信创产品测试

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书名：信创产品测试：技术、方法与案例

ISBN：978-7-115-64268-4

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版  权

著    李 龙

责任编辑 佘 洁

人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164 　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　http://www.ptpress.com.cn

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内 容 提 要

本书从信创产品基础开始，逐步贯通测试技术、测试方法和测试案例分析。本书全面融合理论、实践与案例分享，详细讲解如何对信创产品进行检测，以及如何提高信创产品的适配能力和产品质量。

本书共 10 章，分为三部分。第一部分为技术篇，详细介绍了信息技术应用创新（简称信创）的发展史和生态布局等内容，整篇以解读与信创产品测试相关的国家标准和团体标准为突破口，从信创产品的测试基本要求、迁移适配能力、功能、性能效率、信息安全性、可靠性、兼容性、环境试验等方面一一进行指导，详细讲解如何对信创产品进行测试测评。第二部分为方法篇，主要介绍了两种测试设计方法论（一种基于业务场景，另一种基于任务驱动），指导读者在一个更高层次上对信创产品进行测试分析与测试思路的设计，然后使用基础的测试技术进行测试。第三部分为案例篇，首先基于国产化底座，向读者详细介绍了国产化底座最基础的三部分—服务器、操作系统、数据库的测试案例，然后又分享了两款平台软件的信创测试案例，通过这5个不同类型的实际案例分享，一步步指导读者将理论与实践相结合，高覆盖率且高效率地进行信创产品测试工作。

本书面向的读者主要包括信创产业相关从业者、研发人员、测试人员、企事业单位技术负责人、高校的老师和学生，以及其他想了解信创产业发展或信创产品测试服务的人员。

序

接到作者的盛情邀请，为这部著作执笔序言时，我最初是有些犹豫的，原因有二：首先，这本书定位前沿，几乎没有可参考或可借鉴的资料；其次，本书围绕信创产品测评，由“29家企事业单位，32位执笔专家，根据一线经验联袂出品”，我深知自己在该领域的专业积累与这些资深专家相比尚有不小差距，恐有谬论。然而，在阅读了书稿之后，我被书中展现的技术创新性、对信创产品的深刻剖析打动，连夜赶稿，希望能通过这篇序，向广大读者推荐这本值得一读的佳作。

信创产业是中国坚持走信息技术应用自主创新之路的必然结果，信创产业的发展不仅关乎国家的信息安全，而且直接关系到经济社会的创新和转型升级。从 1950 年开始，信创产业就大体经历了6个阶段（自主攻坚、“863计划”、核高基、去IOE、安可试点、全面推进），形成了以国家和科研机构为引导，大型国有企业和民营企业为实践突破的信创产业新局面。我们当前正处在信创产业的全面推进阶段，信创产业从最开始的党、政、军向关键信息基础设施行业拓展，已经形成了“2+8+N”的行业态势。

然而，在这个产业快速发展的背后，我们不难发现信创产品质量评价标准不一致的问题。主要原因是缺乏统一的检验检测方法，从而导致信创产品的适配能力、产品质量的评判标尺不统一，信创产品的性能、可靠性、信息安全性及稳定性等参差不齐，各个信创产品研发厂家和第三方测评单位都按照自己的理解进行相关的测试工作。而本书恰恰解决了这些问题，至少有如下三大亮点。

首先，本书第一次明确给出了信创产品的测评范围、测评方法、测评流程等通用原则，提出了全面的信创产品分类参考清单，并首次站在信创产品“测试和评价”的角度， 对信创产品的硬件适配性、软件适配性、功能性、性能效率、信息安全性、维护性、兼容性、易用性、可移植性、软件可靠性、电工电子可靠性等给出了质量特性方面的测试原则及要求，填补了国内信创产品测评标准领域的空白。

其次，本书以解读与信创产品测试相关的国家标准和团体标准为突破口，同时结合了多种测试设计方法论，指导读者在一个更高层次上对信创产品进行测试分析与测试思路的设计，又通过多个不同类型的实际测试案例分享，一步步指导读者将理论与实践相结合，高覆盖率且高效率地进行测试工作。

最后，本书大咖云集，由华为、统信、麒麟、中国软件评测中心、赛迪、赛宝、国家网络软件产品质量监督检验中心、山东大学、齐鲁工业大学、山东省人工智能协会、济南市软件行业协会等29家企事业单位，32位执笔专家联袂出品，让信创产品测试真正进入了“标准制阶段”。

