J.信息安全研究，2021(1):2-3.3罗利，周锡玲.Linux环境下KVM虚拟化平台的构建J.信息技术与信息化，2021(4):91-93.4李明富.替代，任重而道远J.金融电子化，2014(8):21-22.5陈世清.基层央行在金融标准化实施过程中的困难及对策J.金融科技时代，2021(1):85-88.