总之，此书的出发点、立足点、讨论点是独一无二的，在信创产品测试领域也确实开创了先河。

愿本书在信创产业的百花园中，绽放出艳丽的光彩。让我们一起跟随本书深入学习，解锁信创产业发展与信创产品测试的更多可能！

倪春洋

中国呼叫中心与电子商务发展研究院院长

中国信息协会数字经济专委会会长

国卫健康大数据（中关村）研究院副院长

前  言

信创，全称为信息技术应用创新。团体标准T/AIA 016—2023《信创产品测评 通用要求》对信创的解释如下：通过建立国产化信息技术软硬件底层架构体系和全周期生态体系，实现在信息技术领域的可掌控、可研究、可发展、可生产，旨在实现信息技术领域的安全可控，保障国家信息安全，其核心是建立安全可控的信息技术底层架构和标准。

信创产业的发展不仅关乎国家的信息安全，而且直接关系到经济社会的创新和转型升级。因此，国家积极出台了一系列支持政策，以促进信创产业的快速发展。信创产业从最开始的党、政、军向关基（关键信息基础设施）行业拓展，已经形成了“2+8+N”（党、政，金融、医疗、教育、航空航天、石油、电力、电信、交通8个重大行业，以及N个消费市场）的行业态势。信创产业已经迎来规模化应用阶段。

然而，在这个产业快速发展的背后，我们不难发现信创产品质量评价标准不一致的问题。原因主要是缺乏统一的测试方法，从而导致信创产品的适配测试工作、成本控制的标尺不统一，信创产品的性能、可靠性、信息安全性及稳定性等参差不齐。各个信创产品研发厂家和第三方测评单位都按照自己的理解进行相关的测试工作。对于这个阶段，我们称之为“信创测试1.0阶段”。

在信创测试1.0阶段，大部分厂家围绕硬件适配、操作系统适配等层面，衍生出了各类信创适配证书、互认证书和产品兼容性证书。这些证书没有统一的测试标准与质量标尺，没有很好的发放管理规范，而且发证单位大部分是企业，“裁判和运动员为一体”的尴尬处境，导致市面上各类与信创相关的证书存在质量参差不齐、适配性能差异较大的情况。这对我国信创产业发展产生了一定的阻碍。在此给大家列举几个信创产品存在的典型问题。

1）很多进行信创产品适配测试的第三方单位，对信创产品测试的标准不清晰或不统一，导致存在同一个产品在第一家测评单位测试没有通过，而在第二家测评单位测试通过的现象。

2）信创产品测试没有统一的标准，导致测试深度不一致。类似的产品，有的单位不仅完成了CPU、操作系统、数据库等方面的测试，而且各方面都进行了大量的深入测试，设计了大量测试案例；而有的单位只是简单地确认了产品可以在信创环境下安装、运行等。

3）信创产品的评价方法不统一，市面上出现了很多单位称自己可以颁发信创产品评估证书的情况。但是，仔细研究会发现，各个单位的评价标准和流程不一、信创产品鉴定材料要求不一，这直接导致了信创产品评估证书的含金量下降。笔者之前遇到过一个典型案例，在非信创环境下，产品功能满载、性能良好；但适配到信创环境后，产品功能只留一二、性能大打折扣。

笔者认为上述几个问题的根本原因是缺乏统一的测评标准和技术规范。信创测试1.0阶段主要以软硬件适配测试为导向，忽略了适配后的产品质量属性，导致信创产品的功能、性能甚至信息安全性等产品质量难以得到保证。

就是在这样的背景下，笔者所在团队联合了国内部分头部企事业单位（如华为、海思、统信、海尔、海信、神思电子、麒麟软件、软通动力、天御云安等）、第三方测评单位［如中国软件评测中心、山东安畅检测技术有限公司（齐鲁物联网测试中心）、中国电子信息产业发展研究院（赛迪研究院）、工业和信息化部电子第五研究所（中国赛宝实验室）、国家网络软件产品质量监督检验中心、济南市产品质量检验院、鲲鹏密码测评技术（山东）有限公司等］、高等院校及科研院所（如山东大学、齐鲁工业大学、山东交通学院、北方工业大学、青岛黄海学院、山东省人工智能研究院、山东航天人工智能安全芯片研究院）、行业协会（如山东省物联网协会、山东省人工智能协会、山东省装备制造业协会、济南市软件行业协会等），在这些单位的支持与配合下，完善、补充了一种新的信创产品测试测评体系，共同牵头组织了多次探讨，制定了一套比较成熟的测试测评体系。在新的测试测评体系的基础上，我们进入了“信创测试2.0阶段”。

信创测试2.0阶段明确了信创产品的测评范围、方法及流程，以及对测评机构的管理要求等通用性原则。此外，该阶段首次从信创产品的“测试和评价”角度出发，不仅对信创产品的硬件及软件的适配测试进行了明确的规范，而且增加了信创产品的功能性、性能效率、信息安全性、维护性、兼容性、易用性、软件可靠性和电工电子可靠性等方面详细的测试原则及要求。

本书就是站在“信创测试2.0阶段”要求的角度，从整体上，向读者介绍如何进行信创产品测试，以及用什么方法进行信创产品测试。笔者希望通过本书，为我国的科技发展贡献一份力量。

我在成书过程中得到了刘文贞、王岳、陈磊、李安伦、杨喆、张翠、王凯华、张平、王宝成、谭春波、赖裕平、杨光灿、陈锋情、翁谦、金华松、卫红军、刘文臣、王洋、张昊、高童、李子萱、安东、马居宝、王衍超、宋现兵、姜瑞娟、梁川、韦微、王文冠、苏冠群、刘善田、王瑞、朱苏琴、张剑、侯广尧、张恒、刘丞等领导、专家、朋友的支持与配合，在此表示感谢。

鉴于国内尚无信创产品测试类图书，本书在撰写过程中相关参考文献匮乏，主要依赖网络上的一些技术资料和相关文章，同时引用了诸多专家观点以及与同行的交流心得。然而，部分内容由于无法追溯原始出处，在此向那些未提及的专家表示衷心的感谢。

需要指出的是，本书可能存在一些疏漏和不足。如果读者发现任何问题，敬请联系笔者，以便及时进行修正。真诚地希望各位读者能够不吝赐教，给予宝贵的批评和斧正。

李龙

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第1章 信创产品及其测试简介

党的二十大报告重申了发展信创产业（对于信创产品，有些地方表述为国产化或“安可”产品），实现关键领域信息技术安全可控的重要性：在政策方面，推动信息技术与文化创意产业的深度融合，促进新技术、新产业、新业态的发展，推动经济转型升级，提升国家文化软实力和国际竞争力；在资金方面，给予政策支持和奖励，进一步促进产业发展。

中国信息通信研究院发布的《中国数字经济发展研究报告（2023年）》数据显示，2022年我国数字经济规模达到50.2万亿元。随着我国数字经济规模不断扩大，各领域对信息技术软硬件的依赖程度不断加深，国家为了实现核心技术安全可控，大力发展信创产业。

2022—2023年，信创从党政领域试点应用逐渐向国计民生行业加速渗透。中国石油化工集团有限公司、中国交通建设集团有限公司、中国稀土集团有限公司和中国储备粮管理集团有限公司等央国企及行业信创大单频现，信创产品及解决方案持续落地。信创产品采购步入常态化阶段。信创最初在党政领域试点应用，随后在八大重点行业加速推进。信创产品消费潜力较大，尤其在办公软件领域。

1.1 信创产业的发展史

发展信创产业是中国坚持走信息技术应用自主创新之路的必然结果。从1950年开始，信创产业经历了6个阶段，形成了以国家和科研机构为引导，大型国有企业和民营企业为实践突破的信创产业新局面。信创产业各发展阶段如图1-1所示。

图1-1　信创产业各发展阶段

我们当前正处在信创产业的全面应用推广阶段，正由党、政领域试点应用，向金融、医疗、教育、航空航天、石油、电力、电信、交通八大重点行业领域全面推广。新阶段出现了如飞腾2000+处理器、鲲鹏920处理器和银河麒麟嵌入式操作系统V10等自主安全基础软硬件最新成果。

近几年，信创领域的里程碑产品层出不穷，举例如下。

1）1993年，中软国际推出第一代基于UNIX的国产Linux操作系统，浪潮集团研发SMP2000系列服务器。

2）2000年，红旗Linux发布。

3）2001年，方舟一号CPU问世。

4）2008年，阿里巴巴内部信息技术升级，全面进行安全可控研发。

5）2010年，民用“中标Linux”和军用“银河麒麟”合并。

6）2013年，浪潮天梭K1小型机系统上市。

7）2015年，飞腾发布首款ARM架构FT-1500A系列处理器。

8）2019年，兆芯KX-6000系列处理器亮相，性能极大提升；飞腾发布新一代桌面处理器FT-2000/4。

9）2019年至今，以党、政为主的两大体系和八大行业开始全面升级安全可控信息产品，全面进行应用业务系统和解决方案的国产自主知识产权下的更新。

发展至今，信创产业涉及的领域也越来越丰富和完整，详细情况如图1-2所示。

图1-2　信创产业图谱

1.2 信创产品的发展意义

大力发展信创产品具有非常重要的战略意义。

1）建立自有IT底层架构和产品标准。过去国内多数关键基础设施对国外技术依赖度高，信息和网络安全性不高。因此，基于自有IT底层架构和标准建立起来的IT产业生态便是信创产业的主要内涵。

2）信创产品助力经济发展。经济发展要取得新成效，需要提升信息技术创新能力。建设数字中国，推动基础设施建设，都需要信创产品作为强力支撑，同时也会反向推动信创产业发展。信创产品的高度安全可控是实现我国第十四个五年规划发展目标和2035年远景目标、持续增强创新能力的重要抓手。

3）信创产品是各行业安全的基石。随着我国经济的飞速发展，各行业对关键基础设施的安全性要求越来越高，但考虑到我国信息技术的发展历史，我国部分核心关键基础设施无法实现100%安全可控，信创产品的研制与发展将为各行业提供根本上的安全保障。

4）信创产品的广泛应用可以激活国内关键基础设施领域产品的内部循环流通，通过扩大内部需求促进内部企业的发展壮大，培育一批能够承担关键基础信创产品研发的企业，以填补我国相关领域的空白。

1.3 信创产品的生态分析

通过前两节的内容，我们已经了解信创产品其实就是全面开展的，从服务器、操作系统、数据库、中间件到应用软件的国产化改造。当然需要明确一点，这里的国产化主要针对在符合安全可控的前提下进行开发改造的国产软件，并不是说硬件的每个零件都要重新研发，以及软件的每行代码都要重新编写。

信创产业是一条庞大的产业链，主要涉及以下部分。

● 基础硬件：CPU、服务器、存储、交换机、路由器等。

● 基础软件：操作系统、数据库、中间件、基本输入输出系统（Basic Input Output System，BIOS）等。

● 云软件：新媒体聚合系统、融媒体系统、云计算系统、大数据系统等。

● 应用软件：OA（Office Automation，办公自动化）、ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）、办公软件、政务应用、流/版/签软件（即流式软件、版式软件和签名软件）等。

● 信息安全：边界安全产品、终端安全产品等。

信创产业链产品分类如图1-3所示。

图1-3　信创产业链产品分类

1.3.1　国产中央处理器

中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是整机国产化的核心要件。目前，国产CPU主要有海光、兆芯、鲲鹏、飞腾、龙芯、申威等。其中，海光和兆芯采用通用IP内核授权模式，基于x86授权来开发自己的芯片。飞腾和华为的鲲鹏处理器采用架构/指令集授权模式，基于ARM架构/指令集授权来开发自己的芯片。龙芯和申威采用授权和自主研制的模式，早期使用国外的指令集授权，后期自己开发，完全可控。值得一提的是，龙芯走了一条完全与众不同的拓荒路，从MIPS架构入手，并且买断了MIPS架构的永久授权，然后从底层开始研究，开发出了LoongArch指令集。

1.3.2　国产服务器

对于服务器，目前整机国产化厂商比较多，包括浪潮、新华三、华为、联想、同方、长城、曙光等。浪潮的创新服务器主要有机架服务器、多节点服务器和整机柜服务器，主要布局在高端服务器市场。此外，国产服务器还有新华三的UniServer服务器、华为的TaiShan系列服务器和鲲鹏服务器。

1.3.3　国产操作系统

国产操作系统是指由我国自主研发的操作系统，如银河麒麟、中标麒麟、统信UOS、深度（deepin）操作系统、欧拉操作系统等。

deepin成功地解决了兼容性和易用性问题，并在Linux基础上引入了Windows桌面，实现了二者的完美结合。统信UOS这款操作系统在deepin的基础上进一步优化，融合了Windows系统的界面和操作习惯。统信UOS的独特之处在于其技术路线的统一和生态的统一。

中标麒麟和银河麒麟也是基于Linux内核的优秀操作系统，但它们更多针对特定领域的应用，如服务器或军工领域。目前，中标麒麟和银河麒麟已经合并，都是麒麟软件旗下的产品，其中V4和V10两个版本都是银河麒麟，V7是中标麒麟。麒麟家族中还有一个优麒麟，优麒麟操作系统是Ubuntu官方衍生版。

1.3.4　国产数据库

国产数据库的选择非常多，包括OceanBase、TiDB、openGauss、GaussDB、达梦数据库、人大金仓数据库、PolarDB、GBase、瀚高数据库等。

OceanBase是蚂蚁集团完全自研的分布式数据库，具有100%的知识产权，承担蚂蚁集团的多数核心链路，主要用于金融、运营商和政府公共服务等。

TiDB是PingCAP公司自主设计、研发的开源分布式关系数据库。作为通用分布式数据库，TiDB已被全球超过 1500 家企业用于线上生产环境。

openGauss是华为主导的高性能、高安全、高可靠的开源关系数据库。

GaussDB是华为自主研发的又一个数据库品牌，未开源，版本众多，支持关系数据库引擎和非关系数据库引擎。例如，GaussDB(for MySQL)完全兼容MySQL，GaussDB (for Mongo)完全兼容MongoDB。

达梦数据库是国产数据库中推出得比较早的，产品功能丰富，工具也比较完备。

人大金仓数据库是面向大规模并发事务处理的企业级关系数据库，支持多种数据类型，有一整套解决方案。

PolarDB是阿里巴巴自主研发的下一代云原生关系数据库。

1.3.5　国产中间件

中间件位于数据库平台和应用软件之间，是一种跨平台的基础软件。目前，国内中间件市场份额的第一梯队仍然是IBM和Oracle，二者合计占近一半的市场份额；第二梯队为五大国产厂商，包括东方通、普元信息、宝兰德、中创、金蝶天燕，合计占市场份额的 19.6%。国内中间件市场份额情况如图1-4所示。

图1-4　国内中间件市场份额情况

在国家的大力推动下，信创产业的发展已经成了不可逆转的趋势。这个起步阶段肯定是痛苦的，除了各种割裂与适配问题，还要解决各种故障，补漏洞。

1.4 信创产品测试现状分析

上述内容对信创产品进行了基础介绍，主要从发展与意义两个方面进行了梳理。读者会发现，信创产品涉及的领域、行业、技术等方方面面非常复杂，但是判断信创产品是否可用，以及能否满足我们的生活和工作需求，这就对信创产品的质量提出了严格要求（确保我们将要使用的产品是经过质量检验的、合格的产品）。

然而，现在市场上各单位对信创产品的测试要求还存在很大差距。这主要是之前缺少与信创产品测试及评价相关的规范，导致信创产品在测评过程中有质量参差不齐、适配性能存在较大差异的情况发生。接下来，笔者给读者做几点分析。

1.4.1　适配的多样性分析

本小节对信创产品测试最基础的要求“适配测试”进行分析。为了保证适配测试的质量，需要建立完整的测试流程。一般来说，适配测试的流程包括需求分析、测试计划编写、测试用例设计、测试执行、缺陷管理和测试报告撰写等。在具体实施过程中，由于信创产品的多样性，需要适配的产品种类众多，测试人员可能会遇到以下难点。

（1）硬件设备的多样性

不同的硬件设备有着不同的配置，可能会导致软件无法正常使用或者出现兼容性问题。因此，适配测试中需要考虑各种硬件设备的兼容性问题，尤其是移动端应用，还要考虑不同的屏幕分辨率、处理器型号等。

（2）操作系统的多样性

不同的操作系统版本可能会对软件的运行产生影响。因此，适配测试需要考虑不同操作系统的兼容性问题。

（3）浏览器的多样性

不同的浏览器可能会有不同的行为，如渲染方式、缓存机制等。因此，测试人员在进行Web应用程序适配测试时，需要考虑浏览器的兼容性问题。

（4）其他应用程序的兼容性

当信创产品需要与其他应用程序或者硬件设备进行交互时，信创产品需要进行适配测试，以确保其能够正常运行和交互。

1.4.2　产业的多样性分析

随着信创产业的不断发展，信创产品建设清单也不断丰富，笔者最新统计的信创产品建设清单如表1-1所示。

表1-1 信创产品建设清单

通过表1-1可以清晰地看出，信创产品的多样性日益增加。这导致在开展信创产品测试时会遇到一些非技术原因导致的难点，详细描述如下。

（1）信创产品测试花费较大

开展信创产品测试涉及众多的软硬件产品版本和型号，因而从中选出最适宜、最优化的型号往往需要比普通测试投入更多的人力和物力。

（2）信创产品测试工程师非常稀缺

从信创产品建设清单可以看出，信创产品测试通常涉及软件测试和硬件测试两个方面。我们开展软件测试和硬件测试采用的是不同的国家标准，但是因为信创产品测试既涵盖软件测试又涉及部分硬件测试，所以在测试过程中对团队要求是比较高的。当前的测试工程师大多是软件测试行业或者硬件测试行业出身，往往很难找到兼具软硬件测试体系的工程师，所以信创产品测试方面的工程师非常稀缺。